新型尾礦干排工藝在豐寧萬隆螢石礦業的應用

胡乃民

（中國中鋼集團有限公司）

承德某螢石礦業為處理量800 t/d的螢石采選聯合企業，選廠使用油酸浮選工藝，浮選尾礦經渣漿泵及管道直接輸送至地表尾礦庫存放。尾礦庫使用到后期，尾礦處理存在以下問題:①庫內存水面積小、尾水澄清距離短、回水質量差，導致選廠回水不足，嚴重制約選廠生產；②尾礦庫庫容接近飽和，選廠尾礦面臨無處可排的難題；③企業采用新工藝強化綠色礦山建設的要求。

尾礦作為選礦分選作業的產物之一，其堆積存放一直是礦山企業面臨的大問題。采用常規尾礦庫地表存放，占地面積大，管理復雜，安全環保隱患多，不利于礦業的持續發展。隨著國家綠色礦山建設的推進，尾礦庫的新建或擴建將成為過去式，尾礦干排則是礦山實現節能減排，建設綠色礦山的發展趨勢［1］。

豐寧萬隆螢石礦業面對尾礦處理現存的問題，按照綠色礦山建設要求，通過對原礦性質和尾礦粒度組成的分析研究，結合國內現有尾礦干排工藝和該礦的實際情況，提出了尾礦粗細分離、分別脫水的新型尾礦干排工藝，并取得了較好的實施效果。

1 礦石性質

礦石中的礦物主要有螢石和石英，石英為灰白色，不透明，玻璃光澤，硬度大；螢石多為灰、黃、綠色，半透明或不透明，玻璃光澤，硬度小，多為他形晶，少數為自形、半自形晶，與石英相互嵌生；另有少量方解石、絹云母，方解石呈細嘜狀巖與螢石間裂隙分布，絹云母為細小鱗片狀、星點狀分布。礦石中的主要有用礦物是螢石，脈石礦物主要是石英、方解石、云母（黑云母和白云母）、少量的黃鐵礦和褐鐵礦等。

2 尾礦粒度組成

該螢石礦尾礦中的-0.074 mm粒級含量70.88%，由于開采過程中有高嶺土夾層混入，原礦含泥量較大，尾礦中細顆粒含量較多，其中-2 um含量占17.83%。尾礦粒度組成見表1。

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3 尾礦干排工藝及設備

3.1 尾礦干排工藝

該螢石尾礦粒度較細，普通濃密機無法有效沉降，且沉降濃度達不到壓濾機給料要求。因此，尾礦干排工藝采用尾礦+濃縮型旋流器分級+高效直線脫水篩+班德過濾器+高效無耙深錐濃密機+箱式隔膜壓濾機流程。選廠浮選尾礦經濃縮型旋流器將礦漿濃縮分離成粗細2種物料，其中粗粒物料用高效直線脫水篩脫水，篩上物料用汽車外運處理；細粒物料給入班德過濾器，過濾器溢流清水進入選廠回水池；過濾器底流和脫水篩底流混合給入高效無耙深錐濃密機，濃密機底流用柱塞泵給入箱式隔膜壓濾機，壓濾機濾餅用汽車外運處理；壓濾機壓濾清水和濃密機溢流清水進入選廠回水池循環使用［2］。尾礦干排工藝流程及設備聯系見圖1、圖2。

3.2 尾礦干排工藝設備

（1）旋流器采用海王新型高效濃縮旋流器，其具有處理能力大，分離粒度細，沉砂濃度高，能耗低等優點［3］。

（2）班德過濾器通過底部給料，其中上部安裝雙層斜板，應用淺層沉降原理，將懸浮在礦漿中的微粒絮團截留；在其上部清水溢流區充填大量的高分子帶電介質小球，對于清水中的少量懸浮物進行靜電吸附，從而使尾礦水得以凈化；其利用間歇排料方式，通過液面的瞬間下降對斜板和濾料進行反沖洗，保證了設備的正常高效運行。

（3）高效脫水篩獨有的負傾角設計，有利于水層在固相物料表面形成，并在振動作用下穿過固相顆粒間隙而透過篩面；同時脫水篩振動具有形成相互垂直振幅的振動軌跡，使得篩上固相物料以滾動軌跡運移，與傳統振動篩直線運移軌跡相比，不易使篩網糊、堵、卡；篩網使用聚氨酯篩片，耐磨且易于更換［4］。

（4）高效無耙深錐濃密機設備的高度與直徑尺寸比大于2，其沉降區和沉降壓縮區較傳統濃密機長，因此底流濃度高，更適合于細粒物料的沉降濃縮；錐體部分的錐角近70°，使得高濃度濃縮物料易于滑動下落而不淤堵。該設備投資少，無動力消耗，運行成本低。

（5）節能型陶瓷柱塞泵在相同流量和揚程要求下，與普通的渣漿泵相比，裝機功率減少2/3以上，并且具有在恒壓條件下變流量輸送的特點，特別適合于壓濾機的高壓力變流量給料；設備投資少，運行成本低。

（6）箱式隔膜壓濾機由多塊隔膜濾板和箱式濾板交替排列而成，隔膜濾板和箱式濾板的數量視生產能力和礦漿情況增減；具有二次壓榨功能，單位面積處理能力大、濾餅水分低，對處理細粒物料的適應性強，自動化程度高，是普通廂式壓濾機的替代升級設備。

4 生產應用實踐

選廠使用1套FX150-GX-BX8旋流器組（5用3備），將浮選尾礦礦漿濃縮分離成+0.037 mm（旋流器底流）和-0.037 mm（旋流器溢流）2種漿料。其中+0.037 mm尾礦漿質量濃度在45%～50%，用1536型高效直線脫水篩脫水，篩上物料含水15%～20%，用汽車外運處理；-0.037 mm料漿質量濃度為4.5%，加入絮凝劑后自流給入3臺（50 m3/臺）班德過濾器，溢流清水進選廠回水池回用［5］；班德過濾器底流和脫水篩底流混合給入1臺?6 m的高效無耙深錐濃密機，濃密機底流用2臺?300節能型陶瓷柱塞泵分別給入2臺450 m2箱式隔膜壓濾機，壓濾機給料質量濃度在30%～40%，濾餅水分20%左右，用汽車外運處理；濃密機溢流清水和壓濾機清水自流進入選廠回水池循環使用。

螢石尾礦經旋流器分級后，分出的粗砂漿再經高效脫水篩脫水，篩上粗砂產率達40%左右，使得進入壓濾機的物料總量大大減少，因此減少了壓濾機的使用面積，同時也節省了投資和運行費用。尾礦經干排處理后，用汽車運送至礦山，進行地表塌陷坑充填和井下采空區充填，使螢石尾礦廢物得到二次利用，也為礦山安全生產提供了有利條件。

5 結論

（1）班德過濾器對螢石細粒級低濃度礦漿有很好的濃縮過濾效果，其溢流水達到國家工業二級排放水標準。

（2）陶瓷柱塞泵的節能和恒壓變量輸送特性更適合與箱式壓濾機配合使用，在壓濾行業有較大的推廣價值。

（3）新型尾礦干排工藝在豐寧萬隆螢石礦業的應用解決了選廠尾礦排放和回水不足的問題，節省了新建尾礦庫的費用，為建設綠色礦山奠定了技術工藝基礎。

（4）新型尾礦干排工藝與傳統的全尾礦進壓濾工藝比較，減少了壓濾機的配置面積，同時節省了投資和運行費用。