新型尾矿干排工艺在丰宁万隆萤石矿业的应用

胡乃民

（中国中钢集团有限公司）

承德某萤石矿业为处理量800 t/d的萤石采选联合企业，选厂使用油酸浮选工艺，浮选尾矿经渣浆泵及管道直接输送至地表尾矿库存放。尾矿库使用到后期，尾矿处理存在以下问题:①库内存水面积小、尾水澄清距离短、回水质量差，导致选厂回水不足，严重制约选厂生产；②尾矿库库容接近饱和，选厂尾矿面临无处可排的难题；③企业采用新工艺强化绿色矿山建设的要求。

尾矿作为选矿分选作业的产物之一，其堆积存放一直是矿山企业面临的大问题。采用常规尾矿库地表存放，占地面积大，管理复杂，安全环保隐患多，不利于矿业的持续发展。随着国家绿色矿山建设的推进，尾矿库的新建或扩建将成为过去式，尾矿干排则是矿山实现节能减排，建设绿色矿山的发展趋势［1］。

丰宁万隆萤石矿业面对尾矿处理现存的问题，按照绿色矿山建设要求，通过对原矿性质和尾矿粒度组成的分析研究，结合国内现有尾矿干排工艺和该矿的实际情况，提出了尾矿粗细分离、分别脱水的新型尾矿干排工艺，并取得了较好的实施效果。

1 矿石性质

矿石中的矿物主要有萤石和石英，石英为灰白色，不透明，玻璃光泽，硬度大；萤石多为灰、黄、绿色，半透明或不透明，玻璃光泽，硬度小，多为他形晶，少数为自形、半自形晶，与石英相互嵌生；另有少量方解石、绢云母，方解石呈细唛状岩与萤石间裂隙分布，绢云母为细小鳞片状、星点状分布。矿石中的主要有用矿物是萤石，脉石矿物主要是石英、方解石、云母（黑云母和白云母）、少量的黄铁矿和褐铁矿等。

2 尾矿粒度组成

该萤石矿尾矿中的-0.074 mm粒级含量70.88%，由于开采过程中有高岭土夹层混入，原矿含泥量较大，尾矿中细颗粒含量较多，其中-2 um含量占17.83%。尾矿粒度组成见表1。

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3 尾矿干排工艺及设备

3.1 尾矿干排工艺

该萤石尾矿粒度较细，普通浓密机无法有效沉降，且沉降浓度达不到压滤机给料要求。因此，尾矿干排工艺采用尾矿+浓缩型旋流器分级+高效直线脱水筛+班德过滤器+高效无耙深锥浓密机+箱式隔膜压滤机流程。选厂浮选尾矿经浓缩型旋流器将矿浆浓缩分离成粗细2种物料，其中粗粒物料用高效直线脱水筛脱水，筛上物料用汽车外运处理；细粒物料给入班德过滤器，过滤器溢流清水进入选厂回水池；过滤器底流和脱水筛底流混合给入高效无耙深锥浓密机，浓密机底流用柱塞泵给入箱式隔膜压滤机，压滤机滤饼用汽车外运处理；压滤机压滤清水和浓密机溢流清水进入选厂回水池循环使用［2］。尾矿干排工艺流程及设备联系见图1、图2。

3.2 尾矿干排工艺设备

（1）旋流器采用海王新型高效浓缩旋流器，其具有处理能力大，分离粒度细，沉砂浓度高，能耗低等优点［3］。

（2）班德过滤器通过底部给料，其中上部安装双层斜板，应用浅层沉降原理，将悬浮在矿浆中的微粒絮团截留；在其上部清水溢流区充填大量的高分子带电介质小球，对于清水中的少量悬浮物进行静电吸附，从而使尾矿水得以净化；其利用间歇排料方式，通过液面的瞬间下降对斜板和滤料进行反冲洗，保证了设备的正常高效运行。

（3）高效脱水筛独有的负倾角设计，有利于水层在固相物料表面形成，并在振动作用下穿过固相颗粒间隙而透过筛面；同时脱水筛振动具有形成相互垂直振幅的振动轨迹，使得筛上固相物料以滚动轨迹运移，与传统振动筛直线运移轨迹相比，不易使筛网糊、堵、卡；筛网使用聚氨酯筛片，耐磨且易于更换［4］。

（4）高效无耙深锥浓密机设备的高度与直径尺寸比大于2，其沉降区和沉降压缩区较传统浓密机长，因此底流浓度高，更适合于细粒物料的沉降浓缩；锥体部分的锥角近70°，使得高浓度浓缩物料易于滑动下落而不淤堵。该设备投资少，无动力消耗，运行成本低。

（5）节能型陶瓷柱塞泵在相同流量和扬程要求下，与普通的渣浆泵相比，装机功率减少2/3以上，并且具有在恒压条件下变流量输送的特点，特别适合于压滤机的高压力变流量给料；设备投资少，运行成本低。

（6）箱式隔膜压滤机由多块隔膜滤板和箱式滤板交替排列而成，隔膜滤板和箱式滤板的数量视生产能力和矿浆情况增减；具有二次压榨功能，单位面积处理能力大、滤饼水分低，对处理细粒物料的适应性强，自动化程度高，是普通厢式压滤机的替代升级设备。

4 生产应用实践

选厂使用1套FX150-GX-BX8旋流器组（5用3备），将浮选尾矿矿浆浓缩分离成+0.037 mm（旋流器底流）和-0.037 mm（旋流器溢流）2种浆料。其中+0.037 mm尾矿浆质量浓度在45%～50%，用1536型高效直线脱水筛脱水，筛上物料含水15%～20%，用汽车外运处理；-0.037 mm料浆质量浓度为4.5%，加入絮凝剂后自流给入3台（50 m3/台）班德过滤器，溢流清水进选厂回水池回用［5］；班德过滤器底流和脱水筛底流混合给入1台ϕ6 m的高效无耙深锥浓密机，浓密机底流用2台ϕ300节能型陶瓷柱塞泵分别给入2台450 m2箱式隔膜压滤机，压滤机给料质量浓度在30%～40%，滤饼水分20%左右，用汽车外运处理；浓密机溢流清水和压滤机清水自流进入选厂回水池循环使用。

萤石尾矿经旋流器分级后，分出的粗砂浆再经高效脱水筛脱水，筛上粗砂产率达40%左右，使得进入压滤机的物料总量大大减少，因此减少了压滤机的使用面积，同时也节省了投资和运行费用。尾矿经干排处理后，用汽车运送至矿山，进行地表塌陷坑充填和井下采空区充填，使萤石尾矿废物得到二次利用，也为矿山安全生产提供了有利条件。

5 结论

（1）班德过滤器对萤石细粒级低浓度矿浆有很好的浓缩过滤效果，其溢流水达到国家工业二级排放水标准。

（2）陶瓷柱塞泵的节能和恒压变量输送特性更适合与箱式压滤机配合使用，在压滤行业有较大的推广价值。

（3）新型尾矿干排工艺在丰宁万隆萤石矿业的应用解决了选厂尾矿排放和回水不足的问题，节省了新建尾矿库的费用，为建设绿色矿山奠定了技术工艺基础。

（4）新型尾矿干排工艺与传统的全尾矿进压滤工艺比较，减少了压滤机的配置面积，同时节省了投资和运行费用。