新型尾礦干排工藝在豐寧萬(wàn)隆螢石礦業(yè)的應(yīng)用

胡乃民

（中國(guó)中鋼集團(tuán)有限公司）

承德某螢石礦業(yè)為處理量800 t/d的螢石采選聯(lián)合企業(yè)，選廠使用油酸浮選工藝，浮選尾礦經(jīng)渣漿泵及管道直接輸送至地表尾礦庫(kù)存放。尾礦庫(kù)使用到后期，尾礦處理存在以下問(wèn)題:①庫(kù)內(nèi)存水面積小、尾水澄清距離短、回水質(zhì)量差，導(dǎo)致選廠回水不足，嚴(yán)重制約選廠生產(chǎn)；②尾礦庫(kù)庫(kù)容接近飽和，選廠尾礦面臨無(wú)處可排的難題；③企業(yè)采用新工藝強(qiáng)化綠色礦山建設(shè)的要求。

尾礦作為選礦分選作業(yè)的產(chǎn)物之一，其堆積存放一直是礦山企業(yè)面臨的大問(wèn)題。采用常規(guī)尾礦庫(kù)地表存放，占地面積大，管理復(fù)雜，安全環(huán)保隱患多，不利于礦業(yè)的持續(xù)發(fā)展。隨著國(guó)家綠色礦山建設(shè)的推進(jìn)，尾礦庫(kù)的新建或擴(kuò)建將成為過(guò)去式，尾礦干排則是礦山實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，建設(shè)綠色礦山的發(fā)展趨勢(shì)［1］。

豐寧萬(wàn)隆螢石礦業(yè)面對(duì)尾礦處理現(xiàn)存的問(wèn)題，按照綠色礦山建設(shè)要求，通過(guò)對(duì)原礦性質(zhì)和尾礦粒度組成的分析研究，結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有尾礦干排工藝和該礦的實(shí)際情況，提出了尾礦粗細(xì)分離、分別脫水的新型尾礦干排工藝，并取得了較好的實(shí)施效果。

1 礦石性質(zhì)

礦石中的礦物主要有螢石和石英，石英為灰白色，不透明，玻璃光澤，硬度大；螢石多為灰、黃、綠色，半透明或不透明，玻璃光澤，硬度小，多為他形晶，少數(shù)為自形、半自形晶，與石英相互嵌生；另有少量方解石、絹云母，方解石呈細(xì)嘜狀巖與螢石間裂隙分布，絹云母為細(xì)小鱗片狀、星點(diǎn)狀分布。礦石中的主要有用礦物是螢石，脈石礦物主要是石英、方解石、云母（黑云母和白云母）、少量的黃鐵礦和褐鐵礦等。

2 尾礦粒度組成

該螢石礦尾礦中的-0.074 mm粒級(jí)含量70.88%，由于開(kāi)采過(guò)程中有高嶺土夾層混入，原礦含泥量較大，尾礦中細(xì)顆粒含量較多，其中-2 um含量占17.83%。尾礦粒度組成見(jiàn)表1。

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3 尾礦干排工藝及設(shè)備

3.1 尾礦干排工藝

該螢石尾礦粒度較細(xì)，普通濃密機(jī)無(wú)法有效沉降，且沉降濃度達(dá)不到壓濾機(jī)給料要求。因此，尾礦干排工藝采用尾礦+濃縮型旋流器分級(jí)+高效直線脫水篩+班德過(guò)濾器+高效無(wú)耙深錐濃密機(jī)+箱式隔膜壓濾機(jī)流程。選廠浮選尾礦經(jīng)濃縮型旋流器將礦漿濃縮分離成粗細(xì)2種物料，其中粗粒物料用高效直線脫水篩脫水，篩上物料用汽車外運(yùn)處理；細(xì)粒物料給入班德過(guò)濾器，過(guò)濾器溢流清水進(jìn)入選廠回水池；過(guò)濾器底流和脫水篩底流混合給入高效無(wú)耙深錐濃密機(jī)，濃密機(jī)底流用柱塞泵給入箱式隔膜壓濾機(jī)，壓濾機(jī)濾餅用汽車外運(yùn)處理；壓濾機(jī)壓濾清水和濃密機(jī)溢流清水進(jìn)入選廠回水池循環(huán)使用［2］。尾礦干排工藝流程及設(shè)備聯(lián)系見(jiàn)圖1、圖2。

3.2 尾礦干排工藝設(shè)備

（1）旋流器采用海王新型高效濃縮旋流器，其具有處理能力大，分離粒度細(xì)，沉砂濃度高，能耗低等優(yōu)點(diǎn)［3］。

（2）班德過(guò)濾器通過(guò)底部給料，其中上部安裝雙層斜板，應(yīng)用淺層沉降原理，將懸浮在礦漿中的微粒絮團(tuán)截留；在其上部清水溢流區(qū)充填大量的高分子帶電介質(zhì)小球，對(duì)于清水中的少量懸浮物進(jìn)行靜電吸附，從而使尾礦水得以凈化；其利用間歇排料方式，通過(guò)液面的瞬間下降對(duì)斜板和濾料進(jìn)行反沖洗，保證了設(shè)備的正常高效運(yùn)行。

（3）高效脫水篩獨(dú)有的負(fù)傾角設(shè)計(jì)，有利于水層在固相物料表面形成，并在振動(dòng)作用下穿過(guò)固相顆粒間隙而透過(guò)篩面；同時(shí)脫水篩振動(dòng)具有形成相互垂直振幅的振動(dòng)軌跡，使得篩上固相物料以滾動(dòng)軌跡運(yùn)移，與傳統(tǒng)振動(dòng)篩直線運(yùn)移軌跡相比，不易使篩網(wǎng)糊、堵、卡；篩網(wǎng)使用聚氨酯篩片，耐磨且易于更換［4］。

（4）高效無(wú)耙深錐濃密機(jī)設(shè)備的高度與直徑尺寸比大于2，其沉降區(qū)和沉降壓縮區(qū)較傳統(tǒng)濃密機(jī)長(zhǎng)，因此底流濃度高，更適合于細(xì)粒物料的沉降濃縮；錐體部分的錐角近70°，使得高濃度濃縮物料易于滑動(dòng)下落而不淤堵。該設(shè)備投資少，無(wú)動(dòng)力消耗，運(yùn)行成本低。

（5）節(jié)能型陶瓷柱塞泵在相同流量和揚(yáng)程要求下，與普通的渣漿泵相比，裝機(jī)功率減少2/3以上，并且具有在恒壓條件下變流量輸送的特點(diǎn)，特別適合于壓濾機(jī)的高壓力變流量給料；設(shè)備投資少，運(yùn)行成本低。

（6）箱式隔膜壓濾機(jī)由多塊隔膜濾板和箱式濾板交替排列而成，隔膜濾板和箱式濾板的數(shù)量視生產(chǎn)能力和礦漿情況增減；具有二次壓榨功能，單位面積處理能力大、濾餅水分低，對(duì)處理細(xì)粒物料的適應(yīng)性強(qiáng)，自動(dòng)化程度高，是普通廂式壓濾機(jī)的替代升級(jí)設(shè)備。

4 生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐

選廠使用1套FX150-GX-BX8旋流器組（5用3備），將浮選尾礦礦漿濃縮分離成+0.037 mm（旋流器底流）和-0.037 mm（旋流器溢流）2種漿料。其中+0.037 mm尾礦漿質(zhì)量濃度在45%～50%，用1536型高效直線脫水篩脫水，篩上物料含水15%～20%，用汽車外運(yùn)處理；-0.037 mm料漿質(zhì)量濃度為4.5%，加入絮凝劑后自流給入3臺(tái)（50 m3/臺(tái)）班德過(guò)濾器，溢流清水進(jìn)選廠回水池回用［5］；班德過(guò)濾器底流和脫水篩底流混合給入1臺(tái)?6 m的高效無(wú)耙深錐濃密機(jī)，濃密機(jī)底流用2臺(tái)?300節(jié)能型陶瓷柱塞泵分別給入2臺(tái)450 m2箱式隔膜壓濾機(jī)，壓濾機(jī)給料質(zhì)量濃度在30%～40%，濾餅水分20%左右，用汽車外運(yùn)處理；濃密機(jī)溢流清水和壓濾機(jī)清水自流進(jìn)入選廠回水池循環(huán)使用。

螢石尾礦經(jīng)旋流器分級(jí)后，分出的粗砂漿再經(jīng)高效脫水篩脫水，篩上粗砂產(chǎn)率達(dá)40%左右，使得進(jìn)入壓濾機(jī)的物料總量大大減少，因此減少了壓濾機(jī)的使用面積，同時(shí)也節(jié)省了投資和運(yùn)行費(fèi)用。尾礦經(jīng)干排處理后，用汽車運(yùn)送至礦山，進(jìn)行地表塌陷坑充填和井下采空區(qū)充填，使螢石尾礦廢物得到二次利用，也為礦山安全生產(chǎn)提供了有利條件。

5 結(jié)論

（1）班德過(guò)濾器對(duì)螢石細(xì)粒級(jí)低濃度礦漿有很好的濃縮過(guò)濾效果，其溢流水達(dá)到國(guó)家工業(yè)二級(jí)排放水標(biāo)準(zhǔn)。

（2）陶瓷柱塞泵的節(jié)能和恒壓變量輸送特性更適合與箱式壓濾機(jī)配合使用，在壓濾行業(yè)有較大的推廣價(jià)值。

（3）新型尾礦干排工藝在豐寧萬(wàn)隆螢石礦業(yè)的應(yīng)用解決了選廠尾礦排放和回水不足的問(wèn)題，節(jié)省了新建尾礦庫(kù)的費(fèi)用，為建設(shè)綠色礦山奠定了技術(shù)工藝基礎(chǔ)。

（4）新型尾礦干排工藝與傳統(tǒng)的全尾礦進(jìn)壓濾工藝比較，減少了壓濾機(jī)的配置面積，同時(shí)節(jié)省了投資和運(yùn)行費(fèi)用。