新型铁尾矿干堆干排技术

新型铁尾矿干堆干排技术高清寿0535-6520828烟台金洋旋流器有限公司主要内容我国矿山尾矿基本情况尾矿处理基本方案新型铁尾矿干堆工艺工艺经济技术分析一我国矿山尾矿基本情况1尾矿堆存现状当前我国处在经济发展、物质建设的关键时期，对矿产资源的需求量日攀升，选矿厂精矿产量增加的同时，尾矿产出量也大幅增加。全国固体矿产长期采选排出的尾矿与废石的堆存量占地面积已达1.87～2.47万km2。据不完全统计,全国现有大大小小的尾矿库达400多万个,金属矿山堆存的尾矿量已达50亿t以上,而且每年以产生6亿t的速度递增,其中铁矿山每年排放1.3亿t,有色金属矿山年排放尾矿量1.4亿t,黄金矿山较少也达2450万t以上。每年要花费10～15亿元用于堆存尾矿,花15～25亿元用于维护尾矿库。2尾矿排放风险及危害■占用大量土地；■严重影响生态环境；■尾矿库极其容易产生安全隐患，矿石经选矿处理后粒度变细,表面积增大,堆存时容易流动和塌漏,造成植被破坏,尤其是雨季或地震等自然灾害容易引起滑坡或泥石流，造成巨大损失。二尾矿处理基本方案对于尾矿的处理，在不同阶段，工艺技术在不断改进和完善。主要有以下几种方案：1.尾矿库贮存尾矿库贮存方案是将尾矿浆输送至尾矿库贮存尾矿浆直接给入尾矿库弊端：■动力、设备材料消耗高,造成尾矿输送和处理费用过高■需要占用大量的土地资源■存在很大的安全隐患尾矿预先浓缩脱水贮存对于尾矿库贮存，改进性的方案是先将尾矿浆预先浓缩脱水，然后排入尾矿库贮存。常见的浓缩脱水工艺有以下几种：重力（添加絮凝剂）沉降法水力旋流器离心沉降与重力沉降相结合的联合浓缩方法：这种方法分为水力旋流器-浓密机串联流程和水力旋流器-浓密机闭路流程两种利用高效重力沉降脱水设备旋流器浓密机浓缩产物溢流水铁尾矿铁尾矿旋流器浓密机浓缩产物沉砂分泥斗溢流水沉砂溢流溢流图1旋流器—浓密机串联流程图2旋流器-浓密机闭路浓缩流程2.尾矿干堆尾矿干堆是尾矿传统贮存方法的一种变革。是利用各种设备通过一定工艺将尾矿浆实现干料和水的最大化分离，达到含水量要求的干料可运输至尾矿堆场贮存，水则可以作为选厂回水利用。优点：■安全性较湿排要好，避免了尾矿库存在所面临的风险；■占地少、后续生产成本低；■可以开发原来不具备建设尾矿库条件的矿山；■对堆场要求的条件不苛刻，可利用废弃的采矿坑作为堆场；■回水利用率可达到80%以上，在严重缺水地区优势明显可减少对环境的污染。常见的尾矿干堆工艺有以下两种：尾矿浆回水干料浓密机过滤机旋流器过滤机浓密机回水干料图3尾矿浓缩-过滤流程图4两级串联浓缩-过滤流程三新型铁尾矿干堆工艺烟台金洋旋流器有限公司针对目前尾矿干堆技术在应用上的一些问题，取长补短，以实现尾矿完全干堆为目的，立足于固液分离工艺的研究及设备的设计和制造,考虑到成本节省，通过多年的理论研究和大量的试验,已成功地总结出一整套处理铁矿尾矿的有效新工艺—铁尾矿干堆工艺。该工艺一大特色在于优先将粗细颗粒进行分级处理。尤其适合应用于处理量为1000～5000t/d的中小型铁选厂尾矿处理。1.工艺流程图铁尾矿旋流器脱水筛深锥浓密机压滤机回水干堆料粗颗粒细颗粒筛上物筛下物底流2.工艺设备铁尾矿干堆工艺中关键设备是旋流器、脱水筛、浓密机、压滤机等。旋流器工作原理：矿浆在一定压力下进入旋流器，在旋流器内形成回转流，同时，在后面矿浆的推动下，进入旋流器内的浆体，一面向下运动，一面向中心运动，形成轴向和径向流动速度。位于矿浆中的固体颗粒，由于离心力的作用而产生向外运动的趋势，但由于矿浆由外向内的径向流动的阻碍，使得细小颗粒因所受离心惯性力太小，不足以克服液流的阻力，而只能随向内的浆体流一起进入零速包络面以内，并随向上的液流一起由溢流管排出，形成溢流产物；而较粗的颗粒则借助较大的离心惯性力克服向内流动的阻碍，向外运至零速包络面以外，随向下的液流一起由沉砂口排出，形成沉砂产物。结构：主要由进料箱、柱体、锥体、溢流管和沉砂嘴组成优点：具有结构简单、占地面积小、处理能力大、处理速度快、投资省本工艺流程采用烟台金洋旋流器有限公司生产的高效浓缩分级旋流器，该旋流器较常规旋流器不同之处在于：高效旋流器采用多段变锥结构，第一段锥体角度较大,使旋流器内流体的切向速度达到最大,增大离心力场；第二段锥体较小,锥段长度较大,使被处理矿浆在此有足够的时间和空间进行充分交换；第三段锥体带有较大的锥体角度和直段结构。同时，采用渐开线型进料方式，可增加处理量，减小磨损。高效旋流器底流浓度高、产率大、分级粒度细、分级效率高，较常规旋流器其分离粒度D50可细20%～30%。金洋旋流器有限公司产高效浓缩分级旋流器脱水筛工作原理：当旋流器底流进入脱水筛筛面后，在一定转速和振幅组合下，筛面产生5～10g的重力加速度，同时物料共振成团，形成过滤床，从而达到固液分离，筛面上物料厚度在150～300mm之间，含水率在16%以下。结构：主要由筛机箱体、筛面、激振器和支撑装置组成。该工艺流程应用的脱水筛的优点在于：筛体结构强度，区别于煤炭行业用脱水筛，筛面摒弃传统的钢条材料而改用聚氨酯材料加工而成，不易堵塞，更换方便也更耐磨。相对于过滤机而言，脱水筛工作连续、稳定、占地面积小、故障率低、维护操作简单、一次性投资成本小、功率小、后续运转能耗低；相对于分泥斗具有脱水效果好、产率高、效率高等优点。对于中小型铁选厂来说，综合尾矿处理量，厂房布置，投资成本等因素考虑，脱水筛具有十分明显的优势。深锥浓密机深锥浓密机主要由深锥、给料装置、搅拌装置、控制箱、给药装置和自动控制系统等组成。矿浆首先进入消气桶处理,然后给入旋流给料箱,经过给料桶絮凝后的矿浆进入浓相沉积层,通过浓相沉积层的再絮凝、过滤、压滤作用,下部锥底排出高浓度的底流，澄清的溢流水从上部溢流深锥浓密机配合絮凝剂使用可加快沉降速度，提高浓缩效率。试验和生产实践表明，该设备对金属矿山尾矿的浓缩,尾矿浓度可以达到40%～50%,溢流中悬浮物含量小于500×10-6。与选矿厂普遍采用的浓密大井相比,深锥浓密机在外形上的显著特点是其高度较大。压滤机压滤机主要用于粘度大、颗粒细的产品脱水，其脱水效果好、适应性强、压滤脱水后尾矿的处理方式灵活,无论含泥量大小都能够使用，近年来在冶金矿山尾矿处理中也得到广泛应用。当尾矿重力脱水困难而要求尾矿浓度较高时,压滤机是一种可行的选择，压滤后的干料含水率通常在12%～23%左右，满足干堆要求。经旋流器分级浓缩以后，进入浓密机中的物料细粒级较多。该工艺流程之所以采用压滤机而不采用陶瓷过滤机，正是因为过滤板滤孔极细，容易被物料堵塞，清洗很不方便。因此对于处理细粒级物料来说，压滤机比陶瓷过滤机更更具有优势。四工艺经济技术分析基本数据选矿厂日铁尾矿量：2000吨/天干尾矿量：83.3吨/小时尾矿真密度：2.8t/m3尾矿输送浓度：15%左右尾矿粒度：-200目50%以A.尾矿浓缩-过滤干堆方案和B.新型铁尾矿干堆方案进行技术经济分析A.尾矿浓缩-过滤干堆方案尾矿浆回水干料浓密机过滤机工艺流程图流程说明：铁尾矿浆直接给入浓密机，浓密机底流直接进入过滤机。过滤机滤液和浓密机溢流作为回水利用，过滤机得出干料运至堆场干堆。B.新型铁尾矿干堆方案工艺流程图铁尾矿旋流器脱水筛深锥浓密机压滤机回水干堆料粗颗粒细颗粒筛上物筛下物底流流程说明尾矿首先进入旋流器，经旋流器浓缩后，底流浓度可达到65%～70%，直接进入脱水筛，脱水筛的筛上物含水量在16%以下，由皮带运输机运至干堆场；筛下物返回旋流器给料，即旋流器和脱水筛形成一个简单的闭路系统，保证干料尽可能由脱水筛产出。旋流器的溢流进入深锥浓密机中二次浓缩，浓密机的溢流作为回水返回选厂使用，浓密机的底流进入压滤机，滤饼由皮带运输机运至干堆场。根据生产经验可知约65～75%的尾矿量由脱水筛实现干堆，占总尾矿25～35%的细粒级尾矿由过滤机实现干排。方案技术特点分析A.尾矿浓缩-过滤干堆方案此方案先利用浓密机预先浓缩尾矿，再将浓缩产物给入过滤机，从过滤机得到含水量较低的物料，基本上可满足干堆要求。过滤机一般采用盘式真空过滤机，也有采用压滤机或陶瓷过滤机的。此种方案的缺点在于：■直接将尾矿给入浓密机后，处理量大，易导致溢流跑浑，降低浓密机工作效率，需要大规格浓密机；■过滤机机承担所有物料处理，加之浓密机的底流浓度较低，由现场经验可知φ53m浓密机底流浓度在30%左右，必须配备足够多台数的过滤机。从技术指标上考虑，此方案不能很好的适用于中小型铁选厂。B.新型铁尾矿干堆方案该工艺流程对尾矿浆中粗粒级和细粒级物料都具有针对性处理。利用旋流器实现粗细颗粒分级，粗颗粒由脱水筛处理。旋流器底流在浓度达到65～70%的情况下，对于铁尾矿来说干堆效果尚不理想，利用脱水筛来处理旋流器底流，可进一步提高底流浓度，使之达到80%以上。同时泵送筛下产物至旋流器形成闭路系统，可使回水由压滤机和浓密机得到。旋流器溢流给入深锥浓密机，能克服浓密机溢流跑浑，大大减轻浓密机处理量的压力。有利于提高浓缩产物的浓度，减小浓密机直径，节约场地空间。采用絮凝剂，浓密机底流浓度很快能达到45%左右，但达不到干堆要求。采用压滤机处理浓密机底流，在得到澄清回水的同时，可进一步提高物料含水率，达到干堆要求。同时由于只需处理细粒级物料，深锥浓密机底流浓度一般能达到40-50%之间，降低了压滤机处理量，可减少使用台数，节省成本。综上所述，在尾矿经过该工艺处理以后，干料粗粒由脱水筛筛上得到，细粒由压滤机得到，能达到理想的干堆效果方案经济成本分析A.尾矿浓缩-过滤干堆方案设备规格数量价格（万）设备总成本高效浓密机NXZ-38159260-311万过滤机陶瓷过滤机TC系列φ50m23210胶带过滤机DU60/30002252■主要设备型号高效浓密机，配套电机11Kw，配套絮凝剂添加装置ZJY-30，价格约23万，能达到底流排矿浓度约40%。过滤机给料泵为渣浆泵，投资约2万元■配套设备■生产成本：胶带过滤机功率为15Kw，含两台真空泵功率为185Kw（陶瓷过滤机和胶带过滤机选其一）絮凝剂的加入量为15克/吨矿左右，成本约为0.3元/吨干矿。B.新型铁尾矿干堆方案■主要设备型号设备规格数量价格（万）备注旋流器JYG350-6-X118内衬高耐磨橡胶脱水筛DW-21242聚氨酯筛板功率12×2Kw深锥浓密机NXZS-15135电机7.5Kw自动厢式压滤机XMZ340/1500-U256功率4×2Kw旋流器考虑备用，总计价格约为166万元■配套设备：旋流器给料泵、脱水筛筛下返料泵、及压滤机给料泵等，投资约6万元，配套絮凝剂添加装置ZJY-20约20万。其他管道建设投资另行考虑。■生产成本：后续生产成本以电耗为主，整套工艺电耗功率约为120Kw；压滤机易损件为滤板和滤布，滤板正常使用最少6个月，约1800元/块。滤布正常使用最少2个月，约100元/张。絮凝剂的加入量为15克/吨矿左右，成本约为0.3元/吨干矿。■占地面积：脱水筛外形尺寸2×4m，压滤机外形尺寸（mm）长8760宽2410高2050C.投资、生产成本对比A方案是一种具有代表性的干堆处理方案，过滤采用胶带过滤机。设备总投资约336万，由于浓密机和胶带过滤机占地面积大，厂房建设投资增加。后续生产以电耗为主，A方案总功率为235.9Kw。絮凝剂的加入量为15克/吨矿左右，成本约为0.3元/吨干矿。B方案设备总投资约177万，总功率为114.2Kw。由于处理量的减小，可选取小规格深锥浓密机，脱水筛和压滤机占地面积相对较小，可降低厂房建设投资。絮凝剂的加入量为15克/吨矿左右，成本约为0.3元/吨干矿。处理尾矿干料83.3吨/时，在不考虑其他费用的情况下，A方案每处理一吨尾矿约3.14元；B方案为1.67元。（电费以1元/Kw.h计）。B方案较A方案的改进优势B方案具有一次性投资少、设备占地面积小、工艺流程短、干堆效果好、设备维修维护简单等优点。从经济、技术上讲，B方案较A方案的最大特色在于实现粗细颗粒的针对性处理，带来如下好处：■粗颗粒由脱水筛处理，含水率在16%以下。脱水筛工作