湖北某鐵礦尾礦干堆方案對比研究

于云龍 郭美玲 葉平先 孫浩展

（1.金誠信礦山工程設計院有限公司；2.中鐵資源集團有限公司；3.金誠信礦業(yè)管理股份有限公司）

目前，我國境內的礦山尾礦庫有上萬座。早年開發(fā)的礦山尾礦庫普遍存在“頭頂庫”的問題，對周邊的居民具有很大的安全隱患，同時尾礦庫內的選礦藥劑和重金屬離子存在污染地下水的重大環(huán)保風險［1-3］。近年，隨著國家對環(huán)保監(jiān)察力度的加大，推行綠色礦山建設，新建尾礦庫的審批難度增大，如何有效解決礦山的尾礦問題成為重中之重。尾礦干排技術能夠有效緩解尾礦庫庫容緊張的問題，延長尾礦庫的服務年限，同時干排后的尾礦可進行綜合再利用，在一定程度上創(chuàng)造了經濟效益［4-5］。

湖北某鐵礦為解決尾礦庫庫容不夠的問題，考慮將選廠尾礦進行干堆處理，以延長尾礦庫的服務年限，同時利用干堆后的尾砂制砂，變廢為寶，綜合效益顯著。

1 尾礦干堆方案

1.1 選廠尾砂參數

湖北某選廠尾礦產量約2 500 t/d，尾礦漿濃度20%～30%，尾礦中最大固體顆粒0.4 mm，尾礦粒度約-0.074 mm55%，尾礦粒度分析結果見表1。

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1.2 方案設計原則

（1）充分考慮國內尾礦干堆工藝現狀，根據礦山實際情況，推薦最優(yōu)工藝流程，運行穩(wěn)定可靠。

（2）項目投資最優(yōu)，運營成本最低。

1.3 設計方案

結合國內尾礦干堆的主流工藝及礦山現狀，提出：①分級脫水方案（方案1）；②全尾砂壓濾方案（方案2）。

1.4 工藝流程

（1）方案1。選廠尾礦經現有濃密機濃縮后，經底流泵送入旋流器分級，旋流器底流進入脫水篩脫水，篩上物料含水18% 左右干排，篩下細粒級礦漿返回旋流器泵池形成循環(huán)。旋流器溢流進入高效尾礦濃密機濃密，添加絮凝劑沉降后，底流進行壓濾干排，水分大于20%。方案1數質量流程見圖1。

（2）方案2。選廠尾礦經現有濃密機濃縮后，底流全部經壓濾機壓濾后干堆，干堆水分15%～20%。壓濾機合理的給料濃度30%～40%，磨礦細度約-0.074 mm55% ，選廠尾礦經現有濃密機可達到壓濾機合理的給料濃度要求。方案2數質量流程見圖2。

1.5 設備選型

1.5.1 方案1主要設備選型

（1）脫水篩。根據數質量流程給入脫水篩的總尾礦量為85.94 t/h（考慮10% 的波動系數），按單位面積處理能力計算，擬選用3臺LKLM1848脫水篩（表2）。

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（2）旋流器組。給入旋流器組總礦漿體積量365 m3/h、干礦量143.23 t/h、濃度31.46%，選用LKX250×3 旋流器組與LKLM1848 脫水篩配套使用，擬選用3套LKX250-3旋流器組（表3）。

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（3）濃密機。濃縮設備選用φ38 m普通高效濃密機，配套絮凝劑添加系統(tǒng)。

由以上結果分析可知，酶解產物通過80%乙醇萃取后可獲得豐富的多肽信息，上清液中多肽分子量分布均衡，各種分子量大小片段都存在。乙醇相再經過異丁醇萃取，上清液中主要是小于5 ku的多肽片段，3種酶解產物異丁醇萃取上清液均含有>94%的小于5 ku和>57%小于1 ku的多肽片段。

（4）壓濾機。壓濾機選用快開600 m2隔膜壓濾機2臺，配套注漿泵和空壓機等。

1.5.2 方案2主要設備選型

方案2 利用現有尾礦濃密機，底流濃度要求30%～40%，滿足壓濾機的給礦濃度要求。壓濾機選用3 臺800 m2高壓快速隔膜壓濾機，濾餅含水率15%～20%。壓濾機配套注漿泵、空壓機等輔助設備。

2 投資分析

方案1和方案2主要設備選型及投資見表4、表5。

3 成本分析

針對以上2個方案進行成本分析，分析主要內容包括電耗、藥劑、人工、濾布、篩網、維修費用等。

3.1 方案1噸礦成本

（1）絮凝劑消耗暫定20 g/t，絮凝劑價格1.7 萬元/t。方案1絮凝劑成本0.34 元/t。

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（3）崗位工9人（3班人員），人工工資按200元/d，人工成本0.72 元/t。

（4）濾布消耗按0.001 5 m2/t，濾布成本0.33 元/t。

（5）脫水篩篩板采用聚氨酯篩板，使用壽命6 個月，每套篩板3 萬元，篩板成本0.07 元/t。

（6）維修費用取0.32 元/t。

方案1單位成本合計3.54 元/t。

3.2 方案2噸礦成本

（1）電費0.5 元/kW·h，方案2用電成本2.88 元/t。

（2）崗位工9人（3班人員），人工工資按200元/d，人工成本0.72 元/t。

（3）濾布消耗按0.002 m2/t，濾布成本0.44 元/t。

（4）維修費用取0.34 元/t。

方案2單位成本合計4.38 元/t。

3.3 方案對比分析

從投資角度分析，分級脫水方案（方案1）的設備投資為597 萬元，全尾砂壓濾方案（方案2）的設備投資為633 萬元，方案1的設備投資較方案2低36 萬元；但此次方案對比中僅估算了設備投資，土建投資方案1 將會比方案2 略高，綜合來看，2 個方案的建設投資基本相當。

4 結 論

（1）從2 個方案的運營成本角度分析，方案1 分級脫水方案運營成本3.54 元/t，方案2 全尾砂壓濾方案的運營成本4.38 元/t，方案1的運營成本更低，每噸尾礦能夠節(jié)省0.84 元/t，其主要原因是方案2 的裝機功率較大，耗電量高，運營成本更高。

（2）通過綜合對比分析，對于尾礦干堆項目采用分級脫水方案更有優(yōu)勢，主要是因為脫水篩設備投資低、運營費用少，對于該項目尾礦干堆推薦采用分級脫水方案。