突尼斯OM ELKHECHEB磷矿脱泥溢流浓密试验研究

孔汇贤 赵 勇 孙腾飞

（1.瓮福（集团）有限责任公司技术研究院；2.中国黄金集团陕西有限公司）

磷矿石中往往含有一定量的黏土矿物，在生产加工过程中这些矿物容易泥化，造成筛孔堵塞，矿浆黏度增大，流动性降低，磨矿效率下降，球磨机“胀肚”，浮选泡沫发黏，浮选效率下降，消泡困难等一系列问题。因此，要获得理想的选磷指标，磷矿浮选过程中常采用预先脱泥工艺。为提高水资源的利用率，可对脱泥矿浆进行沉降处理。

突尼斯加夫萨省OM ELKHECHEB 磷矿矿石洗矿脱泥水量大，为了准确掌握矿泥的沉降特性，使浓密机的选型更加合理，开展了有针对性的浓密试验。

1 试 样

试样为突尼斯加夫萨省磷矿洗矿厂的脱泥旋流器溢流，pH=7，干矿泥的密度为2.86 g/cm3。矿泥的粒度组成对矿泥的沉降、浓密有直接影响，通常粒度越细越不利于矿物的沉降［1］与固液分离。试样粒度筛析结果见表1。

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由表 1 可知，-23 μm 粒级产率为 65.2%，表明试样属于超细矿泥，自然沉降难度大。

2 试验方法

2.1 量筒静态沉降试验

量筒静态沉降试验采用直接观测沉降界面法［2］，试验时，将不同浓度的矿浆分别倒入贴有坐标纸的量筒内，根据需要加入絮凝剂搅拌均匀，并观测记录不同时间量筒内澄清层高度。根据沉降曲线计算沉降速度及沉降面积［3］。

2.2 小型动态絮凝沉降试验

在量筒静态沉降试验基础上，使用图1 所示的直径120 mm 动态沉降试验装置进行连续的浓密试验，以便为浓密机的选型提供依据。试验前连接好各部件，加满清水，调试絮凝剂添加泵和给料泵。加满清水空运行10 min 后依次开启絮凝剂添加泵、给料泵。给料开始时先少量加入，观察浓缩机运转及渣层变化并调整浓缩机耙子转速，从而减少对底部物料的扰动，然后逐步提高给矿量。试验过程中准确记录试验数据，并取样供后续分析［4］。

3 试验结果与分析

3.1 静态自然沉降试验

静态自然沉降试验在不添加絮凝剂情况下进行，矿浆浓度试验澄清层高度与沉降时间的关系见图2，不同矿浆浓度下的沉降速度与单位面积干矿处理量见图3。

从图2、图3可以看出，各浓度下的自然沉降速度均很慢，这与试样粒度微细有关；浓度越低，沉降速度越快，这与矿浆浓度低有利于沉降有关，因为矿浆浓度低意味着矿物颗粒间距较大，相互干扰小，因而越有利于颗粒沉降；各浓度下的单位面积干矿处理量基本没有变化。

3.2 静态絮凝沉降试验

3.2.1 絮凝剂用量试验

由于静态自然沉降速度过慢，根本无法达到实际生产的需要，又进行了静态絮凝沉降试验。试验所用絮凝剂为TNS，由突尼斯加夫萨省磷矿洗矿厂提供。絮凝剂用量试验固定矿浆浓度为5%，TNS 溶液质量浓度为0.03%，试验结果见图4、图5。

从图4、图5 可以看出，添加絮凝剂TNS 后，沉降速度显著加快，且TNS 用量越大沉降速度越快，这是因为TNS 对矿浆中的矿泥颗粒发挥了吸附、桥联作用，使细小颗粒桥联成大颗粒群絮团［5］，有效提高了矿泥的沉降速度；随着TNS 用量的增加，沉降速度加快、相应单位面积干矿处理能力上升。

3.2.2 不同浓度絮凝沉降试验

为进一步了解絮凝剂TNS 对矿泥沉降的影响，考查了不同矿浆浓度下的絮凝沉降情况。试验固定TNS 溶液质量浓度为0.03%，添加量为50 g/t，试验结果见图6、图7。

从图6、图7可以看出，矿浆浓度越高絮凝沉降速度越慢，单位面积干矿处理量先升后降，矿浆浓度为5%时的单位面积干矿处理量最大。综合考虑，确定后续试验浓密机的进料浓度为5%。

3.3 动态絮凝沉降试验

实际生产过程的絮凝沉降情况比静态絮凝沉降过程复杂得多，不仅矿浆给入速度和浓度不断变化，而且入料性质也在不断变化，还有浓密机耙架移动的影响。为给后续浓密机选型提供依据，探究了在浓密机底流浓度、溢流水浓度变化情况下的动态絮凝沉降规律。试验固定TNS 溶液质量浓度为0.03%，添加量为50 g/t，矿浆浓度为5%，试验结果见图8。

从图8 可以看出，随着矿浆给料速度的加快，动态絮凝沉降的底流浓度下降，溢流水浓度升高。为确保底流浓度大于25%，综合考虑，确定矿浆给料速度为0.10 m3/h。

4 结 论

（1）突尼斯加夫萨省磷矿洗矿厂的脱泥旋流器溢流pH=7，干矿泥密度为2.86 g/cm3，-23 μm 粒级产率为65.2%，属自然沉降难度大的超细矿泥。

（2）静态自然沉降试验表明，无论矿浆浓度高低，自然沉降速度均很慢；浓度越低，沉降速度越快；各浓度下的单位面积干矿处理量基本没有变化。

（3）静态絮凝沉降试验表明，添加絮凝剂TNS后，沉降速度显著加快，且TNS 用量越大，沉降速度越快，相应的单位面积干矿处理能力上升；矿浆浓度越高，絮凝沉降速度越慢，单位面积干矿处理量先升后降，适宜的矿浆浓度为5%。

（4）动态絮凝沉降试验表明，随着矿浆给料速度的加快，动态絮凝沉降的底流浓度下降，溢流水浓度升高。为确保底流浓度大于25%，确定动态浓密试验装置适宜的给料速度为0.10 m3/h。