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      罕王礦業(yè)某選礦廠尾礦干排工藝優(yōu)化研究

      2023-11-26 12:30:32李明宇張洺睿孫雪妍
      現(xiàn)代礦業(yè) 2023年10期
      關(guān)鍵詞:過(guò)濾機(jī)選礦廠細(xì)粒

      富 壯 李明宇 張洺睿 孫雪妍

      (1.撫順罕王傲牛礦業(yè)股份有限公司;2.遼寧省鐵礦資源開發(fā)與利用專業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心)

      世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展推動(dòng)了礦產(chǎn)資源需求量的日益增加,而礦產(chǎn)資源的開采必然存在尾礦堆積問(wèn)題[1]。相關(guān)資料表明,我國(guó)尾礦庫(kù)數(shù)量超過(guò)10 000座,其中大量尾礦的堆存必然存在資源、環(huán)境、土地及安全等問(wèn)題[2]。因此,安全、環(huán)保且有效可行的尾礦處置方案就成為國(guó)內(nèi)外相關(guān)專家和學(xué)者的努力方向[3]。

      目前,國(guó)內(nèi)選礦廠對(duì)尾礦處理的方法主要有干排、井下排放、采礦充填[4]等,其中,尾礦干排法是近年在我國(guó)興起的一種新型尾礦處理方法,是將選礦廠的尾礦漿進(jìn)行沉降、濃縮、脫水,最終以含水率很低狀態(tài)進(jìn)行場(chǎng)地堆存的一種尾礦處置方法,具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、安全等特點(diǎn)。

      閆雷超等[5]介紹,河北某鐵礦的全粒級(jí)尾礦用旋流器、脫水篩、濃密機(jī)、盤式過(guò)濾機(jī)進(jìn)行濃縮脫水,濃度為27.78%的礦漿濃縮后進(jìn)行過(guò)濾(給礦濃度為31.86%),濾餅水分僅為16.18%。吳紅等[6]介紹,馬鋼張莊礦選礦廠用水力旋流器、脫水篩、深錐濃密機(jī)、陶瓷過(guò)濾機(jī)對(duì)全粒級(jí)鐵尾礦進(jìn)行脫水處理,濃度為25% 的礦漿脫水后的干排粗粒尾砂水分為17.73%,細(xì)粒級(jí)尾礦濃度約16%。李憲義等[7]介紹,某礦山采用高效濃縮旋流器、振動(dòng)脫水篩、高效濃縮旋流器、壓濾機(jī)對(duì)尾礦進(jìn)行分級(jí)脫水干排研究,脫水篩干排物料的水分僅占18%~20%,壓濾機(jī)濾餅水僅為22%,該工藝具有脫水率高等優(yōu)點(diǎn)。從這些研究看,或存在環(huán)保問(wèn)題,或存在脫水不充分問(wèn)題,有的則存在成本較高問(wèn)題。

      罕王礦業(yè)某選礦廠為解決常見脫水工藝所存在的問(wèn)題,以旋流器、脫水篩、濃密機(jī)、盤式過(guò)濾機(jī)為工藝設(shè)備,較好地實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)愿景:脫水率高、設(shè)備與維護(hù)成本低、濾餅作為陶瓷原料、脫水篩篩上為機(jī)制砂,為我國(guó)尾礦資源再利用提供了新的工藝生產(chǎn)模式。

      1 試樣

      試樣為現(xiàn)場(chǎng)流程中濃密機(jī)產(chǎn)品,為現(xiàn)場(chǎng)總尾礦,其XRD和XRF分析結(jié)果分別見圖1和表1。

      由表1、圖1 可知,試樣的主要成分為石英,F(xiàn)e2O3含量也較高,其中SiO2含量為72.26%、Fe2O3含量為9.49%。

      2 尾礦干排方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

      此前,罕王選礦廠總尾礦經(jīng)濃密機(jī)濃縮后直接送尾礦庫(kù)堆存,產(chǎn)量為3 756 t/d。選礦廠尾礦干排系統(tǒng)優(yōu)化改造共分2期,系統(tǒng)濃縮分選出滿足陶瓷原料要求的部分尾礦并同時(shí)獲得有利用價(jià)值的砂石骨料。優(yōu)化后的系統(tǒng)在保留原設(shè)備基礎(chǔ)上增加了FXφ500型旋流器、ZKJ2448 型脫水篩、NZY-22G 型濃密機(jī)、PKS12/3.2-120型盤式過(guò)濾機(jī),工藝流程見圖2。

      3 尾礦干排工藝優(yōu)化試驗(yàn)

      3.1 流程產(chǎn)品濃度與品位相關(guān)性分析

      干排生產(chǎn)流程中部分關(guān)鍵樣品的濃度與品位分析結(jié)果見表2。

      從表2 可以看出,產(chǎn)品濃度與品位的相關(guān)性不強(qiáng),濃縮、分級(jí)作業(yè)沒(méi)有明顯的鐵礦物富集和反富集現(xiàn)象,無(wú)須考慮對(duì)某個(gè)作業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行鐵礦物回收,可以按設(shè)計(jì)思路分離出粗粒砂石骨料,細(xì)粒尾礦可以作為陶瓷原料。

      3.2 全粒級(jí)篩析

      為了更好地了解砂石骨料及陶瓷原料的粗細(xì)粒分配情況,對(duì)干排一期給礦、干排一期溢流、干排一期篩上、干排二期給礦以及干排二期細(xì)粒尾礦進(jìn)行了篩析,結(jié)果見表3。

      從表3 可以看出,干排一期篩上-0.074 mm 占8.88%。因此,可以看出干排一期脫水篩篩分效率不錯(cuò),-0.074 mm 含量較低;干排一期給礦-0.074 mm 占36.74%,現(xiàn)場(chǎng)總尾礦粒度較粗;干排一期溢流-0.074 mm 占53.44%,旋流器分級(jí)效果較好,為獲得粗粒創(chuàng)造了條件;干排二期給礦-0.074 mm 占56.48%,與干排一期溢流細(xì)度相當(dāng);干排二期細(xì)粒尾礦-0.074 mm占55.72%,與干排二期給礦相當(dāng)。

      3.3 干排一期篩上產(chǎn)品細(xì)度模數(shù)

      干排一期篩上產(chǎn)品細(xì)度見表4。

      根據(jù)表4 計(jì)算得干排一期篩上細(xì)度模數(shù)為1.2,屬特細(xì)砂。

      3.4 干排一期溢流沉降試驗(yàn)

      干排一期溢流沉降試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

      從圖3 可以看出,干排一期溢流產(chǎn)品自由沉降475 min 基本達(dá)到沉降終點(diǎn),澄清層高度為230 mm,沉降平均速度為0.49 mm/min;干涉沉降186 min基本達(dá)到沉降終點(diǎn),澄清層高度為240 mm,沉降平均速度為1.29 mm/min。干排一期溢流產(chǎn)品的干涉沉降速度是自由沉降的2.63 倍,達(dá)到沉降終點(diǎn)時(shí)間短約60%,澄清層高度高約4%。

      3.5 經(jīng)濟(jì)分析

      經(jīng)過(guò)初步計(jì)算,干排一期篩上特細(xì)砂產(chǎn)量約34萬(wàn)t/a,按單價(jià)40元/t計(jì),創(chuàng)造收入1 360萬(wàn)元/a。

      4 結(jié)論

      (1)罕王某選礦廠鐵尾礦中主要為石英,SiO2含量達(dá)72.26%,其次是Fe2O3,含量占9.49%;-0.074 mm占36.74%,屬泥化嚴(yán)重的細(xì)粒尾礦。

      (2)使用旋流器、脫水篩、濃密機(jī)、盤式過(guò)濾機(jī)為干排工藝設(shè)備,得到-0.074 mm 占8.88%、水分為17.32%的干排一期篩上產(chǎn)品,同時(shí)得到-0.074 mm 含量為55.72%、水分為15.07%的干排二期精礦產(chǎn)品;工藝中的濃密機(jī)采用干涉沉降法沉降,沉降速度提高1.63 倍,縮短時(shí)間縮短約60%;干排一期篩上產(chǎn)品作為砂石骨料,年創(chuàng)收入約1 360 萬(wàn)元/a,干排二期細(xì)粒尾礦可作為陶瓷原料進(jìn)行資源化再利用。

      (3)罕王選礦廠尾礦的利用方式為我國(guó)尾礦綜合利用提供了借鑒。

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