高效旋流器在矿山尾矿处理中的应用-矿业114网 
高效旋流器在矿山尾矿处理中的应用
2011-08-23
介绍了高效旋流器在矿山尾矿再选、尾矿制备充填料、尾矿高效浓缩脱水、尾矿“干式”排放、尾矿筑 坝等工艺中的应用情况。旋流器处理尾矿具有工艺流程简单、效率高、设备投资少、占地面积小、运行成本低的优 点,易于矿山实现工业化生产。
MaSyꢀup2p0l 09ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ METAL MINE 200增9年ꢀ 刊5 月 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 高效旋流器在矿山尾矿处理中的应用 崔 学 奇 ꢀ 王 书 礼 ꢀ 锁 ꢀ 军 ꢀ 王 ꢀ 磊 ( 威 海 市 海 王 旋 流 器 有 限 公 司 ) 摘 ꢀ 要 ꢀ 介 绍 了 高 效 旋 流 器 在 矿 山 尾 矿 再 选 、 尾 矿 制 备 充 填 料 、 尾 矿 高 效 浓 缩 脱 水 、 尾 矿 “ 干 式 ” 排 放 、 尾 矿 筑 坝 等 工 艺 中 的 应 用 情 况 。 旋 流 器 处 理 尾 矿 具 有 工 艺 流 程 简 单 、 效 率 高 、 设 备 投 资 少 、 占 地 面 积 小 、 运 行 成 本 低 的 优 点 , 易 于 矿 山 实 现 工 业 化 生 产 。 关 键 词 ꢀ 尾 矿 ꢀ 旋 流 器 ꢀ 浓 缩 ꢀ 干 式 堆 存 ꢀ 筑 坝 Application of High Efficient Hydrocyclone in Treatment of Mine Tailings Cui X( ueqiꢀ Wang Shuliꢀ Suo junꢀ Wang Lei Weihai Haiwang Hydrocyclone Co. , Ltd. ) Abstractꢀ The applications of high efficient hydrocyclone in mine tailings reconcentration, preparation of backfilling material, thickening and dewatering, dry piling and damming are introduced. The process of hydrocyclone has the strong points of simpler flow - sheet, higher efficiency, lower equipment investment, smaller floor space and lower operating cost, which is easy to be industrialized for the mine. Keywordsꢀ Mine tailings; Hydrocyclone; Thickening; Dry piling; Damming ꢀ ꢀ 矿 山 尾 矿 一 般 作 为 固 体 废 弃 物 以 地 表 尾 矿 库 的 根 据 尾 矿 中 硫 铁 矿 比 重 大 、 粒 度 偏 粗 的 特 点 , 采 用 350 mm 旋 流 器 进 行 选 硫 。 将 尾 矿 用 砂 泵 直 接 扬 送 到 旋 流 器 , 旋 流 器 沉 砂 即 为 硫 精 矿 , 结 果 表 明 : 当 入 选 硫 品 位 大 于 25% 时 , 可 获 得 硫 精 矿 品 位 35% ~ 方 式 贮 存 。 尾 矿 地 表 排 放 的 主 要 危 害 表 现 在 以 下 几 个 方 面 : 一 是 占 用 大 量 土 地 , 其 中 包 括 大 量 农 业 、 林 业 用 地 。 二 是 严 重 影 响 生 态 环 境 。 残 留 于 尾 矿 库 中 的 选 矿 药 剂 , 如 氯 化 物 、 氰 化 物 、 硫 化 物 等 , 易 污 染 周 围 环 境 ; 另 外 矿 山 尾 矿 颗 粒 微 细 , 若 干 涸 后 不 能 及 时 覆 土 恢 复 植 被 , 则 极 易 扬 尘 。 三 是 尾 矿 库 存 在 潜 在 的 安 全 隐 患 , 尤 其 是 雨 季 容 易 引 起 滑 坡 或 泥 石 流 。 旋 流 器 处 理 尾 矿 , 具 有 工 艺 简 单 、 效 率 高 、 投 资 低 、 占 地 面 积 小 的 优 点 。 本 文 介 绍 了 近 年 来 威 海 市 海 王 旋 流 器 有 限 公 司 研 发 的 高 效 旋 流 器 在 矿 山 尾 矿 再 选 、 尾 矿 制 备 充 填 料 、 尾 矿 高 效 浓 缩 脱 水 、 尾 矿 [ 1] 。 40% 、 富 集 比 1. 5、 作 业 回 收 率 60% 的 较 好 指 标 旋 流 器 选 硫 分 选 精 度 虽 然 不 高 ( 粗 粒 级 脉 石 易 混 入 底 流 降 低 精 矿 质 量 , 微 细 粒 级 硫 铁 矿 易 损 失 到 溢 流 中 降 低 回 收 率 ) , 但 该 工 艺 操 作 方 便 、 占 用 设 备 少 、 不 消 耗 药 剂 、 生 产 成 本 低 , 因 此 经 济 效 益 显 著 。 1. 2ꢀ 尾 矿 选 铜 、 金 某 矿 山 尾 矿 中 含 铜 0. 07% 、 含 金 0. 08 g / t, 因 尾 矿 量 大 , 其 中 的 粗 粒 级 铜 、 金 连 生 体 和 细 粒 单 体 金 有 回 收 价 值 。 采 用 短 锥 旋 流 器 对 总 尾 矿 进 行 一 次 富 集 , 可 获 得 产 率 9% 、 铜 品 位 0. 18% ~ 0. 25% 、 金 品 位 0. 08 ~ 0. 16 g / t、 性 质 类 似 于 原 矿 的 沉 砂 , 富 集 比 “ 干 式 ” 排 放 、 尾 矿 筑 坝 等 工 艺 中 的 应 用 情 况 , 对 指 导 矿 山 地 表 少 排 或 不 排 尾 矿 具 有 一 定 的 意 义 。 1 ꢀ 高 效 旋 流 器 用 于 尾 矿 再 选 1 . 1ꢀ 尾 矿 选 硫 2 . 8 倍 ; 按 常 规 磨 浮 工 艺 流 程 对 沉 砂 作 进 一 步 分 选 , 某 铜 矿 选 铜 尾 矿 , 硫 品 位 20% ~ 30% 。 若 采 用 可 获 得 铜 品 位 18% 、 金 品 位 6. 88 g / t 的 铜 精 矿 , 铜 、 金 综 合 回 收 率 ( 相 对 于 原 矿 ) 分 别 提 高 2. 04% 、 浮 选 工 艺 回 收 硫 , 则 需 要 经 过 浓 缩 、 活 化 、 浮 选 等 工 序 , 才 能 获 得 优 质 硫 精 矿 和 较 高 的 回 收 率 , 但 浮 选 工 艺 复 杂 、 占 用 设 备 多 、 电 耗 高 、 药 剂 用 量 大 、 生 产 成 本 高 。 崔 学 奇 ( 1974— ) , 男 , 威 海 市 海 王 旋 流 器 有 限 公 司 , 博 士 , 264203 山 东 省 威 海 市 科 技 路 975 号 。 · 70· ꢀ ꢀ ꢀ 崔 学 奇 等 : 高 效 旋 流 器 在 矿 山 尾 矿 处 理 中 的 应 用 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2009 年 5 月 [ 1 . 85% 1] 。 机 进 行 尾 矿 浓 缩 脱 水 , 可 将 尾 矿 浓 度 由 15% ~ 20% 浓 缩 至 35% ~ 40% 。 然 而 , 采 用 浓 密 机 浓 缩 , 一 方 面 占 地 面 积 大 、 投 资 高 ; 另 一 方 面 底 流 浓 度 有 一 定 的 局 限 性 , 浓 度 过 高 时 底 流 口 容 易 发 生 堵 塞 。 短 锥 旋 流 器 实 际 上 是 一 种 分 离 因 素 ( 离 心 加 速 度 / 重 力 加 速 度 ) 高 达 30 ~ 50 倍 的 断 面 连 续 的 离 心 溜 槽 或 离 心 圆 锥 选 矿 机 。 与 其 它 细 粒 重 选 设 备 相 比 , 其 特 点 是 : 锥 角 大 、 沉 砂 产 率 低 , 回 收 粒 级 下 限 低 , 生 产 能 力 大 , 适 应 性 强 , 构 造 简 单 , 投 资 少 , 经 营 费 用 低 。 采 用 高 效 旋 流 器 与 浓 密 机 组 成 的 联 合 浓 缩 流 程 , 在 国 内 外 金 属 矿 山 尾 矿 浓 缩 、 洗 煤 厂 煤 泥 水 浓 缩 等 方 面 已 进 行 了 许 多 成 功 的 应 用 改 造 , 其 工 艺 流 程 见 图 2。 该 工 艺 的 特 点 在 于 , 利 用 水 力 旋 流 器 的 分 级 浓 缩 作 用 , 预 先 从 尾 矿 中 分 离 出 大 部 分 易 于 浓 缩 的 粗 粒 级 尾 矿 , 旋 流 器 溢 流 进 入 浓 密 机 进 行 浓 缩 。 这 一 方 面 可 以 减 轻 浓 密 机 处 理 能 力 的 压 力 、 避 免 浓 密 机 跑 浑 , 同 时 可 获 得 高 浓 度 的 尾 矿 、 并 提 高 尾 矿 浓 缩 系 统 的 处 理 能 力 , 从 而 在 整 体 上 提 高 了 尾 矿 浓 缩 脱 水 效 率 。 从 已 有 的 生 产 实 践 结 果 来 看 , 对 于 金 属 矿 山 尾 矿 , 水 力 旋 流 器 的 沉 砂 浓 度 可 以 达 到 60% 以 上 、 沉 砂 产 率 为 50% ~ 70% , 综 合 尾 矿 浓 度 可 以 达 到 45% ~ 50% 以 上 , 该 工 艺 对 于 金 属 矿 山 尾 矿 浓 缩 脱 水 系 统 的 改 造 和 煤 泥 水 浓 缩 系 统 的 改 造 等 方 面 具 有 巨 大 的 推 广 应 用 潜 力 2 - 3] 。 短 锥 旋 流 器 成 功 应 用 于 从 尾 矿 中 富 集 回 收 有 价 元 素 , 为 提 高 矿 产 资 源 的 综 合 利 用 水 平 开 辟 了 一 条 快 捷 、 高 效 的 新 途 径 。 2 ꢀ 高 效 旋 流 器 用 于 制 备 采 空 区 充 填 料 水 砂 充 填 采 矿 法 是 国 内 外 黄 金 、 有 色 矿 山 常 用 的 采 矿 方 法 。 利 用 尾 矿 充 填 采 空 区 对 尾 矿 浓 缩 脱 水 的 要 求 与 尾 矿 筑 坝 有 相 似 之 处 , 均 要 求 旋 流 器 沉 砂 浓 度 高 、 含 泥 量 少 , 一 般 要 求 脱 除 尾 矿 中 37 μm 以 下 的 微 细 颗 粒 。 在 尾 矿 充 填 工 序 中 , 利 用 旋 流 器 制 备 采 空 区 充 填 料 , 实 际 上 就 是 对 尾 矿 进 行 分 级 浓 缩 。 为 了 最 大 幅 度 提 高 尾 矿 回 填 率 , 需 提 高 旋 流 器 沉 砂 的 产 率 , 而 且 同 时 保 证 沉 砂 浓 度 。 国 内 一 些 黄 金 、 有 色 金 属 矿 山 的 生 产 实 践 表 明 , 采 用 一 段 水 力 旋 流 器 , 沉 沙 浓 度 可 达 到 60% ~ 70% 以 上 、 沉 砂 产 率 达 到 30% ~ [ 6 5% 。 有 时 为 了 提 高 沉 砂 的 产 率 , 也 可 采 用 两 段 串 联 旋 流 器 , 其 工 艺 流 程 见 图 1。 某 金 矿 浮 选 尾 矿 , - 200 目 含 量 53. 7% , 当 进 料 浓 度 为 20% 时 , 经 串 图 2ꢀ 高 效 旋 流 器 与 浓 密 机 联 合 浓 缩 工 艺 流 程 ꢀ 高 效 旋 流 器 用 于 尾 矿 “ 干 式 ” 排 放 工 艺 随 着 尾 矿 干 式 堆 存 、 全 尾 胶 结 充 填 等 尾 矿 处 理 联 旋 流 器 两 级 浓 缩 , 可 得 到 综 合 浓 度 63. 70% 、 沉 砂 综 合 产 率 78. 40% 的 充 填 料 , 提 高 了 尾 矿 回 填 采 空 区 的 充 填 率 , 大 幅 度 减 少 了 尾 矿 在 地 表 尾 矿 库 的 排 放 量 2] 。 4 工 艺 的 应 用 , 全 尾 脱 水 技 术 的 研 究 与 应 用 得 到 了 普 遍 的 重 视 。 目 前 , 国 内 黄 金 矿 山 尾 矿 干 式 排 放 工 艺 通 常 采 用 尾 矿 直 接 压 滤 的 方 法 进 行 全 尾 脱 水 , 国 外 多 采 用 高 效 浓 密 机 浓 缩 后 带 式 真 空 过 滤 或 压 滤 的 方 法 进 行 全 尾 脱 水 。 然 而 , 压 滤 系 统 能 耗 高 、 设 备 投 资 大 , 而 且 尾 矿 直 接 压 滤 由 于 进 浆 浓 度 低 , 压 滤 效 率 大 大 降 低 , 从 而 会 造 成 设 备 投 资 、 能 耗 和 生 产 成 本 的 增 加 。 因 此 , 如 何 在 压 滤 之 前 提 高 尾 矿 的 浓 度 , 或 者 在 压 滤 前 预 先 分 离 出 部 分 高 浓 度 尾 矿 , 以 尽 量 减 少 需 要 压 滤 脱 水 的 比 例 , 将 是 降 低 全 尾 脱 水 成 本 、 提 高 脱 水 效 率 的 重 要 途 径 。 [ 图 1ꢀ 两 段 串 联 旋 流 器 制 备 充 填 料 工 艺 流 程 ꢀ 高 效 旋 流 器 用 于 尾 矿 的 高 效 浓 缩 脱 水 尾 矿 浓 缩 后 排 放 , 有 利 于 降 低 尾 矿 输 送 量 和 输 3 送 费 用 、 减 少 输 送 管 道 的 磨 损 和 提 高 回 水 的 利 用 率 , 尾 矿 高 浓 度 输 送 技 术 已 得 到 了 国 内 外 矿 山 企 业 的 普 遍 重 视 , 从 而 也 对 尾 矿 的 浓 缩 提 出 了 更 高 的 要 求 。 浓 密 机 自 然 沉 降 浓 缩 是 尾 矿 的 传 统 浓 缩 脱 水 方 法 , 为 提 高 尾 矿 浓 度 , 国 内 一 些 铁 矿 山 多 采 用 两 段 浓 密 由 于 旋 流 器 的 分 级 浓 缩 作 用 可 以 提 高 脱 水 效 率 、 降 低 生 产 成 本 , 因 此 出 现 了 高 效 旋 流 器 与 旋 流 澄 清 器 ( 或 浓 密 机 ) 、 压 滤 机 ( 或 过 滤 机 ) 组 成 的 联 合 浓 缩 脱 水 工 艺 , 其 工 艺 流 程 见 图 3。 若 尾 矿 粒 度 粗 , 还 · 71· 增 刊 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2009 年 5 月 可 以 采 用 振 动 筛 进 一 步 对 沉 砂 进 行 筛 分 分 级 , 分 离 及 其 给 矿 筒 架 设 于 由 型 钢 焊 接 的 移 动 台 车 上 , 移 动 台 车 轮 架 设 于 型 钢 导 轨 上 。 合 格 的 建 筑 用 砂 , 其 工 艺 流 程 见 图 4。 旋 流 器 筑 坝 投 入 生 产 实 践 后 证 明 , 采 用 旋 流 器 分 级 沉 砂 筑 坝 完 全 可 以 消 除 人 工 筑 坝 所 带 来 的 隐 患 , 其 特 点 在 于 尾 矿 通 过 旋 流 器 分 级 , 大 量 粗 颗 粒 尾 矿 砂 沉 积 于 坝 前 逐 渐 堆 成 子 坝 , 而 较 细 颗 粒 尾 矿 砂 及 矿 泥 则 通 过 旋 流 器 溢 流 管 排 入 滩 面 , 在 沉 积 滩 上 自 然 分 选 。 其 优 点 在 于 分 级 的 尾 矿 沉 砂 筑 坝 所 构 成 的 粗 粒 级 坝 壳 形 成 坝 体 边 坡 层 , 其 覆 盖 厚 度 达 9 m, 透 水 性 能 强 , 力 学 强 度 高 , 有 利 于 上 游 法 筑 高 坝 的 稳 定 性 。 而 且 筑 坝 速 度 快 , 能 满 足 大 规 模 连 续 生 产 的 需 要 , 筑 成 的 子 坝 成 梯 形 断 面 , 顶 宽 15 m, 高 度 8 ~ 9 图 3ꢀ 高 效 旋 流 器 与 澄 清 器 、 压 滤 机 联 合 浓 缩 干 式 堆 放 工 艺 流 程 [ 5] 。 m, 内 坡 比 1∶ 4、 外 坡 比 1∶ 3 可 见 , 采 用 旋 流 器 分 级 沉 砂 筑 坝 代 替 原 来 的 分 散 放 矿 筑 坝 , 粒 度 和 砂 量 均 满 足 筑 坝 要 求 , 能 保 证 坝 体 稳 定 , 从 根 本 上 解 决 了 尾 矿 库 生 产 问 题 和 潜 在 的 隐 患 , 具 有 投 资 少 , 易 维 护 , 又 能 节 省 人 工 筑 坝 中 大 量 人 力 物 力 的 消 耗 。 图 4ꢀ 高 效 旋 流 器 与 高 频 筛 分 离 建 筑 砂 工 艺 流 程 根 据 对 某 铁 矿 尾 矿 脱 水 工 业 试 验 结 果 , 采 用 旋 流 器 作 为 预 先 分 级 浓 缩 设 备 ( 预 先 分 离 出 浓 度 为 5 . 2ꢀ 分 散 管 与 旋 流 器 交 替 排 放 联 合 筑 坝 湖 北 某 铁 矿 尾 矿 库 系 山 谷 型 尾 矿 库 , 地 势 陡 倾 , 沟 谷 狭 窄 , 坝 轴 线 短 , 初 期 坝 为 透 水 堆 石 坝 , 尾 矿 排 放 浓 度 40% , 用 上 游 法 分 散 管 水 力 冲 填 法 筑 坝 。 投 产 后 不 久 , 沉 积 滩 距 初 期 坝 3 ~ 4 m 时 出 现 跑 浑 漏 砂 , 渗 漏 严 重 的 情 况 , 导 致 下 游 回 水 库 淤 积 大 量 泥 7 2% ~ 75% 的 高 浓 度 沉 砂 ) 、 旋 流 器 溢 流 经 高 效 旋 流 澄 清 器 或 膏 体 浓 密 机 浓 缩 后 压 滤 流 程 , 与 全 尾 直 接 压 滤 流 程 相 比 , 设 备 投 资 可 节 省 约 50% 、 成 本 可 降 低 约 40% 。 表 明 旋 流 器 的 使 用 可 以 预 先 分 离 出 部 分 高 浓 度 粗 粒 尾 砂 , 并 可 大 大 减 轻 后 续 浓 缩 、 过 滤 作 业 的 压 力 , 对 于 提 高 脱 水 作 业 效 率 、 降 低 尾 矿 干 式 堆 放 成 本 具 有 重 要 意 义 4] 。 3 砂 , 另 外 尾 矿 排 放 量 近 7 000 m / d, 坝 体 上 升 速 度 6 ~ 8 m/ a, 距 坝 顶 30 m 外 的 沉 积 滩 面 人 员 不 能 进 入 取 砂 堆 筑 子 坝 , 直 接 影 响 选 厂 的 尾 矿 贮 存 。 后 采 用 分 散 管 与 旋 流 器 交 替 排 放 联 合 筑 坝 工 艺 , 该 工 艺 的 第 一 道 工 序 是 在 坝 顶 铺 设 一 条 与 坝 轴 线 平 行 的 尾 矿 排 放 主 管 , 再 引 出 若 干 个 支 管 , 支 管 间 距 为 8 m, 管 径 150 mm, 沿 坝 轴 线 分 段 放 矿 , 尾 矿 浓 度 为 40% 左 右 , 每 次 开 启 6 ~ 7 根 放 矿 支 管 , 尾 矿 浆 向 库 内 流 动 , 沿 程 逐 渐 形 成 滩 面 。 当 滩 面 上 升 距 坝 顶 0. 5 m 时 , 停 止 排 放 尾 矿 。 第 二 道 工 序 是 在 坝 肩 两 侧 各 安 置 1 台 500 旋 流 器 , 利 用 旋 流 器 底 流 沉 砂 堆 筑 子 坝 , 溢 流 细 泥 用 胶 管 直 接 引 到 滩 面 40 m 外 的 尾 矿 库 内 。 2 台 旋 流 器 沿 坝 轴 相 向 移 动 , 直 至 中 部 合 拢 , 沉 砂 堆 体 形 成 子 坝 的 皱 型 , 再 用 推 土 机 整 平 碾 压 , 以 达 到 设 计 子 坝 尺 寸 的 要 求 。 子 坝 筑 成 后 , 又 用 分 散 管 排 放 尾 砂 和 旋 流 器 沉 砂 堆 筑 子 坝 , 这 样 反 复 交 替 工 作 , 周 而 复 始 使 子 坝 上 升 至 最 终 设 计 坝 高 6] 。 [ 5 ꢀ 高 效 旋 流 器 用 于 尾 矿 筑 坝 5 . 1ꢀ 旋 流 器 分 级 沉 砂 筑 坝 山 西 某 矿 山 尾 矿 坝 原 设 计 采 用 分 散 放 矿 、 推 土 机 机 械 筑 坝 方 式 , 但 由 于 尾 矿 属 于 细 粒 式 尾 矿 , 小 于 0 . 005 mm 粒 级 的 矿 泥 含 量 22% 左 右 , 矿 浆 流 动 性 差 , 粗 细 颗 粒 在 流 动 中 不 易 分 级 , 不 能 沿 滩 面 按 粗 、 中 、 细 、 矿 泥 的 规 律 依 次 自 然 沉 积 , 形 不 成 理 想 的 冲 滩 面 , 使 滩 面 及 坝 体 渗 透 性 减 弱 , 造 成 滩 面 强 度 低 。 生 产 实 践 表 明 : 形 成 的 沉 积 滩 坡 度 很 缓 , 设 计 1% 而 实 际 只 有 0. 5% 左 右 , 冲 积 滩 经 过 1 个 半 月 的 晾 晒 [ 5] 。 后 推 土 机 仍 无 法 进 行 机 械 筑 坝 鉴 于 此 , 筑 坝 方 式 改 进 为 旋 流 器 分 级 沉 砂 筑 坝 方 法 。 尾 矿 浆 由 库 区 一 侧 山 坡 上 的 稳 压 箱 给 入 矿 浆 分 配 器 , 再 由 矿 浆 分 配 器 分 别 进 入 3 个 旋 流 器 组 , 每 个 旋 流 器 组 连 接 着 4 台 250 mm 旋 流 器 , 旋 流 器 组 [ 分 散 管 与 旋 流 器 交 替 排 放 联 合 筑 坝 工 艺 的 生 产 ( 下 转 第 74 页 ) · 72·


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