细粒级尾矿干堆半工业试验研究.pdf

5 6 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第4 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ，j ．i s s n ．1 6 7 1 9 4 9 2 ．2 0 1 3 ．0 4 ．0 1 6 细粒级尾矿干堆半工业试验研究 崔志翔 金堆城钼业汝阳有限责任公司，河南汝阳4 7 1 2 0 0 摘要针对我公司尾矿粒度较细的特点，对尾矿进行干堆半工业试验，详细分析了干堆半工业试验过程，确定主要 干堆设备的可靠性及探索实际能达到的工艺指标，为干堆设计提供基本数据。 关键词尾矿干堆；细粒级；浓缩 中图分类号T D 9 2 l ．2文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 ∞0 0 5 6 - 0 3 R e 湖r c h 蚰t h eS e m i I 刚h 塔t r i a lT 髑to fT a i l i n 缪D r yS t 孔ko fF i 玳一G r a i n e dT a i 】【i n 寥 C ⅢZ h 涮n 叼 ∽n d 疵k 叼坳蜘d 肌t l m 尬n { 叼R 叼口叼C o ．，L 纪．，R 叼n n 9 日e n n n4 7 】肋D ，C h z n n A b s t ] r ．a c t B a s e do nt h ec h 锄c t e r i s t i co ff i n e g m i n e dt a i l i n g s ， s e m i i n d u s t r i a lt e s tw a sc o n d u c t e d ， a n d山ep r o c e s sw a sa l s od e t a i l e d a n a l y z e d ， a n dt h e r e l i a b i l i t y o fm a i n d r y ’s t a c ke q u i p m e n t s w e r e d e t e n I l i n e da n d 出ep r a c t i c a lp r o d u c t i o nc a p a c i t yw a se x p l o I e d ， a n dt h e s er e s e a r c hc o u l dp r o V i d eb a s i cd a t a f o rt h ed e s i g no fd r ys t a c k ． K e yw O r d s d r ys t a c kt a i l i n g s ；f i n e g r a i n e dl e V e l ；t h i c k e n i n g 随着矿石的不断开采，选矿厂将排放大量尾矿 进入尾矿库，由于尾矿库是一个具有高势能的泥石 流危险源，且建设、维护费用较高，因此，部分企 业开始考虑采用尾矿干堆的方法代替尾矿库。随着 我公司处理规模的不断增大，考虑到尾矿库雨季排 洪设施能力、干滩长度等影响尾矿库安全的因素， 如不采取有效措施，选矿厂雨季将很危险甚至面临 停产。结合公司实际地形，经广泛咨询国内外专家 意见，最终确定实施干堆是解决该问题的最快最优 的办法。尾矿干式堆存安全度要高于湿排尾矿库， 这是选择尾矿干式堆存的重要原因[ 1 引。 1实验室试验 公司选矿工艺为两段磨矿浮选得到钼精矿，钼 尾矿再经两段磨矿回收铁精矿，由于磨矿次数较 多，因此尾矿细度较细，对尾矿用湿筛法进行粒度 筛析。筛析得到各个粒级的筛分结果见表1 。 表1尾矿中各粒级筛分结果 T a b l e1 S i e v i n gr e s u l t s0 fp a n i c l es i z e o ft l l et a i l i n g s ，％ 由于一7 5 “m 颗粒均大于5 0 ％，因此先对矿浆 样进行实验室的各种条件沉降试验分析，通过自然 沉降、添加絮凝剂沉降、板框压滤和陶瓷过滤等小 型试验得出结论 1 将原矿浆在不分级情况下自然沉降，沉降 速度约o ．0 0 8 3m m ，s ，沉降效果很差；对原矿浆按 7 5 斗m 进行分级后细粒级沉降速度约为O ．0 1 2m r 幽， 浓缩后浓度最高只能达到2 5 ％。 2 适当添加絮凝剂后将原矿浆在不分级情况 下直接沉降，沉降速度约O ．0 1 8m “s ，沉降效果仍 然较差；对原矿浆按7 5 恤m 进行分级后加药，细 收稿日期2 0 1 2 加8 1 2修回日期2 0 1 3 一0 5 3 l 作者简介崔志翔 1 9 8 2 一 ，男，陕西三原人，工程师，主要从事选矿生产管理工作。 万方数据 2 0 1 3 年第4 期崔志翔细粒级尾矿干堆半工业试验研究 5 7 粒级沉降速度明显加快。 3 鉴于带式过滤机在处理粗颗粒是十分成功 的，因此未将粗粒级做过滤试验，只将浓度2 5 ％细 粒级进行板框压滤和陶瓷过滤，结果是板框压滤水 分约1 8 ％，能满足干堆要求；陶瓷过滤水分可达 1 9 ％左右，但滤孔易堵塞。 考虑到该尾矿大于3 8 斗m 和小于3 8p m 粒级 约各占5 0 ％，尤其是一8 斗m 占比约2 7 ％，属极难 沉降尾矿的事实，决定进行半工业试验，验证在尽 可能接近实际生产的条件下实验室试验后推荐流程 的可行性，主要干堆设备的可靠性及探索实际能达 到的工艺指标，为干堆设计提供基本数据。 法测定浓密机的给矿浓度、溢流浓度和底流浓度。 给矿浓度为进入分级斜板总尾矿的出口管浓 度，分级斜板浓密机底流浓度的控制范围为5 0 ％～ 6 0 ％。振动型斜板浓密机底流浓度的控制范围为 2 5 ％左右，添加絮凝剂后力争达到或超过3 0 ％。 3 ．3 过滤参数测定 带式过滤试验在带式过滤机上进行。测试参数 主要是给矿流量及浓度、滤饼水分等。 带式过滤机的滤饼含水量力争控制在1 5 ％ 以内。 压滤试验在板框压滤机上进行。测试参数主要 是给矿流量及浓度、滤饼水分、滤液浓度等。 2 半工业试验设备及流程4 试验步骤及结果 本次半工业试验，采用尾矿经斜板浓密机分 级、浓缩，粗颗粒 分级底流 经带式过滤机过 滤，微细粒级 7 4 斗m 以下 浓缩后经板框压滤 机压滤。试验流程见图1 。 原矿浆 滤饼滤饼循环水 图1 尾矿干堆半工业试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to ft a i l i n g sd r ys t a c ko f s e m i i n d u s t r i a le x p e r i m e n t 3 试验测试的主要内容及测试方法 3 ．1 浓度检测 浓度检测有烘干法和浓度壶法两种方法。试验 用烘干法进行标定，与浓度壶法进行对比。在参数 基本一致的情况下用浓度壶法进行一般检测，对特 别重要的参数 滤饼水分 用烘干法进行验证。 3 ．2 分级、浓缩试验参数测定 浓缩试验在斜板浓密机内进行，测试的参数主 要包括流量和浓度。采用容积法测定浓密机的给矿 流量、溢流流量和底流流量。采用烘干法或浓度壶 4 ．1 自然沉降 由于添加絮凝剂可能对循环水质产生影响，以 致对浮选工艺指标产生影响，本试验首先考虑在自 然条件下分级、浓缩、过滤所能达到的指标。另 外，对低浓度矿浆进行压滤处理，结果几乎不能成 饼，而且单个循环需1h 。因此在不能进一步提高 浓缩浓度情况下暂不考虑进行压滤。浓缩及过滤结 果见表2 。 表2尾矿干堆试验数据 自然沉降 T a b l e2 E x p e d m e n l a lr e s I I l I so fI a i l i n 伊d r ys t a c H s e d i m e n t a t i o n ／％ 样品名称下虿歹丰筹L 歹丌平均值 分级进矿浓度2 3 ．2 21 7 ．7 92 2 ．2 6 2 6 ．5 41 8 ．0 7 1 5 ．6 22 0 ．4 9 2 2 ．0 6 分级溢流浓度1 3 ．8 4 1 2 ．1 l 1 4 ．5 4 1 2 ．5 31 4 ．8 6 1 2 ．2 79 ．2 3 1 3 ．0 1 分级底流浓度6 1 ．O l5 3 ．2 6 5 5 ．8 4 6 2 ．6 8 5 3 ．0 4 5 5 ．8 7 5 9 ．3 2 5 7 ．0 7 浓缩溢流浓度 3 ．1 l3 ．8 61 ．6 31 ．2 41 ．1 50 ．8 6O ．9 31 ．6 l 浓缩底流浓度1 9 ．7 7 1 9 ．1 1 1 7 ．9 91 6 ．8 61 4 ．3 12 6 ．31 6 ．9 21 7 ．3 过滤水分 1 5 ．0 81 6 ．7 41 7 ．2 l1 4 ．7 81 4 ．8 6 1 4 ．3 91 7 ．31 5 ．7 洗布水浓度 1 ．5 40 ．5 01 ．O l 表2 统计平均值为去掉最高值和最低值后的算 术平均值。从表2 可以看出溢流水浓度为 1 ．6 1 ％，水质差，不能作为循环水使用；浓缩底流 浓度17 ．3 ％，浓度太低，进入板框压滤效果依然会 较差；分级底流浓度5 7 ．0 7 ％，分级效果很好；带 式过滤水分15 ．7 ％，能满足干堆要求。 4 ．2 加药沉降 4 ．2 ．1 药剂种类 由于在自然条件下分级、浓缩、过滤、压滤， 溢流水所能达到的浓度较高，水质差，不能作为循 环水使用。浓缩底流浓度低，进入板框压滤效果依 然较差，不得已只能考虑添加絮凝剂。参考本次试 万方数据 5 8 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第4 期 验前实验室试验结果，将原矿浆在不分级情况下直 接加药沉降，加药量很大且效果很差。因此必须对 原矿浆进行分级，在尽量分出粗颗粒尾矿，降低浓 密机给矿浓度。提前加药沉降，既确保沉降效果又 大量减少药剂使用量。 根据当前絮凝剂使用情况，可供选择药剂种类 大致有聚丙烯酰胺、生石灰、聚合铁、聚合铝、硅 藻土等。由于聚合铁、聚合铝、硅藻土实际用途范 围窄且在市场上很难买到，本次试验拟选择石灰和 聚丙烯酰胺作对比试验，定性结果是石灰添加量 很大且效果不明显；聚丙烯酰胺添加量很小且效果 很明显。考虑加石灰效果差，对回水p H 值可能有 较大影响且易在管道结垢，因此试验药剂选择聚丙 烯酰胺∞] 。 4 ．2 ．2 药剂用量 参照不加药试验数据，即分级底流干矿量约 4 讹和浓缩底流干矿量1 ．5 讹，确定试验条件为药 剂添加量为6 矾干矿量，8 鲈干矿量，1 0 趴干矿 量，1 2 鼽干矿量；每种药剂浓度分别为0 ．0 3 ％、 O ．0 5 ％、0 ．0 8 ％和O ．1 0 ％，目的是在确保溢流水质情 况下，尽量减少药剂使用总量，以降低对浮选工艺 指标产生影响的可能性。 5测试结果 尾矿干堆采样分析结果见表3 。药剂、矿量情 况统计见表4 。 表4药剂、矿量情况统计 ‘r a b l e4S t a t i s t i c a lt a b l eo fr e a g e n t sa I l do r eq u a n t 畸 注药剂添加量在1 2 小时，确定浓度为0 ．0 3 ％。 从表4 可以看出聚丙烯酰胺用量在6 矾干矿 量、8 计干矿量和1 0 矿干矿量，浓度为0 ．0 3 ％时， 均取得了较好的浓缩效果。 6 结论与建议 6 ．1 结论 1 聚丙烯酰胺用量在8 1 0 趴 干矿量 ，浓 度为o ．0 3 ％时效果最好且各项指标相当稳定。 2 分级溢流水水质较好可直接进入生产水循 环系统。 3 板框压滤机浓缩效果很好，这为今后实际 生产浓度调节、药量减少提供了空间。 4 板框压滤机滤饼水分1 9 ．3 7 ％，能满足干堆 要求，滤液浓度0 ．2 ％，可直接进人生产水循环系统。 6 ．2 建议 1 建议采用斜板分级，考虑生产波动，建议 设计考虑处理总量为总尾矿量6 0 ％左右，设备参考 每小时通过量0 ．4 ‰2 沉降面积 。 2 根据尾矿特殊性，设计采用振动加高深锥 型倾斜板浓密机进行浓缩，试验浓缩矿量占比 3 0 ％，考虑生产波动，建议设计考虑处理总量为总 尾矿量4 0 ％左右，设备参考每小时通过量0 - 0 1 5 妇2 。 3 过滤设备建议采用带式过滤机进行粗颗粒 过滤，设计处理总量为总尾矿量6 0 ％左右，设计参 考每小时通过量1 ‰2 。 4 压滤设备建议考虑板框压滤机进行细颗粒 压滤，滤布采用0 ．0 3 2m m 真丝加衬，设计处理总 量为总尾矿量4 0 ％左右，设计参考每小时处理量 0 ．0 4t ／m 2 。 参考文献 [ 1 ] 周杰．关于铁矿应用尾矿干堆充填采空区工艺的探讨 [ J ] ．矿业工程，2 0 1 1 ，9 2 5 1 5 2 ． [ 2 ] 付永祥．大型山谷型尾矿干堆场设计理念与实例[ J ] ．金 属矿山，2 0 0 9 ，3 9 1 0 1 ．4 ． [ 3 ] 唐雪峰，陈雯，余永富，等．细粒铁矿选矿中选择性 絮凝的研究与应用[ J ] ．金属矿山，2 0 1 0 9 4 4 4 6 ． [ 4 ] 苗庆显，高立芹，秦梦华．水处理有机絮凝剂的研究进展 [ J ] ．工业水处理，2 0 0 6 ，2 6 1 0 1 4 一1 7 ． [ 5 ] 唐丽群，梁斌，黄东，等．选矿中絮凝剂的应用[ J ] ． 湖南有色金属，2 0 1 0 ，2 6 6 1 0 一1 2 ． 万方数据