尾矿分级脱水_浓缩干排工艺及设备_李琳

分 选
2 关键工艺设备
2.1 多段变锥旋流器
多段变锥旋流器 (如图 2 所示) 与常规旋流器不
Fig. 1
图 1 分级脱水-浓缩干排工艺 Process of grading dehydration and concentration dry disposal of tailings
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[J]．有色金属：选矿部分，1997，47(2)：1-7. [2] 邱廷省，温德新，尹艳芬，等．提高某难选铜硫矿石铜的回 收率 [J]．有色金属，2006，58(3)：91-93. [3] 邱廷省，徐其红，匡敬忠．某复杂硫化铜矿铜硫分离试验研 究 [J]．矿业工程，2011，31(4)：45-48. [4] 黄万抚．新型药剂浮选江西某难选铜矿的试验研究 [J]．有色 金属科学与工程，2013，27(3)：62-67. [5] 李晓波，夏国进，余复静，等．某复杂铜硫矿低碱度铜硫分 离的工艺研究 [J]．矿业工程，2011，31(4)：59-63. [6] 朱玉霜，朱光建．浮选药剂化学原理 [M]．长沙：中南工业大 学出版社，1996：25-52. □ (收稿日期：2013-10-12) (修订日期：2013-11-21)
图 3 无耙高效浓密机 Fig. 3 No-raking efficient thickener
浓度约 70%，因此沉砂为合格浓缩产品，所以可直接 用于充填。溢流自流至山东科技大学研制的无耙高效 浓密机，经两段浓缩后，得到浓度 50% ~ 55% 左右的 底流，与沉砂合并得到浓度 65% 以上的全尾矿。加入
(4) 该铜硫矿石在磨矿细度为 -0.074 mm 占 75% 的条件下，采用选铜为一粗二精一扫，选硫为一粗二 精二扫的工艺流程选别后，可获得铜品位为 21.28%、 铜回收率为 82.62% 的铜精矿，硫品位为 46.12%、硫 回收率为 90.95% 的硫精矿指标，与此同时还能使贵 重金属金有效的富集在铜精矿中，其中金的品位和回 收率分别达到 13.86 g/ t 和 76.23%，取得了良好的伴 生有价组分综合回收效果。
。
大量尾矿库的存在，带来了一系列问题，包括安全隐 患、环境污染、大量占用土地、高昂的运营成本等。 不仅如此，我国多地已明确推出不许新建尾矿库的政 策，这使得大量矿山面临尾矿无处可排的困境 [4-6]。 因此，利用传统尾矿库处理尾矿的方法已经不再适合 我国尾矿的处理要求，必须采取有效的方法来处理尾 矿的排放问题。 尾矿干排技术是近年来国内外逐渐兴起的新的 尾矿处理技术，不仅可大幅度减少尾矿输送量，提高 尾矿的回水利用率，减少尾矿坝溃坝等安全事故的发 生，延长尾矿库或尾矿坝的服务年限，降低尾矿库或 坝的运行和管理成本，而且还可以开发原来不具备建 设尾矿库条件的矿山，具有广阔的应用前景、经济和 社会效益显著[7-8]。 在尾矿干排技术兴起初期，全尾浓缩-压滤 (过 滤) 是主流工艺，虽然该工艺与传统尾矿库储存相比 具有明显的优势，但在应用的过程中也发现了大量的
同之处在于：它采用多段变锥结构，第 1 段锥体角度 本栏目编辑 张代瑶 较大，使旋流器内流体的切向速度达到最大，增大离 心力场；第 2 段锥体较小，锥段长度较大，使被处理 矿浆在此有足够的时间和空间进行充分交换；第 3 段 锥体带有较大的锥体角度和直段结构。同时，采用渐 开线型进料方式，可增加处理量，减小磨损。高效旋 流器底流浓度高、产率大、分级粒度细、分级效率 高，较常规旋流器其分离粒度 D50 可细 20%～30%。
1 尾矿干排工艺
分级脱水-浓缩干排工艺如图 1 所示。尾矿分级 脱水-浓缩干排工艺系统主要由旋流器、脱水筛、无 耙高效浓密机以及矿浆输送装置等构成。选矿厂尾矿 浆由厂区泵送至尾矿干排系统泵池，然后用给料泵输 送至旋流器，旋流器分级后底流排入脱水筛，筛上物 作为粗粒尾矿堆存，筛下物返回泵池，形成闭路；旋 流器溢流自流给入无耙高效浓密机，由浓密机排出的 高浓度尾矿，可根据现场需要直接加工建材或通过压 滤进一步脱水干堆；澄清水经泵送返回选矿厂回水水 池。
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Fig. 2 图 2 多段变锥旋流器 Multistage variable-speed cone cyclone
4 工业应用
4.1 工程实例 1
河北滦县某铁矿选矿厂尾矿浓度为 6.81%、-0.074 mm 含量 50% 左右。选矿厂尾矿浆由厂区泵送至回风 井尾矿干排系统泵池，然后用旋流器给料泵以一定压 力给入旋流器组。旋流器底流给入脱水筛，通过振动 筛脱水后得到产率 65% 左右、含水率小于 18% 的粗 粒尾矿，直接堆存或供尾矿充填使用，筛下物返回泵 池，形成闭路；旋流器溢流自流排入沉淀坑，沉淀坑 澄清水经泵送返回选矿厂回水水池。干排现场生产系 统如图 4 所示。
基金项目：国家自然科学基金资助项目 (51104095)；中国博士后基金资助项目 (2012M511534)；山东科技大学科研创新团队支持计划项 目 (2012KYTD102) 作者简介：李 琳，男，1983 年生，讲师，博士，主要研究方向为矿物 (煤) 分选理论与工艺研究、新型浮选药剂和浮选设备研究以及 矿山、工业废弃物资源化利用研究。
2.2 无耙高效浓密机
无耙高效浓密机 (如图 3 所示) 是山东科技大学 的专利技术。设备主要由给料装置、沉降锥、防堵锥 和底流排放装置组成。它具有独特的自稀释给料装 置，有利于加快沉降速度；在过渡区布置有沉降锥， 可增加沉降面积，提高浓缩效率；在压缩区布置有防 堵锥，安装于排料口的正上方，缓解排料口上方物料 的压力，防止排料口堵塞；底流排放装置由圆柱形排 料井和排料泵组成，为了防止堵塞，在排料井内安装 机械防堵装置。
Fig. 4
图 4 现场生产系统 Industrial production system
4.2 工程实例 2
莱芜矿业公司某铁矿选厂充填运行系统界面如图 5 所示。该系统处理能力约为 12 万 t/ a，工艺流程为： 选厂将 -0.074 mm 含量占 60%、浓度为 25% 尾矿通 过渣浆泵送至水力旋流器组分级，沉砂产率约 70%、
用，为矿山降低运营成本、保障安全生产、改善周围 本栏目编辑 张代瑶 环境、促进尾矿综合利用开辟了新途径，具有良好的 推广应用价值。
参 考 文 献
[1] 罗敏杰．浅谈尾矿干堆技术 [J]．有色冶金设计与研究，2009， 30(6)：27-29 [2] 何哲祥，田守祥，隋利军，等．矿山尾矿排放现状与处置的 有效途径果 [J]．采矿技术，2008，8(3)：78-80. [3] 解 伟，隋利军，何哲祥．我国尾矿处置技术的现状及设想 到 [J]．矿业快报，2008，24 (5)：10-11. [4] 吕宪俊，连民杰．金属矿山尾矿处理技术发展 [J]．金属矿山， 2005，40(8)：1-4. [5] 董丽芳．浅谈金属矿山选矿尾矿及废水处理 [J]．云南冶金，
率高以及维护量小等特点，尤其对于细粒及微细粒尾 矿的浓缩具有显著的优势。
3 工艺优势
分级脱水-浓缩干排工艺除具有一般干排工艺的 优势之外，还具有以下突出的特点： (1) 高效旋流器的多段变锥结构提高了分级效 率，分离粒度较常规旋流器可降低 20% ~ 30%，为干 排工艺的高效运行奠定了基础； (2) 通过无耙高效浓缩机的引入，从根本上解决 了细粒及微细粒尾矿高效脱水的难题，为干排工艺的 高效运行提供了保障。
Abstract：A new type of tailings dry disposal process was proposed, which was grading dehydration and concentration dry disposal of tailings. During the process, tailings were classified by the new-type multistage variable-speed cone cyclone, and then coarse grains were dehydrated and heaped dryly via the highfrequency screen, while fine and superfine grains were dehydrated and dryly disposed by the concentration technology. Therefore, the dry heaping and disposal of tailings as well as water recycling were realized
该设备与传统浓缩设备的区别在于：无耙架装 置、高径比大，具有结构简单、占地面积小、浓缩效
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15% ~ 20% 的胶固粉后制备的充填料浆用于井下充 填，充填体 28 d 强度达到 1.5 MPa 以上，浓密机溢流 悬浮物含量小于 500 mg/ L，可返回选厂循环使用。
分 选
上。
百度文库
Process and equipments of grading dehydration and concentration dry disposal of tailings
LI Lin, L ü Xianjun
College of Chemical & Environmental Engineering, Shandong University of Science & Technology, Qingdao 266590, Shandong, China
参 考 文 献
[1] 黄礼煌，周 源．低碱介质铜硫分离与原浆选硫新工艺研究
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efficiently at low cost. Particularly, with the introduction of the efficient no-raking thickener, the efficient dehydration of tailings with fine and superfine grains was achieved radically. The process has been applied in many mines so far. Key Words：dry disposal of tailings; multistage variable-speed cone cyclone; no-raking efficient thickener
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本栏目编辑 张代瑶
尾矿分级脱水-浓缩干排 工艺及设备
李 琳 ，吕宪俊
山东科技大学化学与环境工程学院 山东青岛 266590
摘要：提出了一套新型尾矿干排工艺，即尾矿分级脱水-浓缩干排工艺，该工艺通过新型多段变锥旋 流器将尾矿分级，粗粒通过高频筛脱水干堆，细粒及微细粒通过浓缩工艺脱水干排，可低成本、高效 地实现尾矿的干堆排放以及水的循环利用，尤其是无耙高效浓缩机的引入，从根本上解决了细粒及微 细粒尾矿高效脱水的难题。该工艺目前已在多个矿山得到应用。 关键词：尾矿干排；多段变锥旋流器；无耙高效浓密机 中图分类号：TD926 文献标志码：A 文章编号：1001-3954(2014)01-0100-04
本栏目编辑 张代瑶
我 约有 10 亿 t，目前堆存的尾矿已高达 80.51 亿
国尾矿排放量大，矿山企业每年产生的尾矿 t。而我国的尾矿综合利用率仅为 8% 左右，大量尾 矿只能堆放在尾矿库中，而我国现有各种尾矿库超 过 1 万座，尾矿库占地面积累计已达 37 282 hm
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问题，包括一次性投资高、运营成本高和占地面积大 等。为了解决这些问题，中鼎环保科技有限公司、烟 台金洋旋流器有限公司和山东科技大学立足于尾矿处 理方向，以高效实现尾矿的完全干排为目标，开发了 尾矿分级脱水-浓缩干排工艺。