尾矿浓缩高效脱水技术

　　尾矿浓缩脱水是尾矿处理的重要环节，通常采用的尾矿脱水方法为重力沉降法(或加絮凝剂的重力沉降法)，由于重力沉降法的颗粒沉降速度低、传统重力沉降设备结构方面的原因，造成重力沉降法的浓缩效率低、产物浓度低。针对传统的重力沉降法存在的问题，近年来国内外在提高尾矿浓缩效率和提高尾矿浓度方面进行了广泛的探索，从提高脱水速度、降低作业费用角度，开发了一些尾矿浓缩的新工艺和新装备。其中，有代表性的尾矿浓缩技术有：水力旋流器离心沉降与重力沉降相结合的联合浓缩流程、新型高效重力脱水设备的研制以

　　尾矿压滤技术的应用。

　　1 以水力旋流器为核心的联合浓缩流程

　　水力旋流器作为一种利用离心力强化固液分离的设备，在尾矿浓缩脱水方面表现出一些特殊的优势，其结构简单、造价低、占地面积小、处理能力大、底流浓度高。然而，仅采用水力旋流器难以得到澄清的溢流。而采用重力沉降和离心沉降相结合的方法能够综合二者的优越性，既可提高浓缩脱水的速度和效率，又能保证澄清的溢流。采用这种方法的主要有水力旋流器-浓密机串联流程、水力旋流器-浓密机闭路流程，前者主要用于提高尾矿浓缩效率，后者可以获得高浓度浓缩产物。

　　(1)水力旋流器-浓密机串联流程。该流程的特点是选矿厂尾矿首先经过一段旋流器获得高浓度底流；旋流器溢流经常规浓密机进行细粒的澄清浓缩，从而获得细粒浓缩产物和澄清的溢流。这一方面能大大减轻浓密机处理能力的压力、避免浓密机跑浑，同时可获得高浓度尾矿、提高尾矿浓缩系统的处理能力，在整体上提高了尾矿浓缩脱水效率，这种工艺称为“尾矿快速脱水技术”。该流程充分利用尾矿中不同颗粒沉降速度的差异而采用不同的浓缩设备，大大提高了尾矿浓缩效率，在选矿厂浓密机改造和新选厂设计中均具有推广应用潜力；用于选矿厂尾矿浓缩改造，能够克服浓密机溢流跑浑、大大减轻浓密机处理量的压力，有利于提高浓缩产物的浓度；用于新建选矿厂可以减小浓密机的直径，提高尾矿浓度。从已有研究报道和工业实践来看，一段旋流器底流浓度可以达到60～70以上，旋流器浓缩产物粒度下限可以达到19～37μm，系统给料浓度在10～20，尾矿综合浓缩可以达到45～50以上。

　　(2)旋流器-浓密机闭路浓缩流程。该流程由水力旋流器、分泥斗和浓密机组成闭路流程。选矿厂尾矿给入水力旋流器产出两种产品，沉砂送分泥斗进行脱泥，旋流器溢流与分泥斗的溢流一起送浓密机处理。在浓密机中加入絮凝剂，可得到澄清的溢流和较稀的沉砂。浓密机的沉砂返回至旋流器给矿，经旋流器进一步提高浓度，系统最终浓缩产物为分泥斗排出的高浓度沉砂和浓密机排出的澄清溢流。实验结果表明，对于-44μm占80的选矿尾矿，当选矿厂尾矿浓度为28的条件下，采用上述流程可以获得浓度为77～78的最终浓缩产物，适用于作为采空区充填料使用。如果旋流器底流不经过分泥斗脱泥浓缩，其浓度也可以达到63以上。由于大部分尾矿已经通过第一段旋流器而得到分离，所以浓密机的直径可以大大减小。根据实验结果计算，对100t/h的尾矿量，需要的浓密机直径约为2m，分泥斗直径约为3m。

　　目前，国内外冶金及有色矿山尾矿库普遍采用上游法筑坝工艺，一般采用池填法和坝前分散管排放、人工配合推土机堆筑子坝工艺。人工筑坝具有费用昂贵、作业条件恶劣、效率低下的缺陷；每年雨季到来时，防洪高度不够，无法满足安全生产的要求，造成工期无保障；人工砌筑的小坝断面宽度、高度仅有1～2米，坝体内形成多层次细泥水平夹层，渗透性差，排水固结慢，坝体饱和度高，浸润线高，抗剪强度低，滑动力大整体稳定性差。随着科学技术的进步，工程技术人员试图采用新的筑坝工艺，以求改善坝体结构，提高坝体稳定性，降低劳动强度，并改善工作条件等；并为此成功研制出了旋流器与分散管交替排放联合堆筑子坝的新工艺。