振動脫水篩在中加礦業尾礦選砂中的應用

殷玉山，李書珍，崔學奇，劉佃彪，孫玉偉，張德勇，王 健

(1.舞鋼中加礦業發展有限公司，河南 舞鋼 462541； 2.威海市海王旋流器有限公司，山東 威海 264200)

應用研究·黑色礦山·

振動脫水篩在中加礦業尾礦選砂中的應用

殷玉山1，李書珍1，崔學奇2，劉佃彪2，孫玉偉2，張德勇2，王 健2

(1.舞鋼中加礦業發展有限公司，河南 舞鋼 462541； 2.威海市海王旋流器有限公司，山東 威海 264200)

闡述了在尾礦選砂采用振動脫水篩的可行性，并在某鐵礦中得到成功應用。本文介紹了采用振動脫水篩進行尾礦選砂的工藝流程和技術指標，且對其運行成本及經濟效益進行了綜合分析。實踐證明，采用振動脫水篩進行尾礦選砂具有設備投資省、運行成本低、經濟效益顯著等優勢。

振動脫水篩； 尾礦選砂； 處理工藝； 經濟效益

1 前言

隨著經濟的高速發展，礦業也快速發展，但在礦產資源的開發過程中，產生了大量的尾礦。尾礦具有粒度細、排放量大等特點，在尾礦堆存過程中占用大量的土地，對周邊環境造成污染等，因此尾礦安全排放和再利用成為礦業可持續發展的重要因素[1]。由于尾礦中主要是由非金屬礦物組成，它與許多建材、輕工等成分相似，因此采用合理的工藝，就能獲得理想的建筑材料。目前尾礦替代建筑材料主要應用于水泥、涂料、玻璃等行業中[2]。

中加礦業選礦廠采用傳統的尾礦堆存方式，兩段尾礦泵送系統將尾礦輸送至尾礦庫堆存。在尾礦庫堆存中存在以下問題：一是尾礦輸送距離達到3km以上，輸送成本較高；二是尾礦庫已接近設計庫容，嚴重影響了選廠的正常生產。

針對中加礦業尾礦處理中存在的問題，結合選廠預磁尾礦選砂的成功經驗，采用分級濃縮脫水工藝對其尾礦進行處理[3]。

2 尾礦性質

中加礦業現有兩個選廠，一選廠原礦處理量為350萬t/a，二選廠原礦處理量為180萬t/a，選別后一、二選廠的總尾礦量為300萬t/a，為查明待處理尾礦的性質，對其進行了測試，其結果如表1。

表1 尾礦性質

根據尾礦性質的測試結果，鐵尾礦質量濃度為25%～29%，密度為2.71t/m3，粒度組成較粗，+200目(+0.074mm)含量占71.10%，尾礦性質滿足尾礦選砂條件。

3 脫水工藝的選擇

針對中加礦業尾礦性質，經調研相似性質礦山的尾礦選砂項目成功經驗，適用于中加礦業尾礦選砂工藝主要有以下3種：①旋流器+脫水篩+濃密機+壓濾的分級濃縮工藝；②濃密機+真空皮帶過濾機的過濾工藝；③濃密機+廂式壓濾機的全尾壓濾工藝。其工藝流程見圖1～圖3。

3種工藝各有其特點，需針對礦山的運行條件具體分析選擇，為確定適宜于鐵礦尾礦脫水的工藝，根據試驗對3種工藝在運行成本、占地面積、運行穩定性等方面進行比較，其結果見表2。

由3種工藝對比表可以得出如下結論。

(1)分級濃縮工藝設備投資為550萬元，較過濾工藝和全尾壓濾工藝分別節省了252萬元和458.4萬元，因此分級濃縮脫水工藝設備投資最少。

圖1 分級濃縮脫水工藝流程圖

圖2 過濾尾礦脫水工藝流程圖

圖3 全尾壓濾尾礦脫水流程圖

表2 3種脫水工藝對比

(2)分級濃縮工藝的運行成本為3.85元/t，較過濾工藝和全尾壓濾工藝節省了0.48元/t和4.88元/t，按照選廠現有處理規模，年處理尾礦300萬t計算，則分級濃縮工藝較過濾工藝和全尾壓濾工藝分別節省144萬元和1 464萬元，經濟效果顯著。

(3)分級濃縮工藝占地面積僅為2 288m2，為3種工藝中占地面積最小的尾礦選砂工藝，節約征用土地及基建的費用。

(4)根據實踐經驗，3種工藝設備穩定性均較高，但過濾工藝及全尾壓濾工藝對物料性質的要求較高，尾礦中粗粒級含量及原生泥的含量不能過高，否則會影響過濾機及壓濾機的使用效果，粗粒級尾礦對全尾壓濾工藝中壓濾機的影響尤為嚴重。

綜上對3種工藝在設備投資、運行成本及占地面積等方面的對比發現，分級濃縮工藝具有明顯的優點，因此中加礦業最終選擇分級濃縮工藝作為其尾礦脫水工藝，經過考察最終選擇旋流器、振動脫水篩等作為粗粒級尾礦脫水的主要設備。

4 選砂工藝

在確定采用旋流器、脫水篩作為粗粒級尾礦脫水主要設備后，結合尾礦選砂的成功經驗，在采用現有濃縮機及輸送系統的基礎上，確定其尾礦選砂工藝如圖4所示。

圖4 尾礦選礦工藝流程圖

在尾礦脫水工藝基礎上，首先采用旋流器+脫水篩將尾礦中粗粒級部分進行分離脫水，其脫水產品作為選砂成品，由于選砂旋流器溢流分級粒度為0.1mm，因此選砂旋流器溢流中仍存在20%以上的粗粒級尾礦，為減少尾礦排入尾礦庫的干礦量，最終選砂旋流器溢流再經輸送系統送至下一級旋流器+脫水篩干排系統進行濃縮脫水，同時由于干排系統設置于約3km的尾礦庫處，為降低尾礦輸送成本，因此采用現有濃縮機濃縮后，濃縮機底流輸送至干排系統脫水，脫水產品作為筑壩物料使用，在獲得建筑砂的同時，大大降低了尾礦排放的成本，為中加礦業帶了可觀的經濟效益。

5 生產運行指標

旋流器+脫水篩作為撬裝整體設備應用于粗粒尾礦選砂，現場尾礦干礦量為380t/h，經濃縮后尾礦濃度為25%～29%，現場采用610平底旋流器對應1臺高效脫水篩，共計5套，旋流器底流進入脫水篩脫水，篩上即為選砂產品，經測試旋流器及脫水篩的運行指標如表3。

表3 尾礦選砂運行指標 %

篩上產品送至中國建筑材料科學研究總院檢測，其各項指標如表4。

表4 篩上產品檢測結果

根據中國建筑材料科學總院對篩上產品的檢測結果，篩上產品符合建筑砂細砂的要求，可滿足中加礦業周邊建筑行業、水泥等行業對細砂的要求。

6 經濟效益分析

尾礦選砂生產費用是指尾礦進入尾礦選砂系統至脫水產出的干料所產生的費用，不包含脫水物料的運輸、轉運費用，計算結果如表5。

表5 尾砂選礦生產費用

由尾礦脫水運行成本計算表5可以看出，年生產所需費用為601.11萬元，按照每年生產330d，年處理量為300萬t計算，則尾礦脫水的生產成本為2.00元/t。

根據現行設備運行指標，日產5 700t建筑砂，按照每噸15元計算，則日收益為8.55萬元，則年收益為2 821.5萬元，除去運行成本，年獲利2 220.39萬元，經濟效益顯著。

7 結語

中加礦業尾礦選砂實踐表明，采用旋流器+脫水篩分級脫水工藝可實現尾礦分級選砂，可獲得滿足國家標準的建筑細砂，實現尾礦再利用，運行成本僅為2.00元/t，年獲利2 220.39萬元，經濟效益和社會效益顯著，可在尾礦粒度較粗的尾礦中推廣，應用前景廣闊。

[1] 陳 平.中國黃金尾礦綜合開發利用的現狀及發展趨勢[J].黃金，2012，33(10):52-54.

[2] 袁劍雄,劉維平.國內尾礦在建筑材料中的應用現狀及發展前景[J].中國非金屬礦工業導刊，2005，(1):13-16

[3] 李 琳，呂憲俊.尾礦分級脫水—濃縮工藝及設備[J].礦山機械，2014，(1)：100-103.

Application of vibrating-dewatering screen in tailings treatment of Zhongjia Mining Co., Ltd.

The feasibility of using vibrating-dewatering screen to treat tailings was elaborated, and it got successful application in one iron mine. In this paper the technological process and technical indexes of vibrating-dewatering screen was introduced, and the running cost and economic benefit were analyzed. The practice indicated that using vibrating-dewatering screen to treat tailings had the advantages of saving equipment investment, low running cost and notable economic benefit.

vibrating-dewatering screen; sizing out sand from tailings; treatment process; economic benefit

TD926.2

A

殷玉山(1963-)，男，河南唐河人，工程師，從事選礦工程技術管理工作。