尾礦干堆工藝在銅山口銅礦的應用

秦代元，戴艷萍

（1.大冶有色金屬有限責任公司，湖北黃石 435122；2.湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

尾礦干堆工藝在銅山口銅礦的應用

秦代元1，戴艷萍2

（1.大冶有色金屬有限責任公司，湖北黃石 435122；2.湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

大冶有色金屬有限責任公司銅山口銅礦為解決新老尾礦庫接替2～3年過渡期尾砂的安全堆放問題，根據尾砂性質分析及粒級分布特點，設計了尾砂干堆處理系統，尾砂經兩段濃縮＋脫水、壓濾，達到了尾砂干堆的工藝要求，取得了很好的應用效果，解決了過渡期尾砂的安全堆存難題，維持了礦山的正常生產。

尾砂干堆工藝；兩段濃縮；多種設備聯合脫水

大冶有色金屬有限責任公司銅山口銅礦目前處理尾礦的主要方式是將尾礦作為具有潛在二次回收價值的資源排放到尾砂庫進行堆存，隨著生產的持續，原老尾砂庫庫容接近飽和，在解決新老尾礦庫接替過渡期間維持正常生產尾砂的排放堆存問題上，通過選擇尾砂干堆場地，對尾砂采用干式堆存建立一套尾砂干堆系統。工藝是礦石選別后產生的尾礦經濃密機＋高效長錐比濃縮旋流器兩段濃縮，沉砂經直線振動脫水篩，溢流與篩下一起經廂式隔膜壓濾機壓濾，尾礦濾餅與脫水篩篩上尾砂轉運至尾砂干堆堆場，直線振動脫水篩篩上尾砂物料水分在16%以內，廂式隔膜壓濾機壓濾尾砂濾餅水分在20%以內，滿足了選礦車間對尾砂堆放的工藝要求。

尾砂干堆是指將尾砂脫水至水分含量低于20%，基本失去流動性，不易快速析出大量水分，直接用皮帶或車輛轉運至堆場進行堆存，該工藝具有堆放安全、占用面積小、對環境的破壞小，可以實現就近回水，尾砂回收利用率高，節水效果明顯［1］。

1 礦石及尾礦性質［2］

銅山口銅礦礦區屬于高中溫熱液交代矽卡巖－斑巖復合型銅鉬礦床，礦石類型較多，組分比較復雜，主要有用礦物為銅，伴生有鉬、硫等。礦石構造：黃銅礦主要呈浸染和細脈浸染狀，斑銅礦呈粒狀集合體存在于黃銅礦邊緣，部分存在于裂隙中，輝銅礦呈粒狀存在于礦石中，部分與斑銅礦連生，輝鉬礦呈細小的片狀和小粒狀分布在脈石中，部分在黃銅礦中。礦石礦物組成分為金屬礦物和脈石礦物，金屬礦物有銅礦物，以黃銅礦、磁銅礦為主，其次為輝銅礦、斜方輝銅礦、銅藍、孔雀石，此外為黃鐵礦、磁黃鐵礦、輝鉬礦等。脈石礦物有高嶺石、滑石、石榴子石、透輝石、綠泥石、透閃石、陽起石以及方解石、石英、絹云母、玉髓等。

銅山口銅礦選礦正常生產情況下，產生的尾砂總干量為198 t／h，尾砂礦漿濃度30%，尾礦粒級分布組成見表1。

表1 銅山口銅礦尾砂粒級分布表

2 尾礦干堆工藝［1～4］

尾砂干堆工藝根據采用脫水設備情況分為單一設備脫水工藝和多種脫水設備聯合脫水工藝，單一脫水設備指采用深錐濃縮（加固化劑）、過（壓）濾設備直接脫水，工藝簡單，但受設備處理能力小因素的影響，投資成本高，運行維護成本高，占地面積大。多種脫水設備聯合脫水指采用濃縮機、高效濃縮旋流器、高頻脫水篩、過（壓）濾設備中兩種以上的設備組合脫水方案，眾多方案中銅山口銅礦在尾砂干堆工藝中采用濃密機－高效長錐比濃縮旋流器＋直線振動脫水篩－廂式隔膜壓濾機脫水方案，該方案設備投資、運行成本低，還可以實現尾砂的全粒級脫水，轉運至干堆場實現全部尾礦的干堆工藝。

2.1 干堆工藝介紹

銅山口銅礦尾砂干堆工藝由山下、山上兩部分組成。

山下部分：濃密機Ⅰ段濃縮，即磨浮30%濃度尾礦進入Φ45 m濃密機，濃密機溢流水匯集到溢流池通過清水泵揚送到選礦生產水池，作為回水再利用，濃密機底流40%～50%濃度礦漿由柱塞泵揚送至山上干堆40 m3尾礦漿池。

山上部分：濃縮旋流器Ⅱ段濃縮，振動脫水篩脫水，隔膜壓濾機壓濾。即干堆40 m3漿池尾礦用渣漿泵輸送到振動脫水篩對應的Φ350濃縮旋流器進漿，60%～70%濃度沉砂進入振動脫水篩，篩上10～15 cm厚含水16%以內的尾砂料層，經脫水篩出料口下端皮帶輸送至干堆廠房前的臨時堆場。旋流器18%濃度的溢流與脫水篩篩下礦漿自流至27 m3漿池。混合礦漿通過進料泵向隔膜壓濾機輸送物料，經壓濾機壓濾，濾液回流到老尾砂庫，作為回水利用，卸下含水20%以內的細粒級尾砂濾餅經壓濾機下面的皮帶輸送至干堆廠房前的臨時堆場。篩上含水16%以內的粗粒級尾砂與壓濾含水20%以內的細粒級尾砂濾餅一起由臨時堆場轉運至干堆場進行堆存。繪制的多種脫水設備聯合應用工藝流程圖如圖1所示。

2.2 直線振動脫水篩給料濃度的控制

直線振動脫水篩在干堆流程中的使用效果主要由給料礦漿濃度決定，表現為篩上尾砂料層厚度上。提高振動脫水篩的使用效果，才能最大限度降低壓濾系統的脫水負荷，在整個干堆流程中，尾砂經Φ45 m濃密機濃縮和長錐比濃縮旋流器兩段濃縮的效果，直接決定了振動脫水篩給料礦漿濃度。

圖1 銅山口銅礦尾砂干堆應用工藝流程圖

為了使山下柱塞泵揚送至山上的礦漿濃度達到技術要求，穩定提高Φ45 m濃密機對尾礦的Ⅰ段濃縮效果，控制好Φ45 m濃密機底流礦漿濃度。通過對Φ45 m尾砂濃密機底流渣漿泵輸送量、喂漿池礦漿高度、柱塞泵輸送量三者高效便捷的同步控制，濃密機底流礦漿濃度在線檢測儀與濃密機底流渣漿泵安裝的變頻控制系統進行連鎖，由濃密機底流礦漿設定的濃度值來調節渣漿泵變頻，由變頻控制的渣漿泵輸送礦漿量來調節濃密機的底流濃度。喂漿池安裝料位儀與柱塞泵變頻控制系統進行連鎖，實現對山下Φ45 m濃密機底流礦漿濃度控制。

揚送至山上的礦漿經長錐比濃縮旋流器進行Ⅱ段濃縮，為控制好濃縮旋流器的濃縮效果，通過對長錐比濃縮旋流器進漿渣漿泵進行變頻控制，進漿管道上安裝壓力表，實時可以掌握濃縮旋流器的進漿壓力。通過現場調節渣漿泵頻率，結合進料壓力來控制長錐比濃縮旋流器的濃縮效果。

2.3 Ⅱ段濃縮、脫水、壓濾效果

通過調節長錐濃縮旋流器進漿渣漿泵變頻，直線振動篩變頻，測量旋流器進漿濃度，旋流器沉砂（直線振動篩給料）濃度，旋流器溢流濃度，振動篩篩上料層厚度，得出的生產現場試驗數據見表2。

表2 生產現場試驗數據表

生產現場直線振動脫水篩在頻率49 Hz，給料礦漿（長錐比濃縮旋流器沉砂）濃度在60%～70%條件下，篩上尾砂料層在10～15 cm厚度，含水16%以內。生產現場通過長錐濃縮旋流器與直線振動脫水篩配套使用，取得了很好的應用效果。KMGZJ600／2000－U廂式隔膜壓濾機，過濾面積600 m2，濾板由42片廂式濾板、43塊隔膜板組成，有86個濾室，進料過濾壓力0.4～0.8 MPa，中間進料，兩邊明流出液，壓濾出來的尾礦濾餅厚度40 mm，水分在20%以內，取得很好的使用效果。

3 尾礦干堆工藝在銅山口銅礦應用的意義

尾砂干堆工藝在銅山口銅礦成功應用意義重大，首先，緩解了老尾礦庫的庫容飽和問題，在新尾礦庫尚未建成、尾砂無法外排面臨停產的嚴峻形勢下，有效解決了礦山正常生產下的尾礦排放堆存問題。為新尾礦庫庫址征地、移民搬遷、新庫建設贏得了兩年多時間。最主要是在新老尾礦庫接替期間，采用尾礦干堆工藝維持了礦山生產，給企業帶來了巨大的經濟效益；有效化解了老尾礦庫的安全問題，帶來了非常顯著的安全效益；解決了礦山一千多職工的就業及家庭的生計問題，帶來了非常顯著的社會效益。其次尾砂干式堆存能有效解決傳統尾砂庫存在的安全隱患、環境破壞、占用土地等問題，基本上呈固體形式堆存，土地恢復可以與尾礦堆存同時進行，對堆場的要求條件不苛刻，回水利用率高，安全性也較濕排高，同時易實現尾砂資源的再利用。

4 結 語

1.采用ZZT－1836直線振動脫水篩和KMGZJ600／2000－U廂式隔膜壓濾機進行尾礦脫水，技術先進、設備工作性能穩定、操作簡便、脫水效果顯著。

2.尾砂干堆工藝的實施，有效解決了銅山口銅礦在新老尾礦庫接替期間尾礦排放堆存問題，維持了礦山的正常生產，為新尾礦庫庫址征地、移民搬遷、新庫建設贏得了兩年多時間。

3.尾礦排放濃度從35%提高至80%以上，可減少對地下水污染，提高回水利用率。

總之，尾砂干堆工藝在銅山口銅礦的成功應用，不僅給企業帶來了巨大的經濟效益，而且也有著非常顯著的安全效益和社會效益。

［1］ 鄭紀民，孫玉偉，催學奇，等.高效濃縮旋流器和變頻脫水篩在尾礦干堆新工藝中的應用［A］.邵安林，徐煒，李章大，等.第七屆全國尾礦庫安全高峰論壇暨設備展示會論文集［C］.北京：中國冶金礦山企業協會，2014.

［2］ 韓偉，李全德.大冶有色金屬有限公司銅山口銅礦選礦擴能工程可行性研究報告［R］.黃石：大冶有色金屬有限公司，2013.

［3］ 張曉明，周興龍.攀鋼選礦廠尾礦干排工藝半工業試驗研究［D］.昆明：昆明理工大學，2011.

［4］ 張云龍，于永江，劉義良，等.新型脫水工藝和設備在尾礦干排中的應用［A］.李欣，胡杏保，張萬生，等.2011年中國礦業科技大會論文集［C］.北京：中國冶金礦山企業協會，2011.

Application of Dry Stacking of Tailings on Tongshankou Copper M ine

QIN Dai-yuan1，DAIYan-ping2
（1.Daye NonferrousMetals Limited Liability Company，Huangshi435122，China；2.Hunan Research Institute of Nonferrous Metals，Changsha 410100，China）

This papermainly concerns about relative solutions on safety of the stacking of tailings in the transition of two or three years between the old and new tailings pond.According to the analysis on the nature of tailings and characteristic of distribution of the size of the granularity，the system for the dry stacking of tailings was designed. After two-state concentration and dehydration and filter pressing，the tailings satisfied the requirement of the dry stacking，which made a great success，solved the problem of safety of the stacking of tailings in the transition，and maintained the normal production operation.

dry stacking of tailings；two-state concentration；combined dehydration with different equipment

TD926.4＋1

A

1003－5540（2016）04－0009－03

2016－06－11

秦代元（1983－），男，助理工程師，主要從事有色金屬選礦工藝研究和生產技術管理工作。