閆雷超 周 悅

(灤平建龍礦業(yè)有限公司)

河北省某磁鐵礦鐵礦石資源品位低，選礦比高，年處理鐵礦石1 200萬t，碎礦作業(yè)甩廢率65%，濕式尾礦量約300萬t/a。通過實(shí)施尾礦全粒級(jí)干排工藝，可減少尾礦回水輸送電耗，同時(shí)解決濕式尾礦堆存場(chǎng)地問題，保證礦山生產(chǎn)的連續(xù)性。為此，河北省某磁鐵礦開展了尾礦全粒級(jí)干排工藝試驗(yàn)研究。

1 尾礦性質(zhì)

河北省某磁鐵礦尾礦干量400 t/h，質(zhì)量濃度35%，中值粒徑0.13 mm，密度3.18 t/m3，-0.037 4 mm含量30%，破碎系統(tǒng)設(shè)置了高壓輥磨機(jī)，尾礦中的微細(xì)粒物料含量高，顆粒不易沉降。

2 原有尾礦干排工藝流程

河北省某磁鐵礦礦山現(xiàn)有工藝流程采用兩段磨礦三段磁選工藝，尾礦采用部分干排工藝。一段磁選尾礦經(jīng)渣漿泵輸送至旋流器進(jìn)行分級(jí)，旋流器底流進(jìn)入脫水篩進(jìn)行濕法篩分作業(yè)，篩孔尺寸為0.6 mm，篩上粗粒物料為機(jī)制砂，用于建筑產(chǎn)品銷售，實(shí)現(xiàn)廢物地回收利用，篩下礦漿與旋流器溢流進(jìn)入φ60 m濃密機(jī)。二、三段磁選尾礦經(jīng)斜板濃密機(jī)濃縮后溢流用于內(nèi)部循環(huán)水，底流經(jīng)渣漿泵輸送至旋流器，旋流器底流進(jìn)入脫水篩進(jìn)行濕法篩分作業(yè)，篩上產(chǎn)品為細(xì)砂經(jīng)皮帶輸送至排土場(chǎng)，篩下產(chǎn)品與旋流器形成閉路，旋流器溢流進(jìn)入φ60 m濃密機(jī)。濃密機(jī)溢流水進(jìn)入選廠高位水池用于生產(chǎn)用水，濃縮池底流經(jīng)渣漿泵輸送至現(xiàn)有尾礦庫。原有尾礦干排工藝流程見圖1。

圖1 河北某磁鐵礦尾礦干排工藝流程

3 尾礦全粒級(jí)干排工藝研究

3.1 試驗(yàn)用盤式過濾機(jī)

為實(shí)現(xiàn)尾礦全粒級(jí)干排，針對(duì)目前濃密機(jī)底流礦漿進(jìn)行尾礦脫水試驗(yàn)。為有效降低企業(yè)投資，本研究采用投資較低的盤式過濾機(jī)進(jìn)行尾礦過濾試驗(yàn)(圖2)。盤式過濾機(jī)濾扇采用高強(qiáng)度工程塑料，其環(huán)狀設(shè)計(jì)能夠提高過濾機(jī)的有效利用面積，減少不必要的真空損失，有利于降低作業(yè)能耗[1-3]；其攪拌方式采用搖臂式，能夠解決磁鐵礦尾礦密度大、顆粒粗的物料沉降快的難題，有較好的處理能力[4-5]；且濾液清澈，可重復(fù)利用，能夠減少?gòu)U水排放，符合當(dāng)前清潔生產(chǎn)的環(huán)保大趨勢(shì)。

圖2 試驗(yàn)用盤式過濾機(jī)

3.2 試驗(yàn)用泥水分離劑

礦漿一般由液態(tài)水、正離子固態(tài)物、負(fù)離子固態(tài)物3部分組成。常規(guī)固態(tài)物呈懸浮狀態(tài)在液態(tài)水中，常規(guī)懸浮物礦漿一般自行沉降就可達(dá)到理想效果；但特殊類礦漿由于含有大量親水基團(tuán)的固態(tài)物，在液態(tài)水中呈半溶解半懸浮狀態(tài)，此類礦漿沉降速度極慢。通過分析礦漿中正負(fù)離子固態(tài)物的存在比例，利用電荷同性相斥、異性相吸的原理，反比例1∶1將活性正電荷與活性負(fù)電荷通過有機(jī)膜處理結(jié)合后，加入礦漿中進(jìn)行針對(duì)性電荷吸附，人為破壞親水基團(tuán)以增加固態(tài)物的疏水性，使半溶解的固態(tài)物快速與液態(tài)水分離，繼而達(dá)到沉降澄清的理想效果[6-8]。礦漿澄清沉降后，藥劑自行揮發(fā)，無任何殘留痕跡，可保證循環(huán)澄清水的正常使用。

3.3 尾礦全粒級(jí)干排試驗(yàn)

在不同試驗(yàn)條件下進(jìn)行全粒級(jí)尾礦干排試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為：①尾礦礦漿直接過濾，濾扇上只吸附細(xì)粒級(jí)尾礦顆粒，濾餅極薄，無法正常卸礦，過濾系數(shù)無法測(cè)定；②尾礦礦漿直接過濾，添加陰離子絮凝劑后，少量尾礦吸附在濾扇邊緣，過濾系數(shù)0.202 t/(m2·h)；③低濃度直接過濾，添加泥水分離劑和絮凝劑后，在過濾機(jī)無溢流或少量溢流時(shí)，(低濃度全粒級(jí))過濾系數(shù)0.546 t/(m2·h)；④添加泥水分離劑和絮凝劑后(圖3、圖4)，通過濃縮排出上層清液后，高濃度底流進(jìn)入過濾機(jī)進(jìn)行脫水試驗(yàn)，濃縮前礦漿濃度27.78%，濃縮后過濾機(jī)給礦濃度31.86%，泥水分離劑用量30 g/t，絮凝劑用量30 g/t，過濾系數(shù)為1.027 t/(m2·h)，濾餅水分16.18%，濾液水質(zhì)清澈(圖5)。尾礦干排過濾試驗(yàn)結(jié)果見表1，試驗(yàn)產(chǎn)品粒級(jí)篩析結(jié)果見表2。

圖3 添加泥水分離劑和絮凝劑后的礦漿上層清液照片

圖4 添加泥水分離劑和絮凝劑后的過濾效果

圖5 全粒級(jí)尾礦過濾試驗(yàn)濾液

表1 尾礦干排過濾試驗(yàn)結(jié)果

表2 尾礦過濾產(chǎn)品粒級(jí)篩析結(jié)果

4 結(jié) 語

(1)河北某磁鐵礦針對(duì)超細(xì)度、泥化嚴(yán)重、親水性高、不易沉降、微細(xì)懸浮顆粒多的礦漿，采用泥水分離劑徹底分離固液，最大限度地提高了過濾水的澄清度。

(2)采用旋流器+脫水篩+濃密機(jī)+泥水分離劑+盤式過濾機(jī)的干排工藝，在不影響原工藝中粗顆粒尾礦生產(chǎn)建設(shè)用機(jī)制砂的前提下，能夠滿足該地區(qū)磁鐵礦尾礦全粒級(jí)干排工藝需求；且該方案具有設(shè)備投資低、運(yùn)行成本低、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)智能化遠(yuǎn)程操作，具有廣闊的推廣前景。