河北某磁鐵礦尾礦全粒級干排工藝試驗

2021-03-07 12:20:10閆雷超

現代礦業 2021年1期

閆雷超周悅

(灤平建龍礦業有限公司)

河北省某磁鐵礦鐵礦石資源品位低，選礦比高，年處理鐵礦石1 200萬t，碎礦作業甩廢率65%，濕式尾礦量約300萬t/a。通過實施尾礦全粒級干排工藝，可減少尾礦回水輸送電耗，同時解決濕式尾礦堆存場地問題，保證礦山生產的連續性。為此，河北省某磁鐵礦開展了尾礦全粒級干排工藝試驗研究。

1 尾礦性質

河北省某磁鐵礦尾礦干量400 t/h，質量濃度35%，中值粒徑0.13 mm，密度3.18 t/m3，-0.037 4 mm含量30%，破碎系統設置了高壓輥磨機，尾礦中的微細粒物料含量高，顆粒不易沉降。

2 原有尾礦干排工藝流程

河北省某磁鐵礦礦山現有工藝流程采用兩段磨礦三段磁選工藝，尾礦采用部分干排工藝。一段磁選尾礦經渣漿泵輸送至旋流器進行分級，旋流器底流進入脫水篩進行濕法篩分作業，篩孔尺寸為0.6 mm，篩上粗粒物料為機制砂，用于建筑產品銷售，實現廢物地回收利用，篩下礦漿與旋流器溢流進入φ60 m濃密機。二、三段磁選尾礦經斜板濃密機濃縮后溢流用于內部循環水，底流經渣漿泵輸送至旋流器，旋流器底流進入脫水篩進行濕法篩分作業，篩上產品為細砂經皮帶輸送至排土場，篩下產品與旋流器形成閉路，旋流器溢流進入φ60 m濃密機。濃密機溢流水進入選廠高位水池用于生產用水，濃縮池底流經渣漿泵輸送至現有尾礦庫。原有尾礦干排工藝流程見圖1。

圖1 河北某磁鐵礦尾礦干排工藝流程

3 尾礦全粒級干排工藝研究

3.1 試驗用盤式過濾機

為實現尾礦全粒級干排，針對目前濃密機底流礦漿進行尾礦脫水試驗。為有效降低企業投資，本研究采用投資較低的盤式過濾機進行尾礦過濾試驗(圖2)。盤式過濾機濾扇采用高強度工程塑料，其環狀設計能夠提高過濾機的有效利用面積，減少不必要的真空損失，有利于降低作業能耗[1-3]；其攪拌方式采用搖臂式，能夠解決磁鐵礦尾礦密度大、顆粒粗的物料沉降快的難題，有較好的處理能力[4-5]；且濾液清澈，可重復利用，能夠減少廢水排放，符合當前清潔生產的環保大趨勢。

圖2 試驗用盤式過濾機

3.2 試驗用泥水分離劑

礦漿一般由液態水、正離子固態物、負離子固態物3部分組成。常規固態物呈懸浮狀態在液態水中，常規懸浮物礦漿一般自行沉降就可達到理想效果；但特殊類礦漿由于含有大量親水基團的固態物，在液態水中呈半溶解半懸浮狀態，此類礦漿沉降速度極慢。通過分析礦漿中正負離子固態物的存在比例，利用電荷同性相斥、異性相吸的原理，反比例1∶1將活性正電荷與活性負電荷通過有機膜處理結合后，加入礦漿中進行針對性電荷吸附，人為破壞親水基團以增加固態物的疏水性，使半溶解的固態物快速與液態水分離，繼而達到沉降澄清的理想效果[6-8]。礦漿澄清沉降后，藥劑自行揮發，無任何殘留痕跡，可保證循環澄清水的正常使用。

3.3 尾礦全粒級干排試驗

在不同試驗條件下進行全粒級尾礦干排試驗，試驗結果為：①尾礦礦漿直接過濾，濾扇上只吸附細粒級尾礦顆粒，濾餅極薄，無法正常卸礦，過濾系數無法測定；②尾礦礦漿直接過濾，添加陰離子絮凝劑后，少量尾礦吸附在濾扇邊緣，過濾系數0.202 t/(m2·h)；③低濃度直接過濾，添加泥水分離劑和絮凝劑后，在過濾機無溢流或少量溢流時，(低濃度全粒級)過濾系數0.546 t/(m2·h)；④添加泥水分離劑和絮凝劑后(圖3、圖4)，通過濃縮排出上層清液后，高濃度底流進入過濾機進行脫水試驗，濃縮前礦漿濃度27.78%，濃縮后過濾機給礦濃度31.86%，泥水分離劑用量30 g/t，絮凝劑用量30 g/t，過濾系數為1.027 t/(m2·h)，濾餅水分16.18%，濾液水質清澈(圖5)。尾礦干排過濾試驗結果見表1，試驗產品粒級篩析結果見表2。