新型尾礦無害化處理工藝及實踐
發(fā)布日期：2017-05-26
選金設備類型多種多樣，尾礦的產生是任何選金設備不可避免的，尾礦處理也成為礦山生產的重要環(huán)節(jié)，也是選礦廠建設和運營的重要組成部分。我國大型正規(guī)礦山的尾礦，多數采用尾礦庫直排的方式處理，尾礦庫屬自然沉淀、澄清脫水工藝，脫水效率非常低下。我國的尾礦庫呈數量多、規(guī)模小、安全度低的特點。為解決尾礦庫存在的環(huán)境、安全、占地等方面的問題，探索和開發(fā)安全、高效的尾礦處理工藝技術，顯得尤為迫切和重要。
（一）尾礦性質簡述
1、千噸選廠尾礦性質
千噸選廠人選的是低品位石英脈金鉬多金屬礦石，工藝包括混合浮選、氰化提金、浮選鉬、鉛、銅，綜合回收了金、鉬、鉛和銅。尾礦成分主要是石英、碳酸鈣等礦物，尾礦產率99%，尾礦比重2.9t／m3，尾礦礦漿濃度為26%～29%，礦型pH為6～7，－200目粒級占60%-65%，但－400目粒級占38.68%，粒度粗細組成很不均勻。
2、炭漿廠尾礦性質
炭漿廠為了提高金的回收率，而采用原礦段閉路細磨工藝，；其尾礦粒度為－200目占90%～93%，礦漿濃度45%－48%，尾礦數量350t/d，尾礦水含氰化鈉質量分數0.05%。
（二）尾礦無害化處理工藝
新型尾礦無害化處理工藝，是指尾礦經濃縮－過濾二段脫水后，得到尾礦干渣和回水，尾礦干渣直接堆存于尾礦場，回水全部循環(huán)利用，只建尾礦堆場無需建尾礦庫。
千噸選廠尾礦自流至深錐濃密機進行濃縮脫水，將礦漿濃度由26%～29%提高至62%～65%，然后用泵將濃縮底流礦漿揚送至陶瓷過濾機過濾脫水，所得尾礦干渣含水13%以下。尾礦干渣用皮帶輸送機輸送至尾礦堆場，采用裝載機攤鋪、逐層碾壓、夯實后覆土、即可恢復植被或復懇；濃密機溢流水和陶瓷過濾機濾液水統(tǒng)稱為回水，回水經回水處理系統(tǒng)凈化后，供生產循環(huán)重復使用。
炭漿廠尾礦自流至攪拌槽，攪拌槽起到緩沖和攪拌的作用，用泵直接揚送至陶瓷過濾機過濾，濾渣和千噸選廠尾礦濾餅用同一條皮帶輸送機輸送至尾礦堆場，濾液水供炭漿廠重復使用。
二、工藝的特點
（一）節(jié)水壞保的“零”排放尾礦處理工藝
尾礦水通常含有各種選礦藥劑、金屬離子，甚至含有劇毒的物質，不能直接排放。本工藝用吸附法將回水二次凈化處理后供生產重復使用，既節(jié)約了水資源，又避免了廢水外排污染環(huán)境?；厮梦椒▋艋幚?，既可以回收水中的微量金，提高礦產綜合回收利用率，又可以脫去水中的油、藥等有害物質，避免水中油、藥等累積后影響生產技術指標。而對于藥劑制度簡單的選礦水，可直接重復使用，無需吸附凈化，比如單一金屬選礦、全泥氰化等工藝。千噸選廠回水重復利用率達到92.6%以上，領先于環(huán)境保護部、國土資源部、衛(wèi)生部聯合制訂的關于礦山生態(tài)環(huán)境保護與污染防治技術政策規(guī)定的，到2010年有色系統(tǒng)選礦的水重復利用率應達到75%的目標。雖然尾礦干渣含有13%～15%的水分，以及微量的有毒有害物質，但是已被完全封閉在堆場中，避免外滲和擴散，經過長期的露天暴曬和自然降解基本消除了對環(huán)境的危害。因此，工藝被稱做節(jié)水環(huán)保的“零”排放尾礦處理工藝。
（二）安全經濟的尾礦處理方式
尾礦堆場的穩(wěn)定性主要取決于尾渣的壓實度，保證壓實度的關鍵是控制尾渣含水率。本工藝尾礦渣含水率低于13%～15%，直接干式堆存，可只建尾礦堆揚無需建尾礦庫。壓濾尾礦含水一般在18%～25%，需在中轉堆場自然晾曬脫水后再轉運至永久堆場，不能直接堆存。本工藝尾礦干渣直接用裝載機攤鋪，同時進行碾壓、壓實，然后覆土即可恢復植被或復墾，尾礦的壓實度可以達到0.95以上，尾礦安全性能好。及時恢復植被，可以避免沙塵飛揚污染大氣，防止雨水沖刷堆場坡面，影響堆場穩(wěn)定，簡化了尾礦處理工藝。正常情況下，尾礦堆場無水，尾礦管理工尾礦庫的基建投資，一般占礦山建設總投10%以上，占選廠投資的20%左右，尾礦設施的運行成本占選廠生產成本的30%以上，顯然，不建尾礦庫可以減少礦山投資和運行成本。
（三）高效自動化的尾礦處理設備
1、高效的尾礦濃縮脫水設備
濃縮脫水是尾礦處理的重要環(huán)節(jié)，工藝采用國家專利高效濃縮設備——深錐濃密機(專利號ZL200720093039.8)，獲得了高濃度底流和低含固量溢流。深錐濃密機由深錐、給料裝置、攪拌裝置、控制箱等組成，礦漿首先進入給料裝置，易沉降的大顆粒迅速沉降至錐部，細顆粒從給料裝置下部分散至濃相沉積層進一步沉降，澄清的溢流水從上部溢流堰排出，下部錐底排出高濃度的底流。與普遍采用的濃密機相比，深錐濃密機在外形上的顯著特點是高度大，其高徑比是2.1～2.40實踐表明，深錐濃密機處理多金屬金鉬礦石浮選尾礦，其底流礦漿濃度可以達到65%以上。高濃度礦漿為降低過濾機濾餅水分和提高過濾機生產能力創(chuàng)造了很好的條件，溢流中懸浮物含量小于160×10-6，可做為生產用水使用。據資料顯示，由水力旋流器一濃密機串聯濃縮流程，尾礦綜合濃縮濃度僅達到45%～50%。其他高效重力沉降脫水設備，雖然對濃縮機設備結構進行了優(yōu)化，但是需要添加絮凝劑輔助脫水才能有較好的濃縮效果。本專利設備無需添加絮凝劑、無需旋流器，即可達到高濃度的濃縮礦漿和清澈的溢流。
2、自動節(jié)能的尼礦過濾設備
尾礦能否直接堆存的關鍵，是尾礦含水率的高低，尾礦過濾是控制尾礦含水率的最后工序。過濾設備主要有壓濾機、帶式過濾機、筒式過濾機等。本工藝選用集微孔陶瓷、超聲技術、自動化控制于一體的新型、高效、節(jié)能、環(huán)保的固液分離設備－陶瓷過濾機過濾尾礦，替代傳統(tǒng)的壓濾機。陶瓷過濾機工作周期，由礦漿給人、濾餅形成、濾餅干燥、濾餅卸料、反沖洗五部分組成。其特點是效率高、操作簡單，可以實現尾礦100%全部處理，濾渣含水率13%～15%，松散度良好，可以直接雌存、運輸、壓實，不需用干燥機干燥。濾液水象自來水一般可循環(huán)利用。尾礦陶瓷過濾與尾礦壓濾對比結果，壓濾機主要用于粘度大、顆粒細的化工產品和選礦廠精礦的脫水、黃金氰化洗滌等作業(yè)，在尾礦處理方面應用較少。
三、工藝的適用范圍
（一）適用于新、老礦山企業(yè)尾礦處理
礦山企業(yè)新建選礦廠選擇該工藝，只建尾礦堆場無需建尾礦庫，可以減少基建投資，加快建設速度，避免投入大量資金用于征地、農林、青苗補償等，保證尾礦的安全堆存。老礦山企業(yè)選礦廠擴建寫否均可采用本工藝，能延長現役尾礦庫使用壽命，尾礦干渣既可以干式直接堆存，還可以用于筑壩，現役尾礦庫終期庫容利用系數可達1.O～1.4或更高。
（二）適用于干旱缺水地區(qū)礦山企業(yè)尾礦處理
對于北方干旱、缺水的地區(qū)，尾礦水可循環(huán)使用，回水利用率高，既可以節(jié)約水資源，又可以避免污染地下水資源，從根本上解決了環(huán)境污染問題。還可以綜合回收尾礦水中的有價元素。
四、實施效果
千噸選廠尾礦水的重復使用，可回收其中的微理金，節(jié)約各類選礦藥劑費，供水費用等約120萬元/a。至2009年底，已累計節(jié)水約317萬t，填溝造地約16.49畝，回水循環(huán)重復利用率達到92.6%，從根本上解決了千噸選廠生產用水總是。
炭漿廠回水的重復循環(huán)使用，每年可以減排含氰廢水12萬m3，回水中的氰離子和堿得到循環(huán)利用，可節(jié)約氰化鈉45t/a，石灰30t/a。不需另建污水處理設施，可減少含氰廢水處理費用18萬元/a，杜絕了含氰廢水污染水資源。
尾礦直接堆存于尾礦堆場，無需建尾礦庫，尾礦管理人員比尾礦庫少10人。按10年計算，人工費可減少200萬元；按10年服務年限計算，尾礦堆場比尾礦投資少459.94萬元；尾礦逐層壓實，保證了尾礦的安全堆存。
五、結論
尾礦無害化處理工藝是一種新型尾礦堆存方法，運用新工藝設備技術手段，將尾礦含水率控制在13%～15%以下。尾礦堆存于尾礦堆場，只需建尾礦堆場，無需建尾礦庫，實現了節(jié)水、環(huán)保、安全、效益的有機結合和統(tǒng)一，促進人與自然的持續(xù)和諧發(fā)展。（中國選礦技術網）
