引言

我國鐵礦石資源品位低，選礦比高，鐵礦石年產量大約15億t，而尾礦量高達10億t以上。因此，尾礦處理在礦山生產中顯得尤為重要，亦是保證礦山正常生產的重要環節。尾礦的傳統處理方式是排放至尾礦庫，但由于安全及占地等原因，此處理方式已不能滿足大部分礦山未來的正常生產運行。尾礦干排是近年來國內逐漸興起的一項新的尾礦處置新工藝，目前已在國內較多礦山取得了成功的應用。為此，河北某礦山采用尾礦干排工藝處置尾礦，并取得了滿意的效果。

1尾礦干排

1.1尾礦干排簡介尾礦干排是指經選礦流程輸出的尾礦漿經多級濃縮后，再經高效脫水設備處理，形成含水少、易沉淀固化的礦渣，然后運至固定地點進行干式堆存。尾礦干排可提高尾礦的回水利用率，減少尾礦輸送量，降低尾礦壩潰壩等安全事故的發生。將尾砂濃縮脫水后，可利用廢棄礦坑堆存，也可堆存至尾礦庫，可延長尾礦庫或尾礦壩的服務年限，減少尾礦處理的運行和管理成本，還可開發不具備建設尾礦庫條件的礦山，應用前景廣闊、經濟效益和社會效益顯著。

1.2常見工藝根據尾礦種類不同、顆粒不同、濃度不同、含泥量不同，尾礦干排工藝一般有以下幾種:

(1)濃縮機+泥漿泵，底流泵送至尾礦庫工藝。適合中、大型礦山，能夠減少70%左右的尾礦漿輸送量，年節電費可達幾十萬至幾百萬元，節電效果顯著;具有工藝簡單、效益明顯的優點，但需要建設尾礦庫。

(2)濃縮機(或旋流器)+振動脫水篩工藝。適合粗顆粒不含泥類尾礦，且對回收水質量要求不高，最終干礦含水＜20%;具有工藝簡單、造價低的優點。

(3)旋流器分級+濃縮機+過濾機工藝。適合尾礦量較大，含泥量10%以下，最終干礦含水＜18%;具有工藝順暢、干堆效果理想等優點。

(4)旋流分級+震動篩脫水+濃縮+過濾機(壓濾機)工藝。適合任意種類礦漿，干礦含水＜20%。該工藝設備選擇時，含泥量較少的可選擇圓盤過濾機、真空帶式過濾機，含泥量較多則適合選擇壓濾設備;具有應用廣泛、工藝成熟可靠、干堆效果理想等優點。

2尾礦干排工藝在河北某礦山的應用

2.1河北某礦山生產現狀河北某礦山年處理鐵礦石230萬t，年產尾礦79.35萬t。選礦流程采用磁滑輪預先拋尾、1段開路自磨、1段閉路球磨、3段弱磁選別，選別后的最終尾礦漿通過2臺直徑53m的濃縮機濃縮后，溢流水供選廠循環使用，底流礦漿給入隔膜泵，通過11km的尾礦管線輸送到尾礦庫。2015年底通過實測后確定尾礦庫剩余庫容量為115.40萬m3，按現年生產能力計算，尾礦庫只能再使用2.2a，即到2017年底尾礦庫將進入閉庫期，所以解決尾礦堆存問題成為維持選廠正常生產的當務之急。

2.2尾礦干排工藝選擇為解決現有尾礦庫庫容不足的問題，決定采用尾礦干排的排放方式進行改造。根據尾礦性能相關試驗結果，濃度為80%的尾礦安息角為51.1°，自流坡度為51.8%，具有較好的堆存效果。所以，改造最終處理尾礦濃度控制在80%以上，不同濃度的尾礦實際堆存效果見圖1。

參考尾礦干排生產實踐結果及尾礦性質，最終確定采用“旋流器+高頻振動脫水篩+濃縮機+廂式壓濾機”的尾礦干排工藝，工藝流程見圖2。

旋流器沉砂經高頻振動脫水篩脫水后，篩上粗粒產率達65%以上，含水量低于18%;旋流器溢流細顆粒部分經濃縮后通過廂式壓濾機處理，干料含水量在10%～20%，滿足現場工藝要求。

2.3尾礦干排主要設備水力旋流器作為一種利用離心力強化固液分離的設備，在尾礦濃縮脫水中表現出一些特殊的優勢，其具有結構簡單、造價低、占地面積小、處理能力大、底流濃度高等特點，被廣泛用于礦山領域。高頻脫水篩結構合理，獨特新穎，采用振動電機作激振源，物料進行拋擲運動，由于高濃度的給入，會使粗粒物料在脫水篩篩板表層沉積，顆粒間相互搭橋作用形成一層透水不透顆粒的脫水層，因此篩上物往往具有較高的產率和較高的細度，干尾礦含水率可達到10%～20%。為了高效利用已有資源，減少項目投資，此次改造濃縮設備考慮利用現有已停用的NT-45周邊齒條傳動濃縮機。廂式壓濾機之所以能蓬勃發展并被尾礦干排處理廣泛應用，其最大的優越性就是濾餅水份低、能耗少，適用于中細粒級物料，在礦漿顆粒－0.037mm粒級占95%的情況下仍可使用，干尾礦含水率可達到15%～25%。尾礦干排工藝主要設備見表4。

2.4投資及成本該改造項目建設總投資為2610.97萬元，其中工程費用為1915.32萬元，工程建設其他費用為458.29萬元，預備費用為237.36萬元;單位運營成本為6.42元/t，與原尾礦處理運營成本9元/t相比，年節約成本近205萬元。

3結論

(1)河北某礦山尾礦采用“旋流器+高頻振動篩+濃密機+廂式壓濾機脫水”干排工藝后，干尾礦含水率低于20%，產率達100%，實現了全尾砂干排，解決了尾礦庫庫容不足，影響礦山正常生產的問題，而且該項目的實施，可節約尾礦處理成本近205萬元/a。

(2)尾礦干排工藝投資相對較小，并可獲得可觀的經濟效益;將尾礦濃縮脫水后堆存，可節省占地面積，減少環境破壞，消除尾礦庫的安全隱患，經濟效益、社會效益顯著。

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