殷玉山，李書珍，崔學(xué)奇，劉佃彪，孫玉偉，張德勇，王 健

(1.舞鋼中加礦業(yè)發(fā)展有限公司，河南 舞鋼 462541； 2.威海市海王旋流器有限公司，山東 威海 264200)

應(yīng)用研究·黑色礦山·

振動(dòng)脫水篩在中加礦業(yè)尾礦選砂中的應(yīng)用

殷玉山1，李書珍1，崔學(xué)奇2，劉佃彪2，孫玉偉2，張德勇2，王 健2

(1.舞鋼中加礦業(yè)發(fā)展有限公司，河南 舞鋼 462541； 2.威海市海王旋流器有限公司，山東 威海 264200)

闡述了在尾礦選砂采用振動(dòng)脫水篩的可行性，并在某鐵礦中得到成功應(yīng)用。本文介紹了采用振動(dòng)脫水篩進(jìn)行尾礦選砂的工藝流程和技術(shù)指標(biāo)，且對其運(yùn)行成本及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了綜合分析。實(shí)踐證明，采用振動(dòng)脫水篩進(jìn)行尾礦選砂具有設(shè)備投資省、運(yùn)行成本低、經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)勢。

振動(dòng)脫水篩； 尾礦選砂； 處理工藝； 經(jīng)濟(jì)效益

1 前言

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，礦業(yè)也快速發(fā)展，但在礦產(chǎn)資源的開發(fā)過程中，產(chǎn)生了大量的尾礦。尾礦具有粒度細(xì)、排放量大等特點(diǎn)，在尾礦堆存過程中占用大量的土地，對周邊環(huán)境造成污染等，因此尾礦安全排放和再利用成為礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素[1]。由于尾礦中主要是由非金屬礦物組成，它與許多建材、輕工等成分相似，因此采用合理的工藝，就能獲得理想的建筑材料。目前尾礦替代建筑材料主要應(yīng)用于水泥、涂料、玻璃等行業(yè)中[2]。

中加礦業(yè)選礦廠采用傳統(tǒng)的尾礦堆存方式，兩段尾礦泵送系統(tǒng)將尾礦輸送至尾礦庫堆存。在尾礦庫堆存中存在以下問題：一是尾礦輸送距離達(dá)到3km以上，輸送成本較高；二是尾礦庫已接近設(shè)計(jì)庫容，嚴(yán)重影響了選廠的正常生產(chǎn)。

針對中加礦業(yè)尾礦處理中存在的問題，結(jié)合選廠預(yù)磁尾礦選砂的成功經(jīng)驗(yàn)，采用分級濃縮脫水工藝對其尾礦進(jìn)行處理[3]。

2 尾礦性質(zhì)

中加礦業(yè)現(xiàn)有兩個(gè)選廠，一選廠原礦處理量為350萬t/a，二選廠原礦處理量為180萬t/a，選別后一、二選廠的總尾礦量為300萬t/a，為查明待處理尾礦的性質(zhì)，對其進(jìn)行了測試，其結(jié)果如表1。

表1 尾礦性質(zhì)

根據(jù)尾礦性質(zhì)的測試結(jié)果，鐵尾礦質(zhì)量濃度為25%～29%，密度為2.71t/m3，粒度組成較粗，+200目(+0.074mm)含量占71.10%，尾礦性質(zhì)滿足尾礦選砂條件。

3 脫水工藝的選擇

針對中加礦業(yè)尾礦性質(zhì)，經(jīng)調(diào)研相似性質(zhì)礦山的尾礦選砂項(xiàng)目成功經(jīng)驗(yàn)，適用于中加礦業(yè)尾礦選砂工藝主要有以下3種：①旋流器+脫水篩+濃密機(jī)+壓濾的分級濃縮工藝；②濃密機(jī)+真空皮帶過濾機(jī)的過濾工藝；③濃密機(jī)+廂式壓濾機(jī)的全尾壓濾工藝。其工藝流程見圖1～圖3。

3種工藝各有其特點(diǎn)，需針對礦山的運(yùn)行條件具體分析選擇，為確定適宜于鐵礦尾礦脫水的工藝，根據(jù)試驗(yàn)對3種工藝在運(yùn)行成本、占地面積、運(yùn)行穩(wěn)定性等方面進(jìn)行比較，其結(jié)果見表2。

由3種工藝對比表可以得出如下結(jié)論。

(1)分級濃縮工藝設(shè)備投資為550萬元，較過濾工藝和全尾壓濾工藝分別節(jié)省了252萬元和458.4萬元，因此分級濃縮脫水工藝設(shè)備投資最少。

圖1 分級濃縮脫水工藝流程圖

圖2 過濾尾礦脫水工藝流程圖

圖3 全尾壓濾尾礦脫水流程圖

表2 3種脫水工藝對比

(2)分級濃縮工藝的運(yùn)行成本為3.85元/t，較過濾工藝和全尾壓濾工藝節(jié)省了0.48元/t和4.88元/t，按照選廠現(xiàn)有處理規(guī)模，年處理尾礦300萬t計(jì)算，則分級濃縮工藝較過濾工藝和全尾壓濾工藝分別節(jié)省144萬元和1 464萬元，經(jīng)濟(jì)效果顯著。

(3)分級濃縮工藝占地面積僅為2 288m2，為3種工藝中占地面積最小的尾礦選砂工藝，節(jié)約征用土地及基建的費(fèi)用。

(4)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，3種工藝設(shè)備穩(wěn)定性均較高，但過濾工藝及全尾壓濾工藝對物料性質(zhì)的要求較高，尾礦中粗粒級含量及原生泥的含量不能過高，否則會(huì)影響過濾機(jī)及壓濾機(jī)的使用效果，粗粒級尾礦對全尾壓濾工藝中壓濾機(jī)的影響尤為嚴(yán)重。

綜上對3種工藝在設(shè)備投資、運(yùn)行成本及占地面積等方面的對比發(fā)現(xiàn)，分級濃縮工藝具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，因此中加礦業(yè)最終選擇分級濃縮工藝作為其尾礦脫水工藝，經(jīng)過考察最終選擇旋流器、振動(dòng)脫水篩等作為粗粒級尾礦脫水的主要設(shè)備。

4 選砂工藝

在確定采用旋流器、脫水篩作為粗粒級尾礦脫水主要設(shè)備后，結(jié)合尾礦選砂的成功經(jīng)驗(yàn)，在采用現(xiàn)有濃縮機(jī)及輸送系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，確定其尾礦選砂工藝如圖4所示。

圖4 尾礦選礦工藝流程圖

在尾礦脫水工藝基礎(chǔ)上，首先采用旋流器+脫水篩將尾礦中粗粒級部分進(jìn)行分離脫水，其脫水產(chǎn)品作為選砂成品，由于選砂旋流器溢流分級粒度為0.1mm，因此選砂旋流器溢流中仍存在20%以上的粗粒級尾礦，為減少尾礦排入尾礦庫的干礦量，最終選砂旋流器溢流再經(jīng)輸送系統(tǒng)送至下一級旋流器+脫水篩干排系統(tǒng)進(jìn)行濃縮脫水，同時(shí)由于干排系統(tǒng)設(shè)置于約3km的尾礦庫處，為降低尾礦輸送成本，因此采用現(xiàn)有濃縮機(jī)濃縮后，濃縮機(jī)底流輸送至干排系統(tǒng)脫水，脫水產(chǎn)品作為筑壩物料使用，在獲得建筑砂的同時(shí)，大大降低了尾礦排放的成本，為中加礦業(yè)帶了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

5 生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)

旋流器+脫水篩作為撬裝整體設(shè)備應(yīng)用于粗粒尾礦選砂，現(xiàn)場尾礦干礦量為380t/h，經(jīng)濃縮后尾礦濃度為25%～29%，現(xiàn)場采用610平底旋流器對應(yīng)1臺(tái)高效脫水篩，共計(jì)5套，旋流器底流進(jìn)入脫水篩脫水，篩上即為選砂產(chǎn)品，經(jīng)測試旋流器及脫水篩的運(yùn)行指標(biāo)如表3。

表3 尾礦選砂運(yùn)行指標(biāo) %

篩上產(chǎn)品送至中國建筑材料科學(xué)研究總院檢測，其各項(xiàng)指標(biāo)如表4。

表4 篩上產(chǎn)品檢測結(jié)果

根據(jù)中國建筑材料科學(xué)總院對篩上產(chǎn)品的檢測結(jié)果，篩上產(chǎn)品符合建筑砂細(xì)砂的要求，可滿足中加礦業(yè)周邊建筑行業(yè)、水泥等行業(yè)對細(xì)砂的要求。

6 經(jīng)濟(jì)效益分析

尾礦選砂生產(chǎn)費(fèi)用是指尾礦進(jìn)入尾礦選砂系統(tǒng)至脫水產(chǎn)出的干料所產(chǎn)生的費(fèi)用，不包含脫水物料的運(yùn)輸、轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用，計(jì)算結(jié)果如表5。

表5 尾砂選礦生產(chǎn)費(fèi)用

由尾礦脫水運(yùn)行成本計(jì)算表5可以看出，年生產(chǎn)所需費(fèi)用為601.11萬元，按照每年生產(chǎn)330d，年處理量為300萬t計(jì)算，則尾礦脫水的生產(chǎn)成本為2.00元/t。

根據(jù)現(xiàn)行設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)，日產(chǎn)5 700t建筑砂，按照每噸15元計(jì)算，則日收益為8.55萬元，則年收益為2 821.5萬元，除去運(yùn)行成本，年獲利2 220.39萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

7 結(jié)語

中加礦業(yè)尾礦選砂實(shí)踐表明，采用旋流器+脫水篩分級脫水工藝可實(shí)現(xiàn)尾礦分級選砂，可獲得滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的建筑細(xì)砂，實(shí)現(xiàn)尾礦再利用，運(yùn)行成本僅為2.00元/t，年獲利2 220.39萬元，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，可在尾礦粒度較粗的尾礦中推廣，應(yīng)用前景廣闊。

[1] 陳 平.中國黃金尾礦綜合開發(fā)利用的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].黃金，2012，33(10):52-54.

[2] 袁劍雄,劉維平.國內(nèi)尾礦在建筑材料中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2005，(1):13-16

[3] 李 琳，呂憲俊.尾礦分級脫水—濃縮工藝及設(shè)備[J].礦山機(jī)械，2014，(1)：100-103.

Application of vibrating-dewatering screen in tailings treatment of Zhongjia Mining Co., Ltd.

The feasibility of using vibrating-dewatering screen to treat tailings was elaborated, and it got successful application in one iron mine. In this paper the technological process and technical indexes of vibrating-dewatering screen was introduced, and the running cost and economic benefit were analyzed. The practice indicated that using vibrating-dewatering screen to treat tailings had the advantages of saving equipment investment, low running cost and notable economic benefit.

vibrating-dewatering screen; sizing out sand from tailings; treatment process; economic benefit

TD926.2

A

殷玉山(1963-)，男，河南唐河人，工程師，從事選礦工程技術(shù)管理工作。