西藏唐加选矿厂尾矿脱水干堆和选矿废水回用研究.pdf

5 2 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第6 期 d o i 1 0 3 9 6 9 a j s s l l ．1 6 7 l - 9 4 9 五2 0 1 3 ．0 6 ．0 1 3 西藏唐加选矿厂尾矿脱水干堆和选矿废水回用研究 刘亚龙，缪建成1 ，范寻1 ，李亚辉2 1 ．南京银茂铅锌矿业，南京2 1 0 0 3 3 ；2 ．西藏金和矿业，西藏墨竹工卡8 5 ㈣ 摘要唐加选矿厂浮选尾矿通过脱水后干堆，选矿废水采用专利技术处理后全部回用，回用后浮选指标较清水指标 好。尾矿脱水干堆及选矿废水处理回用在高海拔地区的成功应用，为保护西藏脆弱的自然环境起到重要的示范作用。 关键词选矿废水；回水利用；尾矿脱水；干堆；高原地区 中图分类号T D 9 2 6 ．4文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 o 鲫0 5 2 0 4 A p p l i c 娟o nR 骼翰r c ho nD I 哪砷e 血g 舳dD 吨gS 伽c ko fT 枷n 擎a n dT r 既嘶e n t 柚d R e c y c l eo fW a s t e w a t e rf h mI I i b e t 蚓i a0 托- 1 r e s s 白喀H a n t 删y 砒叼1 ， 妇H 0 。n 姗c 矾矿，醐Ⅳ‰n 1 ，Ⅱy 砒u 护 I ．Ⅳc 彤叼H n r n ∞髓口d 历n c 施n 打wC D ．，三t d ．，Ⅳc l 帧叼规D D 3 3 ，吼i 眦； am e tJ i n k 施试叼c o ．，三纪．，地砌炉叼J c 口‰t8 5 n 8 D o ，既打劫 A b s t 髓c t n o a t a t i o nt a i l i n 9 80 f ’I 钿商i ao r e d r e s 8 i n gp l 蚰ta r ed e w a t e r e df 珊o w e db yd r y i n gh e a p e d ， a n dt l I en o a t 砒i o ni n d e x e so b t a i n e dt l l m u g hf h U yr e c y c l i n gw 鹊t e w a t e rb yap a t e n t e d t e c h n o l o 舒a 陀b e 仕I 玎 t } l 锄t h a tb yu s i n gc l e 锄w a t e r ．1 1 l e 讹a t I I l e n tm e t h o d0 ft a i l i n g sd e w a t e r i n g 龃dd r yh e 印i n g 肌dt l l e r e c y c l i n gw 嬲t e w a t e r a r es u c c e s s f m l y 印p l i e di nt h eh i g ha l t i t l l d ea m aw h i c hc o I l l dp m V i d e 肌i I n p o r t 眦t d e m o n s t 阻t i o ne n - e c tt op m t e c tt h ef } a g i l ee n v i m n m e n ti nT i b e t ． K e yw O r d s m i n e r a lp r o c e s s i n gw 嬲t e w a t e r ； w 嬲t 酬诅t e rr e c y c l e 肋du t 丑i 髓t i o n ； t a i l i n g sd e w 8 t 甜n g ； d r ys t a c k ；p l a t e a ua r e a 西藏金和矿业有限公司唐加选矿厂位于西藏墨 竹工卡县唐加乡，海拔约39 0 0m ，选矿厂离拉萨 河约3k m 。选矿厂处理量10 0 0 砌，目前产出铅 精矿、锌精矿两种产品；产出尾砂约8 4 0 们；产生 选矿废水约43 0 0m 3 ，d 。近年来西藏地区对环境保 护要求日益严格，为了使选矿厂能够可持续发展， 2 0 1 1 年4 月西藏金和矿业公司委托江苏省有色金 属采选工程技术研究中心 依托于南京银茂铅锌有 限公司 ，对该公司尾矿脱水干堆和选矿废水回用 进行技术研究。我中心根据该公司提供的原矿进行 选矿试验研究，制定出了铅锌硫化矿尾矿脱水干堆 表1 T a b l e1 和选矿废水适度处理回用的实施方案。2 0 1 2 年5 月底完成了土建施工、设备安装，2 0 1 2 年6 月下 旬完成了生产调试。目前选矿废水回用运行稳定， 选矿指标较新鲜水选矿指标还有所提高。 1 试验研究及设计 1 ．1 选矿工艺试验 该选矿厂处理的矿石主要有用矿物有黄铁矿、 磁黄铁矿、方铅矿、铁闪锌矿、闪锌矿和毒砂，脉 石主要为石英。原矿多元素分析结果见表l 。 唐加选矿厂原药剂制度为选铅2 5 号黑药作 原矿化学多元素分析结果 A n a l y s i sr e s u l t so fc h e m i c a lm u l t i e l e I I l e n to fn l I 卜o f - I I l i n e o r e，％ 元素 P bZ n 4 ．1 3 坐 垒幽丝 生 O ．0 52 9 ．7 20 ．0 4O ．9 32 9 ．7 2 含量 7 ．4 52 0 ．60 ．1 51 2 50 舶 1 单位为虮，下同。 收稿日期2 0 1 2 一1 2 2 8修回日期2 0 1 3 0 9 一1 6 作者简介刘亚龙 1 9 8 0 - ，男，湖南郴州人，工程师。 万方数据 2 0 1 3 年第6 期刘亚龙等西藏唐加选矿厂尾矿脱水干堆和选矿废水回用研究 - 5 3 为捕收剂，抑制剂用硫酸锌和亚硫酸钠；选锌用石 灰抑制硫，硫酸铜作为活化剂，丁基黄药作为捕收 剂，松醇油作为起泡剂⋯。由于西藏地区没有硫酸 生产，从内地购买运输成本过大，且浓硫酸属于高 危化学品，西藏地区政府监管非常严格。因此选矿 废水处理工艺中不再使用硫酸调节p H 。 1 ．2 脱水试验 取现场浮选尾矿筛选得到- 4 3 斗m 含量3 5 ．5 ％， 一7 4 斗m 在6 2 ．5 ％。该尾矿粒径略粗，适合用陶瓷 过滤机进行脱水。 尾矿过滤能力试验配浓度为5 5 ％的矿浆 称 1 1k g 干矿加入9k g 自来水 ，之后搅拌均匀。过 滤真空度o ．0 阻M P a ；吸浆时间2 0s ，抽干时间2 5s ， 滤饼水分1 0 ．5 ％；滤饼厚1 0m m ，真密度2 ．9 6 ，滤 饼重量9 1 0g ，过滤能力0 ．9t ， m 2 h 。尾矿过滤 试验效果非常好。 1 ．3 尾矿脱水设计 由于选矿厂海拔39 0 0m ，大气压力较平原地 区低，陶瓷过滤机的真空度达不到0 ．0 9M P a ；另一 方面，尾矿中含硫约1 5 ％～2 0 ％，未来还考虑回收 尾矿中的硫资源。所以尾矿浓密设计2 台4 吃0m 中 心传动浓密机，采用2 台3 0m 2 和2 台4 5m 2 陶瓷 过滤机交替进行过滤。在未生产硫精矿时，2 台浓 密机同时浓缩尾矿；未来生产硫精矿时，一台浓密 机浓密硫精矿，另一台浓密机浓密尾矿。过滤出来 的尾矿和硫精矿由l 号、2 号皮带输送到矿仓；同 时垂直l 号、2 号皮带又安装一条长约5 0m 的3 号皮带，直接输送到尾矿干堆厂，通过调节短皮带 电机转向控制过滤出来的尾矿进入矿仓或干堆场。 陶瓷过滤机陶瓷板为多孔分子筛结构，陶瓷板 清洗水要求较高。回水中含有一定量的悬浮物，长 时间使用后会造成陶瓷板堵塞，所以清洗陶瓷板不 能使用回水。陶瓷过滤机抽滤出来的水质非常清 澈，可以作为清洗陶瓷板使用。过滤系统的抽滤水 集中到一个池子内，再通过水泵输送至距过滤机高 约1 5m 左右的抽滤水水池。整个过滤系统及浓密 池底反冲水全部利用该水池内的水，多余出来的抽 滤水再流人污水处理站。 1 ．4 选矿废水回用设计 该选矿废水处理方法采用“铅锌硫化矿选矿废水 循环利用技术 发明专利z L 2 0 0 4 1 0 0 1 4 5 7 2 ．1 ”[ 2 | ， 根据废水水质对铅锌硫化矿物浮选指标的影响特 点，采用废水混凝吸附适度净化工艺与技术，将废 水中影响铅、锌浮选的离子沉淀去除，将多余的有 机选矿药剂用活性炭吸附，剩余的选矿药剂继续循 环利用，实现选矿废水全部循环回用‘纠] ，彻底消 除废水排放污染，大幅度节省新鲜水用量，同时也 消除废水直接回用对选矿指标的影响。选矿废水处 理回用工艺流程简图见图1 。 图1 选矿废水处理回用工艺流程简图 F 喀1 n o w s h e e t0 f 慨撕n ga n d 陀c y c l i n go f w a S t e w a t e r 废水混凝反应搅拌选用痧2 ．4m 普通搅拌桶2 台，废水混凝沉淀采用眈Om 中心传动污泥浓缩 机1 台，浓缩面积3 1 4m 2 ，废水混凝沉淀时间为 5h ，满足固体悬浮物沉淀要求。由于沉淀物为少 量污泥，每天3 5t ，浓缩污泥用砂泵打到尾矿箱 与尾矿一起打入浓缩池浓缩过滤。浓缩池出水处安 装活性炭添加装置一l 台螺旋给料机和l 台多1 ．5m 普通搅拌桶。 储水池由3 个沉淀池改造而来，长2 4m 、宽6 m 、高2 ．2m ，容积9 5 0m 3 。处理好的回水由2 台 5 5k W 的水泵打人高位水池供选矿生产使用。选矿 生产中除溶药使用新鲜水外，其他所有用水点都用 回水。 2 生产运行情况 2 ．1 尾矿脱水运行 在海拔39 0 0m 的唐加选矿厂，陶瓷过滤机正 万方数据 5 4 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第6 期 常工作时真空度实际只有O ．0 6 5M P a 。由于设计时 考虑到这一问题，设计时过滤机选型稍微大一些， 尾矿过滤能力正常。目前正常情况下，尾矿过滤后 的水分在8 ％左右。但在入选原矿含泥多的时候， 尾砂过滤后的水分会达到1 5 ％左右，单台陶瓷过滤 机过滤能力也会有所下降。 铅精矿、锌精矿和尾矿陶瓷过滤机的抽滤水都 打入高位抽滤水池，该水池容积约2 0m 3 。刚开始 所有陶瓷过滤都是在交班前一小时清洗陶瓷板，出 现高位抽滤水水池没有水的情况，后来实行交叉清 洗陶瓷板的制度解决了这一问题。 陶瓷过滤机抽滤水得到循环使用，过滤系统每 天减少使用约7 0 0t 新鲜水，同时减少7 0 0t 废水 处理成本。过滤出来的尾矿通过1 号、2 号短皮带 电机转向，可以输送到3 号长皮带，直接进入尾矿 干堆场，减少了尾矿倒运成本。 2 ．2 污水处理运行 精矿和尾矿浓密池出来的溢流水首先进入各自 的事故池，事故池沉淀了大部分固体悬浮物。混合 后的选矿废水进入搅拌桶后添加硫酸铝和聚丙烯酰 胺进混凝反应【5 ] ，混凝反应后的水进入多2 0m 浓 密池后迅速产生“矾花”，“矾花”缓慢沉淀后，浓 密池溢流出来的水质非常清澈，浓密池溢流水再进 入活性炭添加搅拌桶。“矾花”的量通过硫酸铝和 聚丙烯酰胺添加量来控制；浓密池底的污泥由渣浆 泵往尾矿箱每天输送3 0m i n ，溢流水跑浑量大的 时候，渣浆泵打污泥的时间延长；活性炭添加量根 据浮选泡沫现象判断，浮选泡沫发黏时活性炭添加 多一点，浮选泡沫正常时，活性炭添加少一点。活 性炭吸附后能在前2 格池子沉淀下来，最后一格的 水质清澈见底。选矿废水处理前后水质分析见表2 。 表2选矿废水处理前后水质分析 7 I 址．1 e2 C o m p 撕s o na I l a l y s i sb e f o r ea J l d 世e rt r e a t i n g o fw a s t e w a t e r ， m g L - 1 水质参数 P bz nF ec u C O D 。颜色浊度 处理前 p H1 3 9 ．7 44 ．6 l 1 2 ．7 40 ．“3 2 8 褐色 1 3 2 处理后 p H1 3 8 ．5 4 O ．6 3O ．5 5 2O ．0 0 42 9 6 无色 1 ．2 有些专业论文介绍可以用F e s O 。7 H O 来替代 A 1 2 s O 。 3 1 8 H O 作为混凝剂使用，出水C O D 。下降 会更明显，价格也更便宜。污水处理运行初期，用 硫酸亚铁代替硫酸铝使用了一段时间，用量也只有 4 0g ，m 3 ，只是硫酸铝用量的一半。从污水处理现 象上看，水质更加清澈。但从回水循环使用第3 天 开始，选矿指标开始恶化，铅、锌指标全部下降。 后来就停止硫酸亚铁的使用。 污水处理正常运行后，还出现一种现象处理 后的水在白天太阳出来的时候，清澈见底；太阳落 山后，水质开始变褐色，太阳出来后又能迅速澄 清，如此循环，但未影响选矿指标。对于该现象至 今未找到合理的解释。 2 ．3 浮选生产运行 选矿回水循环一段时间后，回用p H 一直维持 1 3 左右。试验前期，选铅系统按照设计要求，在 高p H 环境下用乙硫氮和丁基黄药作捕收剂[ 6 ] ，尾 矿含铅、锌一直0 ．3 ％以上。后来进行适当改变 在球磨机内添加少量的2 5 号黑药，在球磨机内p H 8 左右的低碱环境下，利用2 5 号黑药良好的选择 性，对铅进行预先捕收；粗选搅拌桶依然添加乙硫 氮和丁基黄药，利用该组合捕收剂的较强捕收性 能，在高p H 环境下最大限度的回收铅。后来浮选 指标得到明显改善。 该矿石中含有铁闪锌矿，由于铁闪锌矿性质介 于闪锌矿与黄铁矿之间，因此在高碱条件下铁闪锌 矿既可能被活化剂活化也会被抑制，所以传统的高碱 条件下的抑硫浮锌工艺就不利于铁闪锌矿浮选[ 7 ] 。 过高的p H 对铁闪锌矿抑制非常明显，p H 过低， 硫抑制不住，锌精矿品位得不得保证。生产中，把 选锌粗选p H 控制在1 0 ．5 ～1 1 ．0 ，减少石灰对铁闪锌 矿的抑制，精选p H 控制在1 1 ．5 ～1 2 ．0 ，保证锌精矿 品位。后来选锌捕收剂改为柴油和丁基黄药配合使 用[ 8 | ，选锌泡沫更实，指标更稳定。 选矿废水处理后循环使用前后浮选指标对比见 表3 。 表3选矿废水处理循环使用前后生产指标对比 T a b l e3 C o m p a I i s o no ft l l ep 似l u c t i o ni n d e x e sb e t w e e n b e f b r ea I l da f t e rr e c y c H n gu s a g eo fw 鹊t e w a I e r ，％ 从表3 结果来分析，通过调整选矿药剂制度， 选矿废水循环使用后，在不影响精矿品级的基础 上，铅、锌、银回收率明显得到提高。 万方数据 2 0 1 3 年第6 期刘亚龙等西藏唐加选矿厂尾矿脱水干堆和选矿废水回用研究 5 5 3 结论 1 陶瓷过滤机在高海拔地区过滤精矿、尾矿 的过滤能力比平原地区弱；过滤系统抽滤水的循环 使用，每吨原矿可以节约0 ．7m 3 的新鲜水，同时 减少相应量选矿废水。 2 高p H 条件下选铅，在球磨机内添加2 5 号 黑药，粗扫选采用乙硫氮和丁基黄药作为捕收剂， 有利于提高选铅指标。 3 铁闪锌矿与黄铁矿分离时，利用柴油和丁 基黄药作为选锌捕收剂，同时控制好锌粗选的p H 在1 0 ．5 1 1 ．0 ，精选p H 在11 ．5 ～1 2 ．0 ，有利于提高 选锌指标。 4 唐加选矿厂的尾矿脱水干堆及选矿废水回 用成功应用在西藏高原地区属首例，铅、锌、银 回收率分别提高2 ．5 3 ％、7 ．6 2 ％、7 ．2 3 ％；选矿废水 实行零排放，尾矿实现了干堆，杜绝了尾矿库的安 全隐患，为保护西藏高原脆弱的自然环境起到重要 的示范作用。 参考文献 [ 1 ] 朱玉霜，朱建光．浮选药剂的化学原理[ M ] ．长沙中南 工业大学出版社，1 9 8 7 2 6 3 2 9 7 ． [ 2 ] 缪建成，王方汉，胡继华．南京铅锌银矿废水零排放的研 究与实践[ J ] ．金属矿山，2 0 0 3 8 5 6 5 8 ，6 2 ． [ 3 ] 孙水裕，谢光炎，宁寻安，等．硫化矿浮选废水净化与回 用的研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 1 4 3 3 3 7 ，4 1 ． [ 4 ] 赵永斌，袁增伟，戴文灿，等．混凝吸附处理选矿废水的 研究[ J ] ．广东工业大学学报，2 0 0 1 ，1 8 4 9 4 9 7 ． [ 5 ] 郑雅杰，彭振华．铅锌矿选矿废水的处理及循环利用[ J ] ． 中南大学学报，2 0 0 7 ，3 8 3 4 6 8 4 7 3 ． [ 6 ] 王淀佐，顾帼华，刘如意．方铅矿石灰一乙硫氮体系 电化学调控浮选[ J ] ．中国有色金属学报，1 9 9 8 。8 2 3 2 2 3 2 6 ． [ 7 ] 吴伯增，邱冠周，贾文庆，等．丁黄药体系铁闪锌矿的浮 选行为与电化学研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 0 4 1 2 3 4 3 6 ． [ 8 ] 赵纯禄．铁闪锌矿浮选工艺过程的特性[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，1 9 9 5 5 4 7 ． ， ／仝 ／玉 ／佘 ／仝 ／玉 ／仝 ／孙 ／舍 ／佘 ／仝 ／佘 ／佘 ／孙 ／佘 厅、＼ ／；卜／乱 矗、／乱 届、 ‘卜 厅、 卜 ／富、 ／乱，，乱 ／乱 ／乱／孔／孔 ／孔／乱 ／≯ 上接第4 7 页 选。试验工艺流程及条件见图7 ，试验结果见表6 。 硫尾矿 铁精矿铁中矿 图7 磁铁矿回收工艺流程图 F i g ．7 n o w s h e e to fm a g I l e t i cs e p 删i o nf 矗r e c o V e r y o fm a g n e t i t e 表6磁铁矿回收试验结果 T a b l e6R e s u l t so fm a g n e t i cs e p 啪t i o nf o rr e c o V e r y o fm a g I l e t i t e ／％ 由表6 试验结果可知，最终的铁精矿全铁品位 可以达到6 2 ．7 2 ％，同时全铁回收率为4 1 ．8 6 ％。由 于铁中矿的品位较低，且所占回收率不高，开路即 可，无需再闭路返回。 3 结论 针对河南某地钼尾矿进行综合回收铁硫试验 发现 1 采用一次粗选、一次精选、一次扫选浮选 闭路流程，可获得硫品位4 1 ．2 1 ％、回收率8 7 ．6 8 ％ 的合格硫精矿。 2 选硫尾矿经磁选一一段再磨磁选，获得铁 精矿品位6 2 ．7 2 ％，全铁回收率4 1 ．8 6 ％的选别指标。 参考文献 [ 1 ] 韩跃新，朱一民，李丽匣，等．金属矿尾矿二次回收利用 [ J ] ．中国粉体技术，2 0 0 8 1 4 3 3 5 3 4 0 ． [ 2 ] 张子瑞，辛百军，郑灿辉，等．浮钼尾矿综合回收钼硫试 验研究[ J ] ．现代矿业，2 0 1 1 ，2 7 1 0 6 0 6 1 ． [ 3 ] 孟跃辉，倪文，张玉燕．我国尾矿综合利用发展现状及 前景[ J ] ．中国矿山工程，2 0 l O ，3 9 5 4 一1 0 ． [ 4 ] 胡熙庚．浮选理论与工艺[ M ] ．北京冶金工业出版社， 1 9 9 1 ． [ 5 ] 宁振茹，董允杰．国内外钼矿综合利用概况及对我国钼 矿综合利用的建议[ J ] ．中国钼业，1 9 9 8 ，2 2 4 9 一1 2 ． 万方数据