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近年来,国内出现多起尾矿库爆库或尾矿坝垮塌等多起安全事故,对人员生命和财产造成重大损失,引起了国家、地方政府、企业主和广大管理和技术人员的高度关注。传统的尾矿湿排直接进入尾矿库或尾矿坝的尾矿堆存方式受到了挑战。尾矿干排作为一种相对安全、环保的尾矿处理方法而受到广泛关注,各地、各企业纷纷根据各自情况开展了不同形式的尾矿干排干堆应用研究及实践,取得了丰硕的成果。本文分析总结了尾矿干排的主要工艺,尾矿干排的主要设备及特征,介绍几个尾矿干排的典型案例。


1、尾矿干排的意义


       尾矿干排干堆是尾矿处理的重要措施之一,具有以下重要意义:

 

一、是可以减少尾矿输送量,提高尾矿的回水利用率。采用尾矿干排工艺,可以减少尾矿输送体积量的23以上,尾矿回水率由原来的60%~75%提高到90%以上;

二、是可以控制和减少安全隐患。采用尾矿干堆工艺后,尾矿的稳定性加强,尾矿库暴库和垮坝的可能性降低,从而减少了尾矿库或尾矿规的安全隐患;

三、是可以延长尾矿库或尾矿坝的服务年限。尾矿体积量减少后,可以使尾矿库或尾矿坝的服务年限延长一半左右;

四、是可以就近堆放。对于不具备条件建设大型尾矿库或尾矿坝的地方,可以就近选择山凹地甚至平地堆放,使选矿厂维持正常生产;

五、是可以降低尾矿的运行和管理成本,主要是降低尾矿输送成本和尾矿库、尾矿坝的管理和运行成本。六是易于复垦或再利用。尾矿干堆库复垦方便易行,复垦成本低,且利用再利用。

      2010411,工信部、科技部、国土资源部、国家安监总局等多部委联合发布的2010—2015金属尾矿综合利用专项规划,其中特别提到要“推广尾矿干排技术”。

 

2、传统尾矿干排的主要工艺


    尾矿干排工艺可大致分为2类,即尾矿的膏体排放和尾矿浓缩过滤后干排。

 

2.1、尾矿膏体排放

 

    尾矿膏体排放实际上是一种半干法排放和堆存,是近年来发展起来的一种新的尾矿处理工艺。尾矿膏体地表堆放这一概念在20世纪70年代初提出应用的。虽然由于当时浓缩技术上的限制,实施的效果未能达到设计要求,但是为尾矿膏体排放技术创造了一个先例。后来随着浓缩技术和尾矿膏体输送技术的发展,尾矿膏体排放技术也得到了发展和推广。国内如包钢白云西矿和乌努格吐山铜钼矿等大型矿山都采用了尾矿膏体排放。

    尾矿膏体排放包括旋流器沉砂的膏体排放,尾矿二级重力浓缩膏体排放,旋流器沉砂经脱水筛脱水后筛上物膏体排放等几种工艺,其中全重力浓缩工艺是真正意义上的膏体排放。昆明理工大学周兴龙博士等发明—种尾行堆方法,細自主发明的振动型斜板浓密机作为浓缩设备,经2级全重力浓缩后,二级浓缩底流可达到70%左右的底流浓度,形成膏体排放,工艺流程如图1所示:

尾矿干排-图1


1-二级全重力浓缩尾矿干排工艺流程

 

 

2.2、尾矿浓缩一过滤/压滤干排

 

包括浓密机+带式过滤机,浓密机+陶瓷过滤机,浓密机+压滤机(板框、立式),浓密机+盘式过滤机,等几种工艺。

浙江北斗星环保科技最近研发了一种高效节能固液分离机,解决了现有技术中固液分离机对物料要求高、能耗大、运行成本高、维修成本大、封闭性差的技术问题。浓缩脱水一体,在一台设备内解决。省去建设沉淀池的场池的场地和费用。


 

2.3、联合流程工艺

 

    不同尾矿尾矿的矿物组成不同,粒度、浓度、密度等特性也有差异,需根据不同的尾矿特性确定采用不同的尾矿干排工艺。通常粗粒级尾矿可以采用膏体排放方式,而细粒级尾矿必须经过浓缩过滤或压滤工艺才能达到干排要求。目前,尾矿干排一般采用联合流程工艺,具体有以下几种,见图2~图6

尾矿干排-图2 尾矿分级浓缩集中过滤工艺

2 尾矿分级浓缩集中过滤工艺

 

尾矿干排-图3 尾矿分级浓缩分开过滤工艺

3 尾矿分级浓缩分开过滤工艺

 

尾矿干排-图4 尾矿分级一筛分一浓缩过滤工艺<

4 尾矿分级一筛分一浓缩过滤工艺

 

尾矿干排-图5 尾矿膏体排放与浓缩过滤工艺

5 尾矿膏体排放与浓缩过滤工艺

 

尾矿干排-图6 尾矿直接浓缩过滤工艺

6 尾矿直接浓缩过滤工艺

 

    在上述几种工艺中,图2~图5的工艺流程适合于粒度较粗、细度(-200目含量)一般小于70% 的尾矿物料。细度小于50% 粗粒级物料,可以采用浓缩+带式过滤工艺(图6),细度大于90% 的情况,要么采用浓缩+压滤工艺(图6),要么采用两级全重力浓缩膏体排放工艺(图1)。在尾矿干排中,无论采用何种工艺,浓缩是必不可少的一个环节。

 

3、传统尾矿干排的主要设备


3.1、分级设备

 

    旋流器、高频细筛、螺旋分级机、斜板分级机等都可作为尾矿的分级设备,底流、筛上或返砂的浓度可达到70%以上,作为尾矿膏体排放。该膏体物料进一步自然脱水后可作为粗砂堆坝的原料,也可作为产品销售。一般旋流器、斜板分级机用于细粒级尾矿(≤0.1mm)的分级,高频细筛、螺旋分级机作为中粗粒级尾矿(≥0.1mm)的分级。分级设备的溢流及筛下均需进行浓缩处理。

 

3.2、浓缩设备

 

    常规的浓密机(大井)可作为一级浓缩设备,底流排放浓度需小于45%,否则有埋耙的风险。普通的斜板浓密机和斜管浓密机也可作为尾矿的浓缩设备使用,核心问题是需解决斜板黏接物料和沉降通道堵塞的问题。深锥浓密机、高效浓密机(添加絮凝剂预处理矿浆)可以排放浓度70%左右的膏体状物料,用变频泵抽取底流方式排矿,需采用先进可靠的自动控制系统。

 

    

3.3、脱水筛

 

    脱水筛多配合旋流器和浓密机进行尾矿干排,一般均采用高频振动直线筛形式。脱水筛采用双电极自同步技术,通过胶带联轴分别驱动2个互不联系的振动器作同步反向运转。高频脱水筛用于尾矿脱水时,对粗颗粒的料浆表现出良好的脱水效果。国内自主开发的GT型等高知脱水筛,在选矿厂尾矿、废渣等相关物料的脱水中获得了广泛的应用,能达到筛上物尾矿干排干堆的目的。

 

3.4、过滤机

 

    用于尾矿干排的过滤机主要有带式过滤机、陶瓷过滤机、盘式过滤机、板框压滤机、箱式压滤机、自动立式压滤机等类型。带式过滤机在铁尾矿干排工艺中已获得了广泛的应用,其对粗粒级尾矿的适应性很强,滤饼的水分可控制在20%以内,但给矿浓度和粒度对过滤效果影响很大。陶瓷过滤机可以处理细粒级尾矿物料,处理量较小成为其广泛使用的制约因素。盘式过滤机在细粒尾矿的过滤方面进行了部分工业应用,使用效果尚需进一步验证。压滤技术及设备近年来取得了较多的进展,板框压滤机、隔膜压滤机、箱式压滤机在金属矿山尾矿的浓缩过滤干排工艺中获得了较为广泛的应用。自动立式压滤机作为一种新型的压滤设备,在铁尾矿细粒级的过滤工艺中投入了工业应用。


3.5、输送设备

 

    高浓度尾矿(膏体)可通过液压柱塞泵进行长距离输送。德国普茨迈斯特-Putzmeister公司、南非玛泰-Multotec公司、美国管道系统公司-PSI等能提供质优价高的液压柱塞泵。PSI公司已在国内设计多条长距离精矿输送管道,使用效果良好。国内沈阳、石家庄和无锡等地的多个厂家也能生产液压柱塞泵,总体技术与国外比尚有一定差距。



4、北斗星尾矿干排工艺及设备


    浙江北斗星环保科技最近研发了一种高效节能固液分离机,解决了现有技术中固液分离机对物料要求高、能耗大、运行成本高、维修成本大、封闭性差的技术问题。对物料的要求较低,结构简单,拆卸方便,维修成本低,沉降装置整体为封闭式结构,在正常操作情况下,不会由于污泥、水等溢出而污染车间。与传统的固液分离设备相比,处理能力增大、出水更清、出泥更干更顺畅,具有处理工艺简单、运行平稳可靠、无噪音,能耗低,操作方便,无需值守人员,设备维护成本低等优点:

1、浓缩脱水一体,在一台设备内解决,省去建设沉淀池的场池的场地和费用;

2、物料进设备前无需预处理,凡是能用泵打入或流入设备的物料都能处理;

3、在同等处理量的前提下,是市场上所有分离设备中能耗最低的;

4、自动化程度高、操作简便,无需人员看守;

5、维护成本极低,易损件少。

尾矿干排设备工艺图

 

高效节能固液分离机基本参数:

1、原液进料含固率: ≤35%

2、原液处理量:≥100m3/h;生产模式:适合连续24小时不间断。

3、出泥固相含水率:≤30%

4、去除率:>99%

5、出水液相目测:清澈,极少悬浮物;

6、生产成本:≤0.3/立方米原浆;

7、装机总功率:43kw

8、设备长**(mm)6000*3000*6000

9、按每天正常运行24小时,连续使用时间一般大于980天,对设备所有维护行为可在现场完成;

10、一键启动后,设备进入智能全自动运行状态,做到真正无需值守人员。


 

5、结语


    1)受尾矿库、尾矿现安全隐患的影响,尾矿的干排干堆和井下充填已逐渐成为尾矿处理的主流工艺。

    (2)在选择尾矿干排工艺时,需根据尾矿的矿物组成、矿桨浓度、矿石密度、颗粒粒度等特征进行合理选择。需在头验室进行尾矿沉降试验,确定尾矿的沉降速度和能达到的底流浓度,为设备选型提供依据。

    (3)浙江北斗星高效节能固液分离机具有占地面积小、处理量大、能耗低、操作维护方便等优点,已成为尾矿干排的主流尾矿处理设备。

    (4)尾矿干排干堆的核心的核心问题是找到设备提高处理量大、生产成本低、操作简便的工艺及设备。北斗星为您排忧解难,免费咨询热线:13385881111

 

参 考 文 献

 

参考文献


 

[来源:原创] [作者:浙江北斗星] [日期:16-09-02] [热度:]

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