某鉛鋅礦尾礦旋流器分級濃縮試驗研究

陳 晗

(有色金屬華東地質(zhì)勘查局， 南京 210007)

大量礦山行業(yè)尾礦的地表堆存，加重了環(huán)境的污染；地下采空區(qū)的擴大所造成的生態(tài)破壞和安全隱患已成為不可忽視的重大社會問題。因此，尾礦的合理處理是礦山企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要課題?？v觀國內(nèi)外礦業(yè)開發(fā)與環(huán)境保護的發(fā)展趨勢，將尾礦充填采空區(qū)或塌陷坑已成為礦山清潔生產(chǎn)的重要發(fā)展方向。尾礦充填法是將尾礦作為充填料排放至采空區(qū)或塌陷坑，解決了地下采空區(qū)和塌陷坑的處理問題。

在尾礦充填前，首先要將低濃度尾礦轉(zhuǎn)化成高濃度尾礦，否則大量水分的存在難以充填。本文采用水力旋流器對某鉛鋅礦尾礦濃密機溢流進行了分級濃縮試驗。試驗結(jié)果表明，該工藝可得到濃度較高、粒度較粗的尾礦，并且具有流程簡單、運行成本低的優(yōu)點。

1 尾礦物料分析

某鉛鋅礦采用充填法采礦，選礦廠的尾礦是井下充填的主要物料，尾礦經(jīng)過分級后生產(chǎn)出粗粒級和細粒級兩種尾礦，粗粒級尾礦已經(jīng)成功用于高強度尾礦充填，細顆粒尾礦經(jīng)過濃縮后用于非重要采空區(qū)的充填。細粒級尾礦由于粒度細、水分高等原因?qū)е逻\輸過程中的損耗大且污染礦區(qū)環(huán)境，在充填過程中水泥的消耗量很大。針對這一問題且鑒于細粒級尾礦不能全部使用的問題，提出從細粒級尾礦中分離出濃度較高且粗粒級含量較高的尾礦的技術(shù)方案，試圖解決細粒級尾礦和水分高難以利用的問題，達到清潔生產(chǎn)和提高充填強度的目的。

鉛鋅礦尾礦主要化學組分分析結(jié)果見表1。

表1 鉛鋅礦尾礦主要組分分析結(jié)果 /%

由表1可知，該尾礦含有閃鋅礦、磁鐵礦、方鐵礦、方鉛礦和白鎢礦等，但含量均非常低，無回收利用的價值。

尾礦的粒度組成分析結(jié)果見表2。經(jīng)測定，-200目的含量為75.25%，-325目的含量59.52%，可見，該尾礦粒度組成以-200目細粒為主，而且-325目的含量較高，對其濃縮脫水會造成一定的不利影響。

表2 鉛鋅礦尾礦粒度組成分析

2 尾礦分級濃縮試驗

水力旋流器最突出的功能就是分級、濃縮作用，工作時，礦漿在一定壓力下通過切向入料口給入旋流器后在其內(nèi)部形成一個回轉(zhuǎn)流。在徑向，細小顆粒離心沉降速度小，被向心的液流推動進入內(nèi)旋流由溢流管排出，而較粗顆粒則借較大離心力作用進入外旋流由底流口排出[1]。

為了研究水力旋流器對鉛鋅礦尾礦的分級濃縮效果，分別采用FX200-20°(A)和FX250-20°(B)兩種規(guī)格的水力旋流器進行了分級濃縮試驗，入料濃度根據(jù)現(xiàn)場情況配置(約10%)，要求分離細度為0.1mm。試驗結(jié)果見表3和表4。

表3 FX200分級濃縮試驗結(jié)果(細度0.1mm)

由表3和表4的數(shù)據(jù)可以看出：采用兩種型號的水力旋流器均能夠使稀礦漿的濃度得到有效提高。當入料濃度為10%時，水力旋流器底流礦漿濃度可達70%左右，底流中-0.1mm的含量較入料降低了40%以上，效果非常明顯。

表4 FX250分級濃縮試驗結(jié)果(細度0.1 mm)

隨著入料壓力的提高，水力旋流器的底流濃度有所增加，并且底流中-0.1mm顆粒的含量有所降低，但是底流的產(chǎn)率也會降低(表中未列出數(shù)據(jù))。因此，在保證底流濃度和細度合格的情況下，應(yīng)該盡量獲得較高的底流產(chǎn)率，所以入料壓力不宜太高，保持在0.1～0.15MPa之間比較合理。

底流口的大小對水力旋流器底流濃度的影響較大。隨著底流口的增大，底流濃度降低比較明顯，并且底流中-0.1mm顆粒的含量增大，但底流產(chǎn)率有所提高。所以，在保證底流濃度、底流細度和底流產(chǎn)率均合理的情況下，對于旋流器A底流口應(yīng)在25～30mm之間，對于旋流器B底流口應(yīng)在35～40mm之間選擇。

根據(jù)旋流器的試驗結(jié)果，結(jié)合目前選礦尾礦處理的一些新工藝新技術(shù)，提出了該鉛鋅礦尾礦細粒級物料的一個處理工藝。低濃度、細顆粒的尾礦礦漿首先進入水力旋流器進行分級濃縮，底流由于濃度較高、顆粒較粗可直接進入篩子進一步脫水后成為最終尾礦；而溢流由于顆粒較細、濃度較低，所以先進入一個深錐濃縮機，溢流可做循環(huán)水使用，底流可以給到篩子(或者壓濾機)進行脫水成為最終尾礦。

3 結(jié)語

從水力旋流器的分級濃縮試驗結(jié)果可以看出，低濃度、細顆粒的尾礦礦漿得到了有效濃縮，入料濃度為10%左右時，水力旋流器底流礦漿濃度可以達到70%左右，底流中-0.1mm顆粒的含量較入料降低了40%以上，效果顯著。如果旋流器的底流經(jīng)過高頻篩處理，那么完全可以滿足低濃度、細顆粒尾礦礦漿的采空區(qū)回填要求。

[1]龐學詩.水力旋流器技術(shù)與應(yīng)用[M].北京，中國石化出版社，2011.