引言

梅山礦業(yè)尾礦全資源化利用工程建成了規(guī)模150 萬(wàn) t/a 細(xì)粒濕尾的梯級(jí)綜合利用生產(chǎn)線，降磷尾礦實(shí)現(xiàn)全部處理并綜合利用。2020 年生產(chǎn)原礦 516萬(wàn) t、鐵精礦 235 萬(wàn) t、硫精礦 8.4 萬(wàn) t，生產(chǎn)建筑砂石83 萬(wàn) t、機(jī)制砂 8.05 萬(wàn) t、水泥鐵質(zhì)校正劑 142.4 萬(wàn) t；降磷濕尾產(chǎn)出 134.55 萬(wàn)t并全部利用，降磷濕尾利用率 100%；重選濕尾利用 15.9 萬(wàn) t，濕尾利用總量高達(dá)150.45 萬(wàn) t，濕尾資源利用率達(dá) 73.68%，全資源利用率 92.41%。其中，關(guān)鍵設(shè)備是濕式尾礦壓濾系統(tǒng)5 臺(tái)過濾面積 600 m2的 MZGFQ600/2000-U 型高效節(jié)能快速壓濾機(jī)，用于常規(guī)真空過濾機(jī)難以有效脫水的粒度極細(xì)尾礦，壓濾濾餅產(chǎn)量 78 萬(wàn) t/a，同時(shí)排出濾液 56.58 萬(wàn) m3。目前，選礦尾礦東區(qū) 3臺(tái)壓濾機(jī)濾液通過ISGB150-20P管道泵輸送到一級(jí)平流池，選礦尾礦西區(qū)2臺(tái)壓濾機(jī)濾液通過4PNJFB膠泵輸送進(jìn)入6#、7#φ50 m濃縮機(jī)，礦泥均經(jīng)沉降后得到澄清水作為生產(chǎn)用環(huán)水；排出的濾液清水、濁水混合在一起，尚未分離使用，清澈的濾液透明，濁度低于 300 mg/L，pH 值約為 7，不含有毒、有害重金屬，水質(zhì)明顯好于生產(chǎn)循環(huán)水，可回收用于球磨機(jī)潤(rùn)滑冷卻水、渣漿泵水封水、磁選機(jī)精礦沖洗水。因此，設(shè)計(jì)壓濾機(jī)濾液回收工藝方案，實(shí)現(xiàn)清水、濁水分別利用，以節(jié)約水資源，降低水耗。

1壓濾機(jī)運(yùn)行指標(biāo)

1. 1運(yùn)行工藝目前，梅山尾礦生產(chǎn)工藝流程為降磷尾礦及重選尾礦經(jīng)濃縮后，分別通過泵輸送至尾礦再選廠房高頻直線篩篩分隔渣得到機(jī)制細(xì)砂；降磷尾礦篩下礦漿送至水力旋流器組分級(jí)，旋流器沉砂經(jīng)陶瓷過濾機(jī)過濾后得到粗粒尾礦濾餅，旋流器溢流泵送至2#HRC-25 m 高效濃縮池濃縮；重選尾礦篩下礦漿送至 1#HRC-25 m高效濃縮池濃縮，濃縮底流部分送至尾礦庫(kù)堆存，部分泵送至降磷尾礦7#濃縮大井與降磷尾礦混合后綜合利用；2#HRC-25 m 高效濃縮池底流部分泵送至西區(qū)壓濾廠房2臺(tái)工業(yè)試驗(yàn)壓濾機(jī)壓濾，部分泵送至東區(qū)壓濾廠房3臺(tái)壓濾機(jī)壓濾，得到細(xì)粒壓濾尾礦產(chǎn)品；粗細(xì)粒脫水尾礦裝車后外銷作為水泥鐵質(zhì)校正劑原料。

1. 2產(chǎn)量及參數(shù)目前，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有 5臺(tái) HMZG600/2000-U型隔膜壓濾機(jī)，其中西區(qū) 2 臺(tái)，東區(qū) 3 臺(tái)，1 臺(tái)壓濾機(jī)生產(chǎn) 22板/d，5臺(tái)生產(chǎn)110 板/d，產(chǎn)量3 080 t/d。濃度20%左右的尾礦與配制濃度0.1%的聚丙烯酰胺混合，經(jīng)φ25 m 高壓濃密機(jī)絮凝沉降濃縮后，底流濃度達(dá) 52%～54%，輸送到壓濾機(jī)給礦泵池，再經(jīng)渣漿泵輸送給入壓濾機(jī)脫水［3］，給礦泵頻率 44～45Hz，進(jìn)料壓力7～8 kg/cm2，壓榨壓力12.5 kg/cm2，生產(chǎn)1板用時(shí)64 min，其中進(jìn)漿41 min，壓榨、吹風(fēng)、卸料等23 min，得到 86塊規(guī)格 1 900 mm×1 900 mm×47 mm的濾餅。

1. 3濾液量濾餅密度 3.2 g/cm3，濕重 28 t/板，水分 16.5%，扣除水分后干重 23.38 t/板，生產(chǎn) 1 板濾餅需要礦漿質(zhì)量 44.96 t，體積 28.89 m3，礦漿密度 1.556 t/m3，壓濾出的濾液體積為 16.96 m3/板，5臺(tái)壓濾機(jī)每天產(chǎn)生濾液1 865.6 m3。

1. 4濾液排出壓濾機(jī)呈南北向布置，壓濾機(jī)東西兩側(cè)布置有 2組南北向 9 900 mm×300 mm×300 mm 的敞開接水槽，壓濾時(shí)水從 85 塊濾板兩側(cè)出水，流入接水槽，水向北流動(dòng)到底部 1 根垂直連接的φ219 mm（10 根）下水管，匯總流入下部 1 根東西向布置的φ219 mm 管，向西自流到廠房西側(cè)，向南拐向落到平臺(tái)，給入2臺(tái)1開1備管道泵，再向西輸送至容積1 200 m3的平流池沉淀澄清。給礦泵進(jìn)漿時(shí)，φ219 mm礦漿管從壓濾機(jī)北側(cè)壓緊板中部φ219 mm 中心孔進(jìn)入，在壓力下先到達(dá)南側(cè)第1塊壓緊板濾板，隨之濾液透過濾布溢出進(jìn)入接水槽，濾液依次自南向北溢出，自進(jìn)漿起 60 s內(nèi)濾液渾濁，濾液自濾板東西兩側(cè)底部濾液管溢出，200 s起濾液清澈，由于水槽底部積有礦泥，沖洗流出匯總后渾濁，5 min起完全清澈透明。

2技術(shù)方案技術(shù)方案總體要求是濾液清濁分流，即清澈濾液回收使用，渾濁濾液仍進(jìn)平流池沉淀，壓濾機(jī)濾液回收工藝方案見圖1。

2. 1清濁分流每臺(tái)壓濾機(jī) 2 組接水槽北側(cè)連通，排水至 1 根φ219 mm 下水管，通過三通連接 2 只電動(dòng)閘閥，清水用 5只 DN150電動(dòng)閘閥控制，渾濁水用 5只 DN200電動(dòng)閘閥控制；從進(jìn)漿開始5 min內(nèi)，DN200電動(dòng)閘閥開啟，DN150電動(dòng)閘閥關(guān)閉，渾濁濾液匯總進(jìn)入管道泵輸送到現(xiàn)有一級(jí)平流池；進(jìn)漿第 5 min 起，清澈濾液DN150 電動(dòng)閘閥開啟，DN200 電動(dòng)閘閥關(guān)閉，匯總進(jìn)入下部清水池，輸送到φ24 m 濃縮池儲(chǔ)存；每臺(tái)壓濾機(jī)濾液接水槽北側(cè)設(shè)置1只探頭，便于觀察濾液是否跑渾，操作室內(nèi)通過顯示器視頻監(jiān)控，觀察到濾布破損引起濾液渾濁，人工切換閘閥。

2. 2清水水池清水池位于一樓廠房?jī)?nèi)西側(cè)地坪，壓濾礦倉(cāng)北側(cè)，壓濾機(jī)濾液通過5根φ159 mm管進(jìn)入φ219 mm匯總管，自流到水池，水池頂部搭設(shè)擋雨棚，防止礦漿和雜物落入池內(nèi)，水池底部用槽鋼墊高120 mm，在東側(cè)安裝排污閘閥可就近排放進(jìn)地溝泵；水池設(shè)液位計(jì)和濾液清水泵聯(lián)動(dòng)，安裝探頭，視頻監(jiān)控。

2. 3離心泵輸送水池北側(cè)安裝2臺(tái)清水離心泵，通過φ108 mm管道向西沿高架橋輸送到閑置的φ24 m濃縮池，從φ24m濃縮池北側(cè)進(jìn)入池內(nèi)。

2. 4φ24 m濃縮池φ24 m 濃縮池容積 1 300 m3，具備足夠的緩沖能力，使清水進(jìn)一步澄清，濁度大幅度降低；對(duì)底部和溢流堰進(jìn)行修補(bǔ)，檢查加固土建結(jié)構(gòu)，清理水泥塊和雜物，確?；炷两Y(jié)構(gòu)完好，強(qiáng)度穩(wěn)定無(wú)滲漏；上方安裝探頭和液位計(jì)，方便觀察排水情況；上部溢出水進(jìn)入溢流堰，經(jīng)南側(cè)φ325 mm管向西自流到球磨冷卻水水罐，φ325 mm管銹蝕破損，有礦泥沉積，需更換長(zhǎng)度45 m；濃縮池底部中心處安裝1臺(tái)潛水泵，用于定期輸送沉積礦泥，向北輸送到再選廠房西側(cè)2#泵池，經(jīng)泵輸送到2#φ25 m濃縮池，濃縮后再返回壓濾。

3水泵及揚(yáng)程

3. 1流 量開始進(jìn)漿起 5 min 內(nèi)，濾布通透無(wú)堵塞，極細(xì)顆粒容易透過濾布，濾布表面無(wú)濾餅黏附，阻力小，在壓力泵作用下，給入礦漿量大，透過濾布出水量大，估計(jì)出水量占20%；按照41 min內(nèi)5臺(tái)壓濾機(jī)同時(shí)進(jìn)漿，清澈濾液最大量為 99.2 m3/h，所以泵選型流量100 m3/h。

3. 2管 路清水池位于壓濾廠房?jī)?nèi)西側(cè)地坪，管線向西輸送到東側(cè)1臺(tái)φ24 m濃縮池頂部，1根管總長(zhǎng)170 m。

3. 3高 差φ24 m 濃縮池頂部平面標(biāo)高 33.5 m，壓濾廠房地坪 14.4 m，幾何高差 19.1 m，加上管道出口高度 0.9m，幾何高差20 m。

3. 4揚(yáng) 程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸送條件，自壓濾廠房?jī)?nèi)最底部西側(cè)地坪，管線向西輸送到東側(cè) 1臺(tái)φ24m 頂部，1根管路總長(zhǎng)166 m，流量100 m3/h，輸出管總長(zhǎng)170 m，輸送垂直高差 20 m，考慮管道阻力損失，泵需總揚(yáng)程計(jì)算公式H≥HG+HL。其中，HG為泵幾何高差，20m；HL為吸入管路和壓出管路阻力損失，m；L為管路長(zhǎng)度，170 m，總揚(yáng)程H≥HG+HL=29.9 m，吸出管口剩余壓頭取值 5m，計(jì)算總揚(yáng)程H≥34.9 m。

3. 5電 機(jī)泵的軸功率為16.39 kW，電機(jī)功率為19.7 kW。

3. 6水 泵選用單級(jí)清水離心泵 2 臺(tái)，1 用 1 備，IS100-65-200 型泵底座基礎(chǔ)尺寸 1 200 mm×450 mm，流量 100m3/h，揚(yáng)程50 m，轉(zhuǎn)速2 900 r/min，配用功率22 kW。

3. 7水 池充分利用場(chǎng)地空間，設(shè)計(jì)水池規(guī)格為 43.2 m3，可以儲(chǔ)存 25 min 的泵流量，滿足規(guī)范要求的 3～5 min，頂部加蓋擋水棚，防止上部礦漿進(jìn)入池內(nèi)，確保具有緩沖空間，同時(shí)為后續(xù)新建4臺(tái)壓濾回收使用同一水池創(chuàng)造條件。

4投資收益

4. 1投資估算具體投資包括 3臺(tái)泵、1座泵池、長(zhǎng)度 487 m的管路，φ24 m 濃縮池底部和溢流堰修補(bǔ)，水泥塊和雜物清理，φ24 m濃縮池及φ325 mm×10溢流管堵塞腐蝕更新，電氣安裝等。壓濾濾液回收投資估算明細(xì)見表1。

4. 2清水水量2021年 5臺(tái)壓濾機(jī)生產(chǎn)濾餅 78 萬(wàn) t，每臺(tái)壓濾機(jī)扣除水分后的干濾餅 23.38 t，排出濾液 16.96 m3，總排出濾液 56.58 萬(wàn) m3，清澈濾液量按 80% 合計(jì)為45.26 萬(wàn)m3，運(yùn)行7 200 h/a，單位時(shí)間流量63 m3/h。

4. 3節(jié)水成本清澈濾液可以減少自來(lái)水用量，按照自來(lái)水價(jià)格的75%計(jì)算，可節(jié)約水費(fèi)61.10 萬(wàn)元。

4. 4回收水用途目前，浮選分廠階磨階選工藝裝有 7 臺(tái) 1230 型重磁拉外磁式磁選機(jī)，均使用生產(chǎn)循環(huán)水作為精礦沖洗水，磁選筒體內(nèi)頂部 1 根φ50 mm 鍍鋅水管上部開口5 mm，通過壓力水沖洗筒體吸附的磁性礦，由于環(huán)水含有導(dǎo)爆管等雜物，極易堵塞水管開口，導(dǎo)致出水壓力不足，沖不下精礦，改用回收水后，基本不含雜物，沖洗效率提高，降低了清理堵塞工作量；7臺(tái)重磁拉機(jī)一般運(yùn)行 6臺(tái)，每臺(tái)用水量 50 m3/h，合計(jì)300 m3/h，63 m3/h清水量可以滿足1臺(tái)重磁拉機(jī)使用；同時(shí)，12臺(tái)球磨機(jī)潤(rùn)滑冷卻水、所有渣漿泵水封水均可使用。

4. 5其他2 臺(tái) 22 kW 水泵 1 工 1 備，330 d 運(yùn)行；15 kW 潛水電泵每月運(yùn)行 1 次（5 h），全年運(yùn)行 60 h；用電15.76 萬(wàn) kWh，按電價(jià) 0.65 元/kWh 計(jì)算，電費(fèi) 10.24萬(wàn)元。水泵葉輪以及其他材料費(fèi) 10 萬(wàn)元/a；每月需檢修維護(hù) 20個(gè)工時(shí)，240個(gè)工時(shí)/a，150元/工時(shí)，合計(jì)3.6 萬(wàn)元。設(shè)備折舊率 10%，9.58 萬(wàn)元/a；直接經(jīng)濟(jì)效益 27.68 萬(wàn)元/a；投資回收期 3.46 a，收益率 28.9%，投入運(yùn)行3.46 a可以收回全部投資。

5結(jié) 語(yǔ)

（1）梅山鐵礦尾礦壓濾濾液清濁分流回收工藝方案論證確定，濾液清濁分流輸送，清澈濾液經(jīng)φ24m濃縮池緩沖沉淀提升水質(zhì)，沉淀泥采用潛水泵清理再進(jìn)流程濃縮壓濾，有利于節(jié)水降耗和生態(tài)環(huán)保。

（2）回收的壓濾清水用于預(yù)選重磁拉機(jī)精礦沖洗、球磨機(jī)潤(rùn)滑冷卻、渣漿泵水封用水，提高了設(shè)備運(yùn)行效率，大幅減少了人工清理堵塞工作量。

（3）壓濾機(jī)接水槽底部易沉積黏細(xì)礦泥，需及時(shí)清理進(jìn)入濁水，消除礦泥對(duì)清水質(zhì)的不利影響，確保生產(chǎn)順行。

（4）使用閑置濃縮池緩沖沉降時(shí)間，使回收水進(jìn)一步澄清，濁度大幅降低。

（5）該項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行，總投資 95.79 萬(wàn)元，每年可回收壓濾清水 45.26 萬(wàn) m3，直接經(jīng)濟(jì)效益 27.68萬(wàn)元，投資收益率 28.9%，3.46 a 可收回投資，為后續(xù)壓濾擴(kuò)建提供了可靠支撐，可為冶金礦山行業(yè)清水、濁水分離回收利用提供重要借鑒。

---

歡迎來(lái)電咨詢、技術(shù)交流、來(lái)料實(shí)驗(yàn)。