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攻克矿山尾矿处理“老大难”,看旋流器、脱水筛、浓密机在尾矿干排中的应用

      矿山尾矿一直都是难处理的问题之一,它和建筑垃圾的污染问题并列为几大污染难题。我国尾矿排放量大,矿山企业每年产生的尾矿约有10亿t,目前堆存的尾矿已高达80.51亿t,而综合利用率仅为8%左右。尾矿干排技术是近年来国内外逐渐兴起的新的尾矿处理技术,可大幅度减少尾矿输送量,提高尾矿的回水利用率,具有广阔的应用前景和经济社会效益。

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全尾浓缩-压滤(过滤)工艺

      在尾矿干排技术兴起初期,全尾浓缩-压滤(过滤)是主流工艺,虽然该工艺与传统尾矿库储存相比具有明显的优势,但在应用的过程中也发现了大量的问题,包括一次性投资高、运营成本高和占地面积大等。

为了解决这些问题,有关研究机构立足于尾矿处理方向,以高效实现尾矿的完全干排为目标,开发了尾矿分级脱水-浓缩干排工艺。

1、尾矿分级脱水-浓缩干排工艺

      尾矿分级脱水-浓缩干排工艺系统主要由旋流器、脱水筛、无耙高效浓密机以及矿浆输送装置等构成,工艺流程如图1所示。

      选矿厂尾矿浆由厂区泵送至尾矿干排系统泵池,然后用给料泵输送至旋流器,旋流器分级后底流排入脱水筛,筛上物作为粗粒尾矿堆存,筛下物返回泵池,形成闭路;旋流器溢流自流入无耙高效浓密机,由浓密机排出的高浓度尾矿,可根据现场需要直接加工建材或通过压滤进一步脱水干堆;澄清水经泵送返回选矿厂回水水池。

2、关键工艺设备

1)多段变锥旋流器

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      多段变锥旋流器与常规旋流器不同之处在于:它采用多段变锥结构,第1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2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3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%。

2)无耙高效浓密机

      无耙高效浓密机是山东科技大学的专利技术。设备主要由给料装置、沉降锥、防堵锥和底流排放装置组成。它具有独特的自稀释给料装置,有利于加快沉降速度;在过渡区布置有沉降锥,可增加沉降面积,提高浓缩效率;在压缩区布置有防堵锥,安装于排料口的正上方,缓解排料口上方物料的压力,防止排料口堵塞;底流排放装置由圆柱形排料井和排料泵组成,为了防止堵塞,在排料井内安装机械防堵装置。

尾矿脱水筛

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      该设备与传统浓缩设备的区别在于:无耙架装置、高径比大,具有结构简单、占地面积小、浓缩效率高以及维护量小等特点,尤其对于细粒及微细粒尾矿的浓缩具有显著的优势。

3、工艺优势

      分级脱水-浓缩干排工艺除具有一般干排工艺的优势之外,还具有以下突出的特点:

      (1)高效旋流器的多段变锥结构提高了分级效率,分离粒度较常规旋流器可降低20%~30%,为干排工艺的高效运行奠定了基础;

      (2)通过无耙高效浓缩机的引入,从根本上解决了细粒及微细粒尾矿高效脱水的难题,为干排工艺的高效运行提供了保障。

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