杜加法,楊紀(jì)光,宋澤普,盛宇航

(山東黃金礦業(yè)科技有限公司 充填工程實(shí)驗(yàn)室分公司, 山東 萊州市 261441)

0 引 言

目前膠東地區(qū)大部分礦山均采用充填與濕排的方式處理尾砂,對(duì)于黃金礦山而言,尾砂產(chǎn)率普遍超過(guò)90%,即使是采用充填采礦法,將部分全尾砂充入采空區(qū),仍將剩余約50%的尾砂需要排放堆存,而且普遍采用濕排的方式進(jìn)行堆存,隨著礦山產(chǎn)量提升,原有尾礦庫(kù)服務(wù)年限不足以維持礦山可持續(xù)發(fā)展,并且隨著壩高逐年增加,安全風(fēng)險(xiǎn)也隨之加大,同時(shí)濕庫(kù)還存在廢水排放問題。而采用干排將全尾砂進(jìn)行堆存可以有效緩解尾礦庫(kù)庫(kù)容壓力,同時(shí)降低潰壩風(fēng)險(xiǎn),大幅減少?gòu)U水排放。

目前可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模尾砂干排工藝的設(shè)備主要有壓濾機(jī)和真空帶式過(guò)濾機(jī),2種工藝的不同之處在于有各自的適用性,文中通過(guò)對(duì)比經(jīng)濟(jì)成本以及適用性,認(rèn)為采用真空帶式過(guò)濾機(jī)進(jìn)行干排更為合適。

1 壓濾與真空帶式過(guò)濾對(duì)比

壓濾與真空帶式過(guò)濾工藝的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見表1。

通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),如果所選取的全尾砂能夠采用真空帶式過(guò)濾進(jìn)行干排處理,那么采用真空帶式過(guò)濾的方式是比較經(jīng)濟(jì)合理的,因此對(duì)該金礦的全尾砂進(jìn)行了一系列試驗(yàn)。

2 真空過(guò)濾試驗(yàn)

2．1 試驗(yàn)過(guò)程

本次試驗(yàn)的主要設(shè)備有:

真空泵型號(hào):2XZ-2型旋片真空泵;

過(guò)濾漏斗規(guī)格:0．0063585 m2;

過(guò)濾濾布:DZ-PET-35(網(wǎng)格尺寸30~35 μm)。

表1 不同干排方式的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

將選取的尾砂試樣進(jìn)行濃度及粒徑分析后,確定試樣的代表性,然后進(jìn)行真空過(guò)濾試驗(yàn),測(cè)試經(jīng)過(guò)濾后能達(dá)到的狀態(tài)、含水率、過(guò)濾能力等指標(biāo),具體試驗(yàn)步驟如下:

(1)用手持式攪拌機(jī)將塑料桶內(nèi)的尾砂試樣充分?jǐn)噭?

(2)攪勻之后迅速取砂漿試樣于編號(hào)為1＃、2＃、3＃的3個(gè)500 m L燒杯中,每個(gè)燒杯取約300 g試樣,取樣后稱量;

(3)測(cè)試、清洗、調(diào)整好真空抽濾設(shè)備;

(4)1＃燒杯中的料漿不添加絮凝劑,將1＃燒杯中的尾砂試樣直接倒入真空抽濾設(shè)備進(jìn)行抽濾試驗(yàn)(抽濾壓力穩(wěn)定在0．05 MPa),記錄抽濾時(shí)間、濾布型號(hào)、濾餅厚度、濾餅重量、濾液澄清度。

(5)2＃、3＃燒杯中的料漿添加適量絮凝劑,后續(xù)步驟同1＃燒杯料漿處理步驟。

(6)稱取一定量濾餅重量在105℃烘箱內(nèi)烘4 h后測(cè)其水分。

2．2 真空過(guò)濾試驗(yàn)結(jié)果

2．2．1 所選試樣的代表性

對(duì)比不同天次所選取的全尾砂料漿,通過(guò)對(duì)尾砂進(jìn)行粒徑分析及濃度測(cè)試,表2表明,所取的尾砂,濃度在42%~45%之間,比較穩(wěn)定;粒徑組成(以400目為分界,-400目在34%~39%之間)也變化不大,說(shuō)明所選取的全尾砂料漿具有代表性。

表2 所選取全尾砂樣品的濃度及粒徑組成

2．2．2 真空過(guò)濾試驗(yàn)結(jié)果

濾餅產(chǎn)量的計(jì)算公式為:

濾餅產(chǎn)量＝3600s×濾餅重量÷(抽濾時(shí)間×1000×0．0063585)

干基產(chǎn)量＝濾餅產(chǎn)量×(水分)×系數(shù)(0．8)

真空抽濾試驗(yàn)結(jié)果表明,在不添加絮凝劑的情況下抽濾效果不理想,若要提高抽濾效率需添加適量絮凝劑,45%左右質(zhì)量濃度的料漿,所用絮凝劑添加量為64~68 g/t。

真空抽濾試驗(yàn)處理能力最小為384 kg/(m2·h),最大為724 kg/(m2·h),平均為544 kg/(m2·h),全尾砂來(lái)料濃度45%左右,絮凝劑添加量64~68 g/t,抽濾時(shí)間1~3 min,抽濾后含水率18%~21%。若采用80 m2真空過(guò)濾機(jī),則最小處理能力為30．72 t/h,最大處理能力為57．92 t/h,平均處理能力為43．52 t/h。

試驗(yàn)不添加粗尾砂的全尾砂平均抽濾能力為796 kg/(m2·h),添加粗尾砂(不添加水)料漿濃度50%以上時(shí)平均抽濾能力)為1240 kg/(m2·h),添加粗尾砂(同時(shí)添加水)保持料漿濃度約45%時(shí),平均抽濾能力為1094 kg/(m2·h),其中當(dāng)添加少量粗尾砂(細(xì)顆粒-400目含量約30%時(shí),平均抽濾能力為872 kg/(m2·h),添加較多量粗尾砂(細(xì)顆粒-400目含量約25%時(shí),平均抽濾能力為1164 kg/(m2·h)。

3 結(jié) 論

本文開展了膠東地區(qū)某黃金礦山的全尾砂料漿的真空抽濾試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了其干排可行性,進(jìn)行了抽濾能力計(jì)算和抽濾能力改進(jìn)試驗(yàn),得出如下結(jié)論:

(1)該礦全尾砂適宜采用真空帶式過(guò)濾的方式進(jìn)行全尾砂干排。

(2)該礦全尾砂料漿需要添加一定量的絮凝劑才能進(jìn)行有效的真空過(guò)濾,45%左右濃度時(shí),絮凝劑添加量64~68 g/t,真空過(guò)濾平均能力為544 kg/(m2·h)。

(3)添加一定量的粗粒級(jí)(＋400目以上)尾砂可以顯著增加該礦全尾砂料漿的真空過(guò)濾能力。

真空帶式過(guò)濾進(jìn)行尾砂干排對(duì)本文所選礦山的全尾砂較為適用,取得了較為理想的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。雖然膠東地區(qū)的黃金礦山尾砂性質(zhì)類似,但仍然存在差異性,工藝的推廣仍需要對(duì)各個(gè)礦的尾砂進(jìn)行有針對(duì)性的分析。