铁矿选矿专论讲金属矿山尾矿处理技术进展(与“尾矿”有关文档共23张)

目录1常规地表堆存--尾矿库2高浓度（膏体）尾矿地表堆存—干式堆存3尾矿充填采空区与充填采矿法—地下尾矿库4尾矿高效脱水技术—尾矿处理的基础5结语第1页，共23页。1常规地表堆存--尾矿库技术特点尾矿选厂初步浓缩（浓密大井）—输送（隔膜泵、油隔离泵）—尾矿库堆存。尾矿浓度低（20-40%）、输送矿浆量大。存在的问题基本建设投资大（尾矿坝、输送设备、管线）；占地面积大；污染环境；安全隐患；回水利用率低、资源浪费。第2页，共23页。2高浓度(膏体)尾矿地表堆存

—干式堆存膏体的概念：具有一定的屈服强度，在静止状态下基本不析水的固液两相混合体。膏体回填：通常需要添加一定的胶结材料，调节膏体的强度和输送性能，通常塌落值为150-200mm。膏体尾矿地表堆存：通常不添加胶结材料，采用泵送时，塌落值为200-275mm。第3页，共23页。技术特点及优越性高浓度（膏体）尾矿的制备—输送—尾矿库堆存。尾矿浓度高（65-75%）、矿浆体积小、回水利用率高。不需要建常规尾矿坝、库址的选择灵活（塌陷坑、低洼地、缓坡地等）。能够实现运营和复垦同步进行。占地面积小、建设和维护费用低。第4页，共23页。与常规尾矿库对比尾矿排放量100万吨/年，尾矿密度吨/立方米。服务年限10年。常规矿浆堆存法：库容700万立方米、坝高55米、坝体体积190万立方米。干式堆存：库容56万立方米、坝高20米、坝体体积15万立方米。第5页，共23页。3全尾充填采空区与全尾充填采矿法

—地下尾矿库背景

水砂充填：利用分级尾砂作为矿山充填料的胶结充填技术已经被国内外有色、黄金等矿山广泛应用。全尾充填：选厂尾矿全部用作充填料，弥补充填材料的不足，并将采空区处理和尾矿处理结合起来，实现无废矿山。全尾充填方法：全尾砂胶结充填和高水固结全尾砂充填两种方法。第6页，共23页。全尾砂胶结充填技术

某铁矿采用全尾胶结充填采空区，避免了在地表建尾矿库。采用全尾砂胶结充填自流输送工艺，以全尾砂作为充填骨料，利用水泥和细磨高炉水渣为胶结材料，采用强力活化搅拌制备充填料浆，充填料重量浓度大于60%，充填体的强度达到1～2MPa,充填料灰砂比为1:4～1:6。通过全尾砂胶结充填,矿石回采率将由60%提高到80%以上,并实现了矿山采矿、选矿、充填三者互为依托、综合平衡的良性闭路循环,不建地表尾矿库。全尾砂胶结充填料制备站工艺流程图1—尾砂池2—抓斗3—贮料仓4—振动给料机5—胶带输送机6—电子皮带秤7—高位水箱8—流量计9—调节阀10—水泥罐车11—水泥仓12—振动给料斗13—电子螺旋秤14—螺旋输送机15—双轴搅拌机16—高速搅拌机第7页，共23页。高水固结全尾砂充填高水固结全尾砂充填：其实质是在尾砂胶结充填工艺中，不是用水泥而使用高水材料作为胶凝材料，使用全尾砂作为充填骨料，。高水速凝材料：是一种速凝、早强，并可在大水灰比条件下硬化的水硬性胶结材料。该材料能将9倍于自身体积的水凝结成固体，凝结，1天强度达到，3天强度。根据工艺设备条件和现场技术要求，充填料浆的浓度可在30-70%之间。高水固结充填浆料充入采场后，不用脱水便可以凝结为固态充填体。高水固结充填与常规胶结充填相比，具有浆料浓度范围大、凝固速度快、不脱水、接顶效果好等特点，解决了井下的环境污染、降低了工人的劳动强度，因此，在应用上有明显的优越性。第8页，共23页。实例：某铜矿采用全尾砂高水固结充填[16]（图6），要求充填体强度为2-3MPa，充填材料的配比为：甲料:乙料＝1:1；砂:灰:水＝。充填控制参数为：尾砂浆流量(单充填站)50m3/h,尾砂浆浓度64％；甲(乙)料放料速度。两充填站采用相同的控制参数，混合浆流量110m3/h；混合浆浓度69％。全尾砂高水固化充填系统示意图1-浓度计2-流量计3-搅拌桶4-螺旋秤5-弹性叶轮给料机6-水泥罐车7-流量计8-螺旋给料机9-砂泵10-甲料尾砂浆输送管11-乙料尾砂浆输送管12-混合器第9页，共23页。4尾矿高效脱水技术—尾矿处理的基础尾矿脱水方法重力沉降法絮凝重力沉降法离心沉降与重力沉降联合脱水技术新型高效重力脱水设备无耙浓密机压滤脱水技术第10页，共23页。2高浓度(膏体)尾矿地表堆存

—干式堆存水力旋流器作为一种利用离心力强化固液分离的设备，具有其结构简单、造价低、占地面积小、处理能力大、底流浓度高的特点。旋流器-浓密机闭路浓缩流程该流程由水力旋流器、分泥斗以及浓密机组成的闭路流程（图2）。为了克服尾矿库地表堆存尾矿存在的环境、安全、占用土地等问题，尾矿高效脱水、全尾充填采空区、膏体尾矿地表堆存等尾矿处理的新方法表现出了广阔的应用前景，随着人们环保意识的增强，安全、高效和环境友好的尾矿处理方法将逐步取代传统的尾矿地表堆存方法。其主要特点：①采用絮凝剂增大颗粒的粒度，从而提高沉降速度；全尾充填方法：全尾砂胶结充填和高水固结全尾砂充填两种方法。3尾矿充填采空区与充填采矿法—地下尾矿库离心沉降与重力沉降联合脱水技术图4NGS型深锥浓缩机的结构示意图目前，采用压滤法处理氰化尾矿已在国内许多金矿得到了成功应用。3尾矿充填采空区与充填采矿法—地下尾矿库离心沉降与重力沉降联合脱水技术矿浆首先进入消气桶处理，然后给入旋流给料箱，经过给料桶絮凝后的矿浆进入浓相沉积层，通过浓相沉积层的再絮凝、过滤、压滤作用，下部锥底排出高浓度的底流。PPSM型浓密机：PPSM型浓缩机是一种单段脱水装备（图3），其机壳是一个锅状底的圆槽，上部有絮凝及给料井围绕中心竖轴，轴下部装有螺旋、耙板和紊动杆，槽底有排膏器。占地面积小、建设和维护费用低。水力旋流器的应用水力旋流器作为一种利用离心力强化固液分离的设备，具有其结构简单、造价低、占地面积小、处理能力大、底流浓度高的特点。然而，仅采用水力旋流器难却以得到澄清的溢流。因此，采用重力沉降和离心沉降相结合的方法，能够综合二者的优越性，既可提高浓缩脱水的速度和效率，又能保证澄清的溢流。采用这种方法的主要有：“水力旋流器-浓密机串联流程”和“水力旋流器-浓密机闭路流程”两类。前者，主要用于提高尾矿浓缩效率，后者可以获得高浓度浓缩产物。第11页，共23页。水力旋流器-浓密机串联流程特点：可以大大减轻浓密机处理能力的压力、避免浓密机跑浑，同时可获得高浓度的尾矿、并提高尾矿浓缩系统的处理能力，从而在整体上提高了尾矿浓缩脱水效率，有人将该工艺称为“尾矿快速脱水技术”

。研究报道和工业实践表明：一段旋流器底流浓度可以达到65%-70%以上，产率可达到40-70%，旋流器浓缩产物粒度下限可以达到19-37µm，系统给料浓度在10-20%，尾矿综合浓缩可以达到50%以上。溢流水（循环使用）21选厂尾矿浓缩产物（排尾）图1水力旋流器-浓密机串联浓缩流程第12页，共23页。第13页，共23页。第14页，共23页。第15页，共23页。旋流器-浓密机闭路浓缩流程该流程由水力旋流器、分泥斗以及浓密机组成的闭路流程（图2）。实验结果表明，对于-44µm占80%的选矿尾矿，当给矿浓度为28%的条件下，旋流器底流的产率达到67%，最终浓缩产物浓度为77-78%。如果旋流器底流不经过分泥斗脱泥浓缩，其浓度也可以达到63%以上。由于大部分尾矿已经通过第一段旋流器得到分离，所以，浓密机的直径可以大大减小。根据实验结果计算，对于100t/h的尾矿量，需要的浓密机直径约为2m,分泥斗的直径约为3m。321选厂尾矿溢流水（循环使用）浓缩产物（充填采空区）图2旋流器-浓密机闭路流程

第16页，共23页。高效重力沉降脱水设备PPSM型浓密机：PPSM型浓缩机是一种单段脱水装备（图3），其机壳是一个锅状底的圆槽，上部有絮凝及给料井围绕中心竖轴，轴下部装有螺旋、耙板和紊动杆，槽底有排膏器。絮凝剂的合理加入、搅拌以及精心设计的给料井和澄清区，对PPSM的溢流产量和质量至关重要。据介绍，在PPSM内几乎看不到浓密中常见的干涉沉降区，澄清是闪速的。该设备用于将稀矿浆快速浓密成膏状排放，并能将膏体延时贮存，同时脱出清澈的溢流。图3PPSM型浓缩机的结构示意图

第17页，共23页。深锥浓缩机：主要由深锥、给料装置、搅拌装置、控制箱、给药装置和自动控制系统等组成。矿浆首先进入消气桶处理，然后给入旋流给料箱，经过给料桶絮凝后的矿浆进入浓相沉积层，通过浓相沉积层的再絮凝、过滤、压滤作用，下部锥底排出高浓度的底流。其主要特点：①采用絮凝剂增大颗粒的粒度，从而提高沉降速度；②严格控制深锥浓缩机浓相层高度，是提高浓缩效果的决定因素之一；③作业条件的自动控制。试验和生产实践表明，该设备对金属矿山尾矿的浓缩，尾矿浓度可以达到40-70%，溢流中悬浮物含量小于500ppm。图4NGS型深锥浓缩机的结构示意图1-给料桶2-消气桶3-流量计4-搅拌耙5-机体6-压力传感器7-电磁阀8-浓度计9-控制箱10-计量泵11-药剂池12-调药机13-给药机14-药剂储槽第18页，共23页。尾矿压滤通常，压滤机主要用于粘度大、颗粒细的化工产品脱水和选矿厂精矿的脱水、黄金氰化洗涤等作业，在尾矿处理方面应用较少。然而，由于其脱水效果好、适应性强、压滤脱水后尾矿的处理方式灵活，近年来在黄金矿山尾矿处理方面得到了广泛的应用，在冶金矿山尾矿处理中也有应用报道。压滤机在黄金氰化尾矿中的应用还有一些特殊的意义。例如：某金矿采用全泥氰化尾矿压滤、滤饼干式堆存和滤液循环使用的新工艺[8]，该工艺与常规尾矿处理工艺相比，有以下几个特点：①滤饼干式堆存，只建干渣堆场不建尾矿库，使尾矿处理工艺大大简化；②滤液返回磨矿分级作业代替新水补给，不仅节省了新水，而且大大减少了已溶金在尾矿中的损失，又利用了尾液中的剩余氰化物；③通过尾矿压滤和利用滤液，实现了从磨矿分级到尾矿压滤的全程浸出，延长了浸出时间、提高了金的浸出率。目前，采用压滤法处理氰化尾矿已在国内许多金矿得到了成功应用。压滤机在冶金和有色金属矿山尾矿脱水中应用较少，只是在制备全尾充填料或膏体尾矿的场合有一定的应用。这主要在于压滤机的能耗和处理成本高于常规重力沉降浓缩，另外，单机的处理能力较低，难以在大规模选矿尾矿的浓缩脱水中推广。然而，当尾矿重力脱水困难、而要求尾矿浓度较高时，压滤技术将是一种可行的选择。第19页，共23页。膏体的概念：具有一定的屈服强度，在静止状态下基本不析水的固液两相混合体。采用全尾砂胶结充填自流输送工艺，以全尾砂作为充填骨料，利用水泥和细磨高炉水渣为胶结材料，采用强力活化搅拌制备充填料浆，充填料重量浓度大于60%，充填体的强度达到1～2MPa,充填料灰砂比为1:4～1:6。高水固结全尾砂充填：其实质是在尾砂胶结充填工艺中，不是用水泥而使用高水材料作为胶凝材料，使用全尾砂作为充填骨料，。3全尾充填采空区与全尾充填采矿法

—地下尾矿库絮凝剂的合理加入、搅拌以及精心设计的给料井和澄清区，对PPSM的溢流产量和质量至关重要。为了克服尾矿库地表堆存尾矿存在的环境、安全、占用土地等问题，尾矿高效脱水、全尾充填采空区、膏体尾矿地表堆存等尾矿处理的新方法表现出了广阔的应用前景，随着人们环保意识的增强，安全、高效和环境友好的尾矿处理方法将逐步取代传统的尾矿地表堆存方法。实例：某铜矿采用全尾砂高水固结充填[16]（图6），要求充填体强度为2-3MPa，充填材料的配比为：甲料:乙料＝1:1；2高浓度（膏体）尾矿地表堆存—干式堆存其主要特点：①采用絮凝剂增大颗粒的粒度，从而提高沉降速度；图4NGS型深锥浓缩机的结构示意图实验结果表明，对于-44µm占80%的选矿尾矿，当给矿浓度为28%的条件下，旋流器底流的产率达到67%，最终浓缩产物浓度为77-78%。研究报道和工业实践表明：一段旋流器底流浓度可以达到65%-70%以上，产率可达到40-70%，旋流器浓缩产物粒度下限可以