新一代尾矿干排工艺和设备的应用.pdf

第3 l 卷第3 期 2 0 1 1 年0 6 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V D l 。3 l №3 J u n e2 0 1 l 新一代尾矿干排工艺和设备的应用① 商林萍，于永江，刘义良，王爱香，王有春，柳一波 烟台鑫海耐磨胶业有限公司，山东烟台2 6 5 5 0 0 摘要简要介绍了目前国内常见的几种尾矿干排工艺，主要论述了鑫海第三代尾矿干排工艺和主要设备，并以40 0 0t ／d 尾矿干 排为例对不同尾矿干排方式进行了比较。分别对鑫海浓缩脱水型水力旋流器、高效深锥多锥浓密机、高效多频脱水筛适用于矿浆 脱水的原理进行了分析。 关键词尾矿干排；浓缩脱水型水力旋流器；高效深锥多锥浓密机；高效多频脱水筛 中图分类号T D 9 2 6文献标识码A文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 1 0 3 0 0 7 0 ～0 3 A p p l i c a t i o no faN e wT y p eo fD i s c h a r g ef o rD r yT a i l i n g s T e c h n o l o g ya n dE q u i p m e n t S H A N G L i n p i n g ，Y UY o n g - j i a n g ，L I UY i l i a n g ，W A N GA i - x i a n g ，W A N GY o u c h u n ，L I UY i b o Y a n t a iX i n h a iA n t i a b r a s i o nC oL t d ，Y a n t a i2 6 5 5 0 0 ，S h a n d o n g ，C h i n a A b s t r a c t S o m ed i s c h a r g et e c h n i q u e sf o rd r yr a i l i n g sw h i c ha r eu s e dc o m m o n l ya th o m ec u r r e n t l yw e r ei n t r o d u c e db r i e f - l y ，a n dt h et h i r dg e n e r a t i o nd i s c h a r g et e c h n o l o g ya n de q u i p m e n to fX i n h a iC o m p a n yw a sd i s c u s s e di nd e t a i l s ．T a k i n ga d i s c h a r g ep r o j e c tf o rd r yt a i l i n g sw i t hac a p a c i t yo f40 0 0t ／da sa ne x a m p l e ，d i f f e r e n td r yt a i l i n g sd i s c h a r g em e t h o d s w e r ec o m p a r e d ，a n dm e c h a n i s m so ft h i c k e n i n g - d e w a t e r i n gh y d r o c y c l o n ei nX i n h a iC o m p a n y ，h i g h e f f i c i e n c yt h i c k e n e r w i t hd e e p ／m u l t ic o n ea n dh i g he f f i c i e n c ym u l t i f r e q u e n c yd e w a t e r i n gs c r e e nw e r ed i s c u s s e d ． K e yw o r d s d i s c h a r g eo fd r yr a i l i n g s ；t h i c k e n i n g - - d e w a t e r i n gh y d r o c y c l o n e ；h i g h - - e f f i c i e n c yd e e p ／m u l t i - c o n et h i c k e n e r ； h i g he f f i c i e n c ym u l t i - f r e q u e n c yd e w a t e r i n gs c r e e n 近几年矿山行业尾矿库出现了一些重大安全问 题，国家对此非常重视，并出台了一系列措施对尾矿 库进行整治。按照要求，新建设的尾矿库必须要作为 一个独立的项目进行设计，并要办理环境影响评价和 安全生产评价等各种手续，对正在使用的各尾矿库也 加强了监管力度和出现问题后的处罚力度。尾矿干排 可以减少尾矿库的投资、减少各种手续审批上的麻烦 和运营风险等，近几年得到了较快的发展。 烟台鑫海耐磨胶业有限公司是国内较早推广尾矿 干排工艺和设备的厂家。自2 0 0 9 年开始研发的第三 代尾矿干排工艺和设备浓缩脱水型水力旋流器 高效多锥浓密机 高效多频脱水筛联合机组，更是因 为每一步骤工艺设备技术的独特性及合理匹配，脱水效 率更高、投资更少、运行成本更低。该工艺已成功用于 一0 ．0 7 4m m 粒级占9 5 ％的金矿全泥氰化工艺氰化尾渣 脱水，产品含水小于1 8 ％；用于一0 ．0 3 7m m 粒级占8 5 ％ 的金矿焙砂产品脱水，产品含水小于1 4 ％；用于一0 ．0 7 4 m i l l 粒级占8 0 ％的铁矿尾矿脱水，产品含水小于1 6 ％。 目前也在研究铁精矿脱水，市场潜力巨大。 1 尾矿干排脱水工艺设备与现状 1 浓密机十旋流器 带式过滤机 带式过滤机可 视为圆筒过滤机的改型 。该工艺设备组合系统可以 连续生产，适合于中粗粒级尾矿，但生产运营电耗高， 费用高，投资大，常规产品含水率为1 5 ％～1 8 ％。 2 浓密机 陶瓷过滤机 陶瓷过滤机可视为圆盘 过滤机的改型 。该工艺设备组合系统可以连续生 产，适用于中细粒级尾矿和精矿脱水，但对粗粒级和 一0 ．0 3 7m m 粒级占8 0 ％矿浆的脱水有一定的困难。 其优点是脱水后水分较低，含水率可小于1 0 ％。缺点 是设备投入高，陶瓷滤板易堵塞，特别是对于含细粒级 和石英多的物料，清洗工艺复杂，要求严格，由于设备 投入高的原因，该工艺设备组合系统一般用于精矿 脱水。 ①收稿日期2 0 1 1 - 0 2 1 7 作者简介商林萍 1 9 8 5 一 ，女，山东烟台人，硕士，助理工程师，主要研究方向为选矿工艺及设备。 万方数据 第3 期商林萍等新一代尾矿干排工艺和设备的应用 7 1 3 浓密机 箱式压滤机或立式压滤机。该工艺 设备组合系统适用于中细粒级物料，在矿浆颗粒 一0 ．0 3 7m l n 粒级占9 5 ％情况下仍可使用，产品水分 1 5 ％一2 5 ％。该工艺设备组合系统设备易损件主要为 滤布和泵过流件，一般寿命为1 ～3 个月，使用不当情 况下仅为1 0 ～2 0d 。该工艺设备组合系统排矿不连 续，对于一些工艺可能要求设置缓冲设备。箱式压滤 机已发展到大型化，立式压滤机价格昂贵，但生产能力 大些，水分低，常用于精矿脱水。 2 鑫海第三代尾矿干排工艺和设备 鑫海第三代尾矿干排工艺和设备是新研发的新型 高效脱水工艺和设备，采用不同的组合几乎可满足 一0 ．0 3 7m m 粒级含量9 5 ％以内所有矿种的脱水要 求，且脱水效率更高、投资更少、运行成本更低，因而引 发了矿物脱水工艺和设备的一场新的革命，对尾矿于 排工艺发挥了巨大的作用。 2 ．1 原则工艺流程 原则流程见图l 。对一0 ．0 7 4m m 粒级含量6 5 ％ 以内的易脱水物料，尾矿矿浆用泵给到旋流器组进行 初步浓缩脱水，旋流器底流进到多频脱水筛，溢流进浓 密机浓缩，浓密机底流给入脱水筛，脱水筛筛上物料为 最终干排尾矿，含水率小于1 5 ％。若尾矿粒度较细且 含泥量较大，则浓密机底流应该用小型压滤机处理。 由于进浓密机的矿浆为一段或两段旋流器分级的溢 流，所以物料粒度很细，可在一定程度上延长滤布的使 用寿命。 尾矿 滤饼 滤液 图1 尾矿干圭l l E r 艺流程 2 2 ．2 主要设备工作原理 1 鑫海浓缩脱水型水力旋流器。如图2 所示，在 一定给矿压力形成的离心力和重力的作用下，水力旋 流器中部会形成一个负压 即形成一个向上的吸力 ， 水、泥浆和细颗粒矿物从上部的溢流口排出，重矿物和 粗颗粒从底流口排出。鑫海浓缩脱水型水力旋流器的 最大特点是在旋流器的上部设置一个虹吸装置，下部 设置了一个鱼尾装置 均已申请专利 。采用这两种 装置可以达到如下效果①通过调整虹吸装置的管 阀，让少量的空气进入旋流器腔内，使旋流器向上的吸 力 即负压 发生变化，从而带动鱼尾装置的弹性橡胶 片发生变化 即收缩或关闭 ，即可调整底流浓度。鑫 海浓缩脱水型水力旋流器的底流浓度是目前各种水力 旋流器中最高的，可将底流浓度调整到6 0 ％～8 0 ％。 ②特殊设计的鱼尾装置可使给矿量、给矿浓度、给矿 压力在一定范围内波动的情况下，保持旋流器底流的 排放浓度和溢流细度稳定。 图2 鑫海高效旋流器原理 2 鑫海高效深锥多锥浓密机。该机结构新颖，特 别是与鑫海脱水浓缩型水力旋流器进行搭配，各有所 长，可以以很少的设备和土建投资将尾矿矿浆浓缩到 6 0 ％～7 0 ％的浓度。该机在结构上具有如下特点 ①采用大锥角的深锥设置，大大增加了浓密机的压缩 区，所以尽管所处理的物料粒度细、浓度较低，但浓密 机的底流浓度却很高。②采用多锥结构，一方面对压 缩区进行变换，使底流浓度更高，另一方面，可使槽体 高度大大降低。③中部沉降区内装有倾斜板，使浓密 机的沉降面积增大8 倍以上，有效地阻止了细颗粒的 上浮，提高了底流浓度，使溢流水更清，同时降低了浓 密机的直径。④浓密机的给矿必须先经过矿浆脱气 槽，以尽量脱出给矿矿浆中的气体，包括浮选尾矿中所 含的起泡剂，减少矿浆颗粒附着在气泡上似带着“降 落伞”似的沉降。而鑫海高效深锥多锥浓密机的脱气 槽采用更先进、更合理的结构，使脱气效果更明显。 ⑤给矿中心筒设有受料盘，使给入的矿浆均匀、平稳 下落，有效地防止给矿余压造成翻花现象。⑥溢流堰 结构新颖，改善了因溢流堰不水平造成的局部抽吸现 万方数据 矿冶工程第3 l 卷 象，使浓密机的溢流均匀缓慢溢出，消除浑沉溢流槽的 现象。 3 高效多频脱水筛。该脱水筛在设计方面有很 多独特的技术，并已申请多项专利，主要特点如下 ①给矿区的筛板后部与主板成一定角度。矿浆进入 脱水筛后，马上在脱水筛给矿区的筛板后部形成较厚 的膏状层，在高频振动作用下逐步前移。②两个平衡 的多频振动电机旋转时不平衡的重力产生的回转效 果，使筛子的工作非常稳定。③脱水筛的多频振动主 要有3 方面的作用一是有助于形成矿浆过滤层；二是 有助于滤液水透过过滤层从底部排掉；三是有助于滤 饼往前移动。④筛板往排矿端水平方向向上偏转，可 进一步降低滤饼水分。⑤脱水筛侧壁粘接耐磨胶板， 寿命可达5 年以上；聚氨酯筛网寿命可达7 个月以上。 3 工艺方案对比 针对目前尾矿干排脱水常用的设备和工艺，以日 处理能力为4 0 0 0t ，粒度一0 ．0 7 4m m 粒级占6 5 ％，浓 度3 0 ％，p H 中性的尾矿干排为例，各种干排工艺方案 对比见表1 。 表1各尾矿干排工艺方案对比 通过以上对比分析可以看出，浓缩脱水型水力旋 流器 高效深锥多锥浓密机 高效多频脱水筛联合机 组系统脱水工艺具有投资最少、功耗最低、成本最低、 适合的矿浆粒级最宽的特点。按照年工作日3 3 0d 计 算，该工艺比其他尾矿干排工艺每年可节省成本3 7 5 万元～6 2 5 万元。而且回水率可达7 5 ％以上，按浓度 3 0 ％计，每年可再利用水资源2 3 0 万立方米，按1 ．5 形m 3 计算，可节约3 4 5 万元。两项合计可达6 0 5 万 元～8 5 5 万元，仅节省的成本一年就可收回投资。 4 应用实例 1 河南某金矿为全泥氰化炭浆厂，尾矿量4 0 0 t ／d ，尾矿浓度为4 3 ％左右，p H 1 0 ．5 1 1 ，物料粒度 一0 ．0 7 4m m 粒级占9 0 ％～9 5 ％，矿浆泥化严重，不容 易沉淀，属于难脱水类型。目前采用鑫海第三代尾矿 干排设备和工艺，回水率高，最大限度地回收了氰化 钠，每年可节省漂白粉使用费用3 0 0 万元。最终产品 水分1 5 ％～1 7 ％。 2 莱州某冶炼厂一0 ．0 3 7m m 粒级占8 5 ％的焙烧 氰化尾渣，用该尾矿干排工艺流程后，脱水筛筛上产物 含水为1 3 ％一1 4 ％，达到了干排要求。 3 海南某铁矿日处理尾矿10 0 0t ，尾矿粒度 一0 ．0 4 0n l n l 粒级含量达8 5 ％以上，采用本工艺流程 和设备进行尾矿脱水后尾矿含水率1 5 ％～1 7 ％，达到 了预期目的。 5 结语 鑫海浓缩脱水型水力旋流器 高效深锥多锥浓密 机 高效多频脱水筛联合机组系统脱水工艺设备组合 系统，每一台设备均有与众不同的结构设计。该系统 几乎可适用于一0 ．0 3 7m m 粒级含量9 5 ％以内的所有 矿种的脱水要求，脱水后含水率可控制在1 5 ％～2 0 ％ 以内。该设备组合投资少、效率高、运行成本低，脱水 后的尾矿可以外销制砖、铺路和作加气混凝土用，浓密 机的溢流水可返回选厂，回水率高达7 5 ％以上。 万方数据