膠東地區某金礦全尾砂真空過濾試驗研究

杜加法,楊紀光,宋澤普,盛宇航

(山東黃金礦業科技有限公司 充填工程實驗室分公司, 山東 萊州市 261441)

0 引 言

目前膠東地區大部分礦山均采用充填與濕排的方式處理尾砂,對于黃金礦山而言,尾砂產率普遍超過90%,即使是采用充填采礦法,將部分全尾砂充入采空區,仍將剩余約50%的尾砂需要排放堆存,而且普遍采用濕排的方式進行堆存,隨著礦山產量提升,原有尾礦庫服務年限不足以維持礦山可持續發展,并且隨著壩高逐年增加,安全風險也隨之加大,同時濕庫還存在廢水排放問題。而采用干排將全尾砂進行堆存可以有效緩解尾礦庫庫容壓力,同時降低潰壩風險,大幅減少廢水排放。

目前可實現大規模尾砂干排工藝的設備主要有壓濾機和真空帶式過濾機,2種工藝的不同之處在于有各自的適用性,文中通過對比經濟成本以及適用性,認為采用真空帶式過濾機進行干排更為合適。

1 壓濾與真空帶式過濾對比

壓濾與真空帶式過濾工藝的優缺點對比見表1。

通過對比可以發現,如果所選取的全尾砂能夠采用真空帶式過濾進行干排處理,那么采用真空帶式過濾的方式是比較經濟合理的,因此對該金礦的全尾砂進行了一系列試驗。

2 真空過濾試驗

2．1 試驗過程

本次試驗的主要設備有:

真空泵型號:2XZ-2型旋片真空泵;

過濾漏斗規格:0．0063585 m2;

過濾濾布:DZ-PET-35(網格尺寸30~35 μm)。

表1 不同干排方式的優缺點對比

將選取的尾砂試樣進行濃度及粒徑分析后,確定試樣的代表性,然后進行真空過濾試驗,測試經過濾后能達到的狀態、含水率、過濾能力等指標,具體試驗步驟如下:

(1)用手持式攪拌機將塑料桶內的尾砂試樣充分攪勻;

(2)攪勻之后迅速取砂漿試樣于編號為1＃、2＃、3＃的3個500 m L燒杯中,每個燒杯取約300 g試樣,取樣后稱量;

(3)測試、清洗、調整好真空抽濾設備;

(4)1＃燒杯中的料漿不添加絮凝劑,將1＃燒杯中的尾砂試樣直接倒入真空抽濾設備進行抽濾試驗(抽濾壓力穩定在0．05 MPa),記錄抽濾時間、濾布型號、濾餅厚度、濾餅重量、濾液澄清度。

(5)2＃、3＃燒杯中的料漿添加適量絮凝劑,后續步驟同1＃燒杯料漿處理步驟。

(6)稱取一定量濾餅重量在105℃烘箱內烘4 h后測其水分。

2．2 真空過濾試驗結果

2．2．1 所選試樣的代表性

對比不同天次所選取的全尾砂料漿,通過對尾砂進行粒徑分析及濃度測試,表2表明,所取的尾砂,濃度在42%~45%之間,比較穩定;粒徑組成(以400目為分界,-400目在34%~39%之間)也變化不大,說明所選取的全尾砂料漿具有代表性。

表2 所選取全尾砂樣品的濃度及粒徑組成

2．2．2 真空過濾試驗結果

濾餅產量的計算公式為:

濾餅產量＝3600s×濾餅重量÷(抽濾時間×1000×0．0063585)

干基產量＝濾餅產量×(水分)×系數(0．8)

真空抽濾試驗結果表明,在不添加絮凝劑的情況下抽濾效果不理想,若要提高抽濾效率需添加適量絮凝劑,45%左右質量濃度的料漿,所用絮凝劑添加量為64~68 g/t。

真空抽濾試驗處理能力最小為384 kg/(m2·h),最大為724 kg/(m2·h),平均為544 kg/(m2·h),全尾砂來料濃度45%左右,絮凝劑添加量64~68 g/t,抽濾時間1~3 min,抽濾后含水率18%~21%。若采用80 m2真空過濾機,則最小處理能力為30．72 t/h,最大處理能力為57．92 t/h,平均處理能力為43．52 t/h。

試驗不添加粗尾砂的全尾砂平均抽濾能力為796 kg/(m2·h),添加粗尾砂(不添加水)料漿濃度50%以上時平均抽濾能力)為1240 kg/(m2·h),添加粗尾砂(同時添加水)保持料漿濃度約45%時,平均抽濾能力為1094 kg/(m2·h),其中當添加少量粗尾砂(細顆粒-400目含量約30%時,平均抽濾能力為872 kg/(m2·h),添加較多量粗尾砂(細顆粒-400目含量約25%時,平均抽濾能力為1164 kg/(m2·h)。

3 結 論

本文開展了膠東地區某黃金礦山的全尾砂料漿的真空抽濾試驗研究,驗證了其干排可行性,進行了抽濾能力計算和抽濾能力改進試驗,得出如下結論:

(1)該礦全尾砂適宜采用真空帶式過濾的方式進行全尾砂干排。

(2)該礦全尾砂料漿需要添加一定量的絮凝劑才能進行有效的真空過濾,45%左右濃度時,絮凝劑添加量64~68 g/t,真空過濾平均能力為544 kg/(m2·h)。

(3)添加一定量的粗粒級(＋400目以上)尾砂可以顯著增加該礦全尾砂料漿的真空過濾能力。

真空帶式過濾進行尾砂干排對本文所選礦山的全尾砂較為適用,取得了較為理想的試驗數據。雖然膠東地區的黃金礦山尾砂性質類似,但仍然存在差異性,工藝的推廣仍需要對各個礦的尾砂進行有針對性的分析。