尾矿干堆工艺在铜山口铜矿的应用

秦代元，戴艳萍

（1.大冶有色金属有限责任公司，湖北黄石 435122；2.湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100）

尾矿干堆工艺在铜山口铜矿的应用

秦代元1，戴艳萍2

（1.大冶有色金属有限责任公司，湖北黄石 435122；2.湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100）

大冶有色金属有限责任公司铜山口铜矿为解决新老尾矿库接替2～3年过渡期尾砂的安全堆放问题，根据尾砂性质分析及粒级分布特点，设计了尾砂干堆处理系统，尾砂经两段浓缩＋脱水、压滤，达到了尾砂干堆的工艺要求，取得了很好的应用效果，解决了过渡期尾砂的安全堆存难题，维持了矿山的正常生产。

尾砂干堆工艺；两段浓缩；多种设备联合脱水

大冶有色金属有限责任公司铜山口铜矿目前处理尾矿的主要方式是将尾矿作为具有潜在二次回收价值的资源排放到尾砂库进行堆存，随着生产的持续，原老尾砂库库容接近饱和，在解决新老尾矿库接替过渡期间维持正常生产尾砂的排放堆存问题上，通过选择尾砂干堆场地，对尾砂采用干式堆存建立一套尾砂干堆系统。工艺是矿石选别后产生的尾矿经浓密机＋高效长锥比浓缩旋流器两段浓缩，沉砂经直线振动脱水筛，溢流与筛下一起经厢式隔膜压滤机压滤，尾矿滤饼与脱水筛筛上尾砂转运至尾砂干堆堆场，直线振动脱水筛筛上尾砂物料水分在16%以内，厢式隔膜压滤机压滤尾砂滤饼水分在20%以内，满足了选矿车间对尾砂堆放的工艺要求。

尾砂干堆是指将尾砂脱水至水分含量低于20%，基本失去流动性，不易快速析出大量水分，直接用皮带或车辆转运至堆场进行堆存，该工艺具有堆放安全、占用面积小、对环境的破坏小，可以实现就近回水，尾砂回收利用率高，节水效果明显［1］。

1 矿石及尾矿性质［2］

铜山口铜矿矿区属于高中温热液交代矽卡岩－斑岩复合型铜钼矿床，矿石类型较多，组分比较复杂，主要有用矿物为铜，伴生有钼、硫等。矿石构造：黄铜矿主要呈浸染和细脉浸染状，斑铜矿呈粒状集合体存在于黄铜矿边缘，部分存在于裂隙中，辉铜矿呈粒状存在于矿石中，部分与斑铜矿连生，辉钼矿呈细小的片状和小粒状分布在脉石中，部分在黄铜矿中。矿石矿物组成分为金属矿物和脉石矿物，金属矿物有铜矿物，以黄铜矿、磁铜矿为主，其次为辉铜矿、斜方辉铜矿、铜蓝、孔雀石，此外为黄铁矿、磁黄铁矿、辉钼矿等。脉石矿物有高岭石、滑石、石榴子石、透辉石、绿泥石、透闪石、阳起石以及方解石、石英、绢云母、玉髓等。

铜山口铜矿选矿正常生产情况下，产生的尾砂总干量为198 t／h，尾砂矿浆浓度30%，尾矿粒级分布组成见表1。

表1 铜山口铜矿尾砂粒级分布表

2 尾矿干堆工艺［1～4］

尾砂干堆工艺根据采用脱水设备情况分为单一设备脱水工艺和多种脱水设备联合脱水工艺，单一脱水设备指采用深锥浓缩（加固化剂）、过（压）滤设备直接脱水，工艺简单，但受设备处理能力小因素的影响，投资成本高，运行维护成本高，占地面积大。多种脱水设备联合脱水指采用浓缩机、高效浓缩旋流器、高频脱水筛、过（压）滤设备中两种以上的设备组合脱水方案，众多方案中铜山口铜矿在尾砂干堆工艺中采用浓密机－高效长锥比浓缩旋流器＋直线振动脱水筛－厢式隔膜压滤机脱水方案，该方案设备投资、运行成本低，还可以实现尾砂的全粒级脱水，转运至干堆场实现全部尾矿的干堆工艺。

2.1 干堆工艺介绍

铜山口铜矿尾砂干堆工艺由山下、山上两部分组成。

山下部分：浓密机Ⅰ段浓缩，即磨浮30%浓度尾矿进入Φ45 m浓密机，浓密机溢流水汇集到溢流池通过清水泵扬送到选矿生产水池，作为回水再利用，浓密机底流40%～50%浓度矿浆由柱塞泵扬送至山上干堆40 m3尾矿浆池。

山上部分：浓缩旋流器Ⅱ段浓缩，振动脱水筛脱水，隔膜压滤机压滤。即干堆40 m3浆池尾矿用渣浆泵输送到振动脱水筛对应的Φ350浓缩旋流器进浆，60%～70%浓度沉砂进入振动脱水筛，筛上10～15 cm厚含水16%以内的尾砂料层，经脱水筛出料口下端皮带输送至干堆厂房前的临时堆场。旋流器18%浓度的溢流与脱水筛筛下矿浆自流至27 m3浆池。混合矿浆通过进料泵向隔膜压滤机输送物料，经压滤机压滤，滤液回流到老尾砂库，作为回水利用，卸下含水20%以内的细粒级尾砂滤饼经压滤机下面的皮带输送至干堆厂房前的临时堆场。筛上含水16%以内的粗粒级尾砂与压滤含水20%以内的细粒级尾砂滤饼一起由临时堆场转运至干堆场进行堆存。绘制的多种脱水设备联合应用工艺流程图如图1所示。

2.2 直线振动脱水筛给料浓度的控制

直线振动脱水筛在干堆流程中的使用效果主要由给料矿浆浓度决定，表现为筛上尾砂料层厚度上。提高振动脱水筛的使用效果，才能最大限度降低压滤系统的脱水负荷，在整个干堆流程中，尾砂经Φ45 m浓密机浓缩和长锥比浓缩旋流器两段浓缩的效果，直接决定了振动脱水筛给料矿浆浓度。

图1 铜山口铜矿尾砂干堆应用工艺流程图

为了使山下柱塞泵扬送至山上的矿浆浓度达到技术要求，稳定提高Φ45 m浓密机对尾矿的Ⅰ段浓缩效果，控制好Φ45 m浓密机底流矿浆浓度。通过对Φ45 m尾砂浓密机底流渣浆泵输送量、喂浆池矿浆高度、柱塞泵输送量三者高效便捷的同步控制，浓密机底流矿浆浓度在线检测仪与浓密机底流渣浆泵安装的变频控制系统进行连锁，由浓密机底流矿浆设定的浓度值来调节渣浆泵变频，由变频控制的渣浆泵输送矿浆量来调节浓密机的底流浓度。喂浆池安装料位仪与柱塞泵变频控制系统进行连锁，实现对山下Φ45 m浓密机底流矿浆浓度控制。

扬送至山上的矿浆经长锥比浓缩旋流器进行Ⅱ段浓缩，为控制好浓缩旋流器的浓缩效果，通过对长锥比浓缩旋流器进浆渣浆泵进行变频控制，进浆管道上安装压力表，实时可以掌握浓缩旋流器的进浆压力。通过现场调节渣浆泵频率，结合进料压力来控制长锥比浓缩旋流器的浓缩效果。

2.3 Ⅱ段浓缩、脱水、压滤效果

通过调节长锥浓缩旋流器进浆渣浆泵变频，直线振动筛变频，测量旋流器进浆浓度，旋流器沉砂（直线振动筛给料）浓度，旋流器溢流浓度，振动筛筛上料层厚度，得出的生产现场试验数据见表2。

表2 生产现场试验数据表

生产现场直线振动脱水筛在频率49 Hz，给料矿浆（长锥比浓缩旋流器沉砂）浓度在60%～70%条件下，筛上尾砂料层在10～15 cm厚度，含水16%以内。生产现场通过长锥浓缩旋流器与直线振动脱水筛配套使用，取得了很好的应用效果。KMGZJ600／2000－U厢式隔膜压滤机，过滤面积600 m2，滤板由42片厢式滤板、43块隔膜板组成，有86个滤室，进料过滤压力0.4～0.8 MPa，中间进料，两边明流出液，压滤出来的尾矿滤饼厚度40 mm，水分在20%以内，取得很好的使用效果。

3 尾矿干堆工艺在铜山口铜矿应用的意义

尾砂干堆工艺在铜山口铜矿成功应用意义重大，首先，缓解了老尾矿库的库容饱和问题，在新尾矿库尚未建成、尾砂无法外排面临停产的严峻形势下，有效解决了矿山正常生产下的尾矿排放堆存问题。为新尾矿库库址征地、移民搬迁、新库建设赢得了两年多时间。最主要是在新老尾矿库接替期间，采用尾矿干堆工艺维持了矿山生产，给企业带来了巨大的经济效益；有效化解了老尾矿库的安全问题，带来了非常显著的安全效益；解决了矿山一千多职工的就业及家庭的生计问题，带来了非常显著的社会效益。其次尾砂干式堆存能有效解决传统尾砂库存在的安全隐患、环境破坏、占用土地等问题，基本上呈固体形式堆存，土地恢复可以与尾矿堆存同时进行，对堆场的要求条件不苛刻，回水利用率高，安全性也较湿排高，同时易实现尾砂资源的再利用。

4 结 语

1.采用ZZT－1836直线振动脱水筛和KMGZJ600／2000－U厢式隔膜压滤机进行尾矿脱水，技术先进、设备工作性能稳定、操作简便、脱水效果显著。

2.尾砂干堆工艺的实施，有效解决了铜山口铜矿在新老尾矿库接替期间尾矿排放堆存问题，维持了矿山的正常生产，为新尾矿库库址征地、移民搬迁、新库建设赢得了两年多时间。

3.尾矿排放浓度从35%提高至80%以上，可减少对地下水污染，提高回水利用率。

总之，尾砂干堆工艺在铜山口铜矿的成功应用，不仅给企业带来了巨大的经济效益，而且也有着非常显著的安全效益和社会效益。

［1］ 郑纪民，孙玉伟，催学奇，等.高效浓缩旋流器和变频脱水筛在尾矿干堆新工艺中的应用［A］.邵安林，徐炜，李章大，等.第七届全国尾矿库安全高峰论坛暨设备展示会论文集［C］.北京：中国冶金矿山企业协会，2014.

［2］ 韩伟，李全德.大冶有色金属有限公司铜山口铜矿选矿扩能工程可行性研究报告［R］.黄石：大冶有色金属有限公司，2013.

［3］ 张晓明，周兴龙.攀钢选矿厂尾矿干排工艺半工业试验研究［D］.昆明：昆明理工大学，2011.

［4］ 张云龙，于永江，刘义良，等.新型脱水工艺和设备在尾矿干排中的应用［A］.李欣，胡杏保，张万生，等.2011年中国矿业科技大会论文集［C］.北京：中国冶金矿山企业协会，2011.

Application of Dry Stacking of Tailings on Tongshankou Copper M ine

QIN Dai-yuan1，DAIYan-ping2
（1.Daye NonferrousMetals Limited Liability Company，Huangshi435122，China；2.Hunan Research Institute of Nonferrous Metals，Changsha 410100，China）

This papermainly concerns about relative solutions on safety of the stacking of tailings in the transition of two or three years between the old and new tailings pond.According to the analysis on the nature of tailings and characteristic of distribution of the size of the granularity，the system for the dry stacking of tailings was designed. After two-state concentration and dehydration and filter pressing，the tailings satisfied the requirement of the dry stacking，which made a great success，solved the problem of safety of the stacking of tailings in the transition，and maintained the normal production operation.

dry stacking of tailings；two-state concentration；combined dehydration with different equipment

TD926.4＋1

A

1003－5540（2016）04－0009－03

2016－06－11

秦代元（1983－），男，助理工程师，主要从事有色金属选矿工艺研究和生产技术管理工作。