尾礦干堆工藝在銅山口銅礦的應(yīng)用

秦代元，戴艷萍

（1.大冶有色金屬有限責(zé)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(yīng)用

秦代元1，戴艷萍2

（1.大冶有色金屬有限責(zé)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(zé)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(jù)尾砂性質(zhì)分析及粒級(jí)分布特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了尾砂干堆處理系統(tǒng)，尾砂經(jīng)兩段濃縮＋脫水、壓濾，達(dá)到了尾砂干堆的工藝要求，取得了很好的應(yīng)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(chǎn)。

尾砂干堆工藝；兩段濃縮；多種設(shè)備聯(lián)合脫水

大冶有色金屬有限責(zé)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(jià)值的資源排放到尾砂庫進(jìn)行堆存，隨著生產(chǎn)的持續(xù)，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(chǎn)尾砂的排放堆存問題上，通過選擇尾砂干堆場(chǎng)地，對(duì)尾砂采用干式堆存建立一套尾砂干堆系統(tǒng)。工藝是礦石選別后產(chǎn)生的尾礦經(jīng)濃密機(jī)＋高效長錐比濃縮旋流器兩段濃縮，沉砂經(jīng)直線振動(dòng)脫水篩，溢流與篩下一起經(jīng)廂式隔膜壓濾機(jī)壓濾，尾礦濾餅與脫水篩篩上尾砂轉(zhuǎn)運(yùn)至尾砂干堆堆場(chǎng)，直線振動(dòng)脫水篩篩上尾砂物料水分在16%以內(nèi)，廂式隔膜壓濾機(jī)壓濾尾砂濾餅水分在20%以內(nèi)，滿足了選礦車間對(duì)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(dòng)性，不易快速析出大量水分，直接用皮帶或車輛轉(zhuǎn)運(yùn)至堆場(chǎng)進(jìn)行堆存，該工藝具有堆放安全、占用面積小、對(duì)環(huán)境的破壞小，可以實(shí)現(xiàn)就近回水，尾砂回收利用率高，節(jié)水效果明顯［1］。

1 礦石及尾礦性質(zhì)［2］

銅山口銅礦礦區(qū)屬于高中溫?zé)嵋航淮◣r－斑巖復(fù)合型銅鉬礦床，礦石類型較多，組分比較復(fù)雜，主要有用礦物為銅，伴生有鉬、硫等。礦石構(gòu)造：黃銅礦主要呈浸染和細(xì)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(xì)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(lán)、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(chǎn)情況下，產(chǎn)生的尾砂總干量為198 t／h，尾砂礦漿濃度30%，尾礦粒級(jí)分布組成見表1。

表1 銅山口銅礦尾砂粒級(jí)分布表

2 尾礦干堆工藝［1～4］

尾砂干堆工藝根據(jù)采用脫水設(shè)備情況分為單一設(shè)備脫水工藝和多種脫水設(shè)備聯(lián)合脫水工藝，單一脫水設(shè)備指采用深錐濃縮（加固化劑）、過（壓）濾設(shè)備直接脫水，工藝簡(jiǎn)單，但受設(shè)備處理能力小因素的影響，投資成本高，運(yùn)行維護(hù)成本高，占地面積大。多種脫水設(shè)備聯(lián)合脫水指采用濃縮機(jī)、高效濃縮旋流器、高頻脫水篩、過（壓）濾設(shè)備中兩種以上的設(shè)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(jī)－高效長錐比濃縮旋流器＋直線振動(dòng)脫水篩－廂式隔膜壓濾機(jī)脫水方案，該方案設(shè)備投資、運(yùn)行成本低，還可以實(shí)現(xiàn)尾砂的全粒級(jí)脫水，轉(zhuǎn)運(yùn)至干堆場(chǎng)實(shí)現(xiàn)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(jī)Ⅰ段濃縮，即磨浮30%濃度尾礦進(jìn)入Φ45 m濃密機(jī)，濃密機(jī)溢流水匯集到溢流池通過清水泵揚(yáng)送到選礦生產(chǎn)水池，作為回水再利用，濃密機(jī)底流40%～50%濃度礦漿由柱塞泵揚(yáng)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(dòng)脫水篩脫水，隔膜壓濾機(jī)壓濾。即干堆40 m3漿池尾礦用渣漿泵輸送到振動(dòng)脫水篩對(duì)應(yīng)的Φ350濃縮旋流器進(jìn)漿，60%～70%濃度沉砂進(jìn)入振動(dòng)脫水篩，篩上10～15 cm厚含水16%以內(nèi)的尾砂料層，經(jīng)脫水篩出料口下端皮帶輸送至干堆廠房前的臨時(shí)堆場(chǎng)。旋流器18%濃度的溢流與脫水篩篩下礦漿自流至27 m3漿池?；旌系V漿通過進(jìn)料泵向隔膜壓濾機(jī)輸送物料，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾，濾液回流到老尾砂庫，作為回水利用，卸下含水20%以內(nèi)的細(xì)粒級(jí)尾砂濾餅經(jīng)壓濾機(jī)下面的皮帶輸送至干堆廠房前的臨時(shí)堆場(chǎng)。篩上含水16%以內(nèi)的粗粒級(jí)尾砂與壓濾含水20%以內(nèi)的細(xì)粒級(jí)尾砂濾餅一起由臨時(shí)堆場(chǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)至干堆場(chǎng)進(jìn)行堆存。繪制的多種脫水設(shè)備聯(lián)合應(yīng)用工藝流程圖如圖1所示。

2.2 直線振動(dòng)脫水篩給料濃度的控制

直線振動(dòng)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(xiàn)為篩上尾砂料層厚度上。提高振動(dòng)脫水篩的使用效果，才能最大限度降低壓濾系統(tǒng)的脫水負(fù)荷，在整個(gè)干堆流程中，尾砂經(jīng)Φ45 m濃密機(jī)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(dòng)脫水篩給料礦漿濃度。

圖1 銅山口銅礦尾砂干堆應(yīng)用工藝流程圖

為了使山下柱塞泵揚(yáng)送至山上的礦漿濃度達(dá)到技術(shù)要求，穩(wěn)定提高Φ45 m濃密機(jī)對(duì)尾礦的Ⅰ段濃縮效果，控制好Φ45 m濃密機(jī)底流礦漿濃度。通過對(duì)Φ45 m尾砂濃密機(jī)底流渣漿泵輸送量、喂?jié){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(jī)底流礦漿濃度在線檢測(cè)儀與濃密機(jī)底流渣漿泵安裝的變頻控制系統(tǒng)進(jìn)行連鎖，由濃密機(jī)底流礦漿設(shè)定的濃度值來調(diào)節(jié)渣漿泵變頻，由變頻控制的渣漿泵輸送礦漿量來調(diào)節(jié)濃密機(jī)的底流濃度。喂?jié){池安裝料位儀與柱塞泵變頻控制系統(tǒng)進(jìn)行連鎖，實(shí)現(xiàn)對(duì)山下Φ45 m濃密機(jī)底流礦漿濃度控制。

揚(yáng)送至山上的礦漿經(jīng)長錐比濃縮旋流器進(jìn)行Ⅱ段濃縮，為控制好濃縮旋流器的濃縮效果，通過對(duì)長錐比濃縮旋流器進(jìn)漿渣漿泵進(jìn)行變頻控制，進(jìn)漿管道上安裝壓力表，實(shí)時(shí)可以掌握濃縮旋流器的進(jìn)漿壓力。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)渣漿泵頻率，結(jié)合進(jìn)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(diào)節(jié)長錐濃縮旋流器進(jìn)漿渣漿泵變頻，直線振動(dòng)篩變頻，測(cè)量旋流器進(jìn)漿濃度，旋流器沉砂（直線振動(dòng)篩給料）濃度，旋流器溢流濃度，振動(dòng)篩篩上料層厚度，得出的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

表2 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)直線振動(dòng)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(nèi)。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)通過長錐濃縮旋流器與直線振動(dòng)脫水篩配套使用，取得了很好的應(yīng)用效果。KMGZJ600／2000－U廂式隔膜壓濾機(jī)，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(gè)濾室，進(jìn)料過濾壓力0.4～0.8 MPa，中間進(jìn)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(nèi)，取得很好的使用效果。

3 尾礦干堆工藝在銅山口銅礦應(yīng)用的意義

尾砂干堆工藝在銅山口銅礦成功應(yīng)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(chǎn)的嚴(yán)峻形勢(shì)下，有效解決了礦山正常生產(chǎn)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(shè)贏得了兩年多時(shí)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(chǎn)，給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)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(yè)及家庭的生計(jì)問題，帶來了非常顯著的社會(huì)效益。其次尾砂干式堆存能有效解決傳統(tǒng)尾砂庫存在的安全隱患、環(huán)境破壞、占用土地等問題，基本上呈固體形式堆存，土地恢復(fù)可以與尾礦堆存同時(shí)進(jìn)行，對(duì)堆場(chǎng)的要求條件不苛刻，回水利用率高，安全性也較濕排高，同時(shí)易實(shí)現(xiàn)尾砂資源的再利用。

4 結(jié) 語

1.采用ZZT－1836直線振動(dòng)脫水篩和KMGZJ600／2000－U廂式隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行尾礦脫水，技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備工作性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便、脫水效果顯著。

2.尾砂干堆工藝的實(shí)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(chǎn)，為新尾礦庫庫址征地、移民搬遷、新庫建設(shè)贏得了兩年多時(shí)間。

3.尾礦排放濃度從35%提高至80%以上，可減少對(duì)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(yīng)用，不僅給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且也有著非常顯著的安全效益和社會(huì)效益。

［1］ 鄭紀(jì)民，孫玉偉，催學(xué)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(yīng)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(shè)備展示會(huì)論文集［C］.北京：中國冶金礦山企業(yè)協(xié)會(huì)，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(kuò)能工程可行性研究報(bào)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(yè)試驗(yàn)研究［D］.昆明：昆明理工大學(xué)，2011.

［4］ 張?jiān)讫?，于永江，劉義良，等.新型脫水工藝和設(shè)備在尾礦干排中的應(yīng)用［A］.李欣，胡杏保，張萬生，等.2011年中國礦業(yè)科技大會(huì)論文集［C］.北京：中國冶金礦山企業(yè)協(xié)會(huì)，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(chǎn)技術(shù)管理工作。