殷玉山，李书珍，崔学奇，刘佃彪，孙玉伟，张德勇，王 健

(1.舞钢中加矿业发展有限公司，河南 舞钢 462541； 2.威海市海王旋流器有限公司，山东 威海 264200)

应用研究·黑色矿山·

振动脱水筛在中加矿业尾矿选砂中的应用

殷玉山1，李书珍1，崔学奇2，刘佃彪2，孙玉伟2，张德勇2，王 健2

(1.舞钢中加矿业发展有限公司，河南 舞钢 462541； 2.威海市海王旋流器有限公司，山东 威海 264200)

阐述了在尾矿选砂采用振动脱水筛的可行性，并在某铁矿中得到成功应用。本文介绍了采用振动脱水筛进行尾矿选砂的工艺流程和技术指标，且对其运行成本及经济效益进行了综合分析。实践证明，采用振动脱水筛进行尾矿选砂具有设备投资省、运行成本低、经济效益显著等优势。

振动脱水筛； 尾矿选砂； 处理工艺； 经济效益

1 前言

随着经济的高速发展，矿业也快速发展，但在矿产资源的开发过程中，产生了大量的尾矿。尾矿具有粒度细、排放量大等特点，在尾矿堆存过程中占用大量的土地，对周边环境造成污染等，因此尾矿安全排放和再利用成为矿业可持续发展的重要因素[1]。由于尾矿中主要是由非金属矿物组成，它与许多建材、轻工等成分相似，因此采用合理的工艺，就能获得理想的建筑材料。目前尾矿替代建筑材料主要应用于水泥、涂料、玻璃等行业中[2]。

中加矿业选矿厂采用传统的尾矿堆存方式，两段尾矿泵送系统将尾矿输送至尾矿库堆存。在尾矿库堆存中存在以下问题：一是尾矿输送距离达到3km以上，输送成本较高；二是尾矿库已接近设计库容，严重影响了选厂的正常生产。

针对中加矿业尾矿处理中存在的问题，结合选厂预磁尾矿选砂的成功经验，采用分级浓缩脱水工艺对其尾矿进行处理[3]。

2 尾矿性质

中加矿业现有两个选厂，一选厂原矿处理量为350万t/a，二选厂原矿处理量为180万t/a，选别后一、二选厂的总尾矿量为300万t/a，为查明待处理尾矿的性质，对其进行了测试，其结果如表1。

表1 尾矿性质

根据尾矿性质的测试结果，铁尾矿质量浓度为25%～29%，密度为2.71t/m3，粒度组成较粗，+200目(+0.074mm)含量占71.10%，尾矿性质满足尾矿选砂条件。

3 脱水工艺的选择

针对中加矿业尾矿性质，经调研相似性质矿山的尾矿选砂项目成功经验，适用于中加矿业尾矿选砂工艺主要有以下3种：①旋流器+脱水筛+浓密机+压滤的分级浓缩工艺；②浓密机+真空皮带过滤机的过滤工艺；③浓密机+厢式压滤机的全尾压滤工艺。其工艺流程见图1～图3。

3种工艺各有其特点，需针对矿山的运行条件具体分析选择，为确定适宜于铁矿尾矿脱水的工艺，根据试验对3种工艺在运行成本、占地面积、运行稳定性等方面进行比较，其结果见表2。

由3种工艺对比表可以得出如下结论。

(1)分级浓缩工艺设备投资为550万元，较过滤工艺和全尾压滤工艺分别节省了252万元和458.4万元，因此分级浓缩脱水工艺设备投资最少。

图1 分级浓缩脱水工艺流程图

图2 过滤尾矿脱水工艺流程图

图3 全尾压滤尾矿脱水流程图

表2 3种脱水工艺对比

(2)分级浓缩工艺的运行成本为3.85元/t，较过滤工艺和全尾压滤工艺节省了0.48元/t和4.88元/t，按照选厂现有处理规模，年处理尾矿300万t计算，则分级浓缩工艺较过滤工艺和全尾压滤工艺分别节省144万元和1 464万元，经济效果显著。

(3)分级浓缩工艺占地面积仅为2 288m2，为3种工艺中占地面积最小的尾矿选砂工艺，节约征用土地及基建的费用。

(4)根据实践经验，3种工艺设备稳定性均较高，但过滤工艺及全尾压滤工艺对物料性质的要求较高，尾矿中粗粒级含量及原生泥的含量不能过高，否则会影响过滤机及压滤机的使用效果，粗粒级尾矿对全尾压滤工艺中压滤机的影响尤为严重。

综上对3种工艺在设备投资、运行成本及占地面积等方面的对比发现，分级浓缩工艺具有明显的优点，因此中加矿业最终选择分级浓缩工艺作为其尾矿脱水工艺，经过考察最终选择旋流器、振动脱水筛等作为粗粒级尾矿脱水的主要设备。

4 选砂工艺

在确定采用旋流器、脱水筛作为粗粒级尾矿脱水主要设备后，结合尾矿选砂的成功经验，在采用现有浓缩机及输送系统的基础上，确定其尾矿选砂工艺如图4所示。

图4 尾矿选矿工艺流程图

在尾矿脱水工艺基础上，首先采用旋流器+脱水筛将尾矿中粗粒级部分进行分离脱水，其脱水产品作为选砂成品，由于选砂旋流器溢流分级粒度为0.1mm，因此选砂旋流器溢流中仍存在20%以上的粗粒级尾矿，为减少尾矿排入尾矿库的干矿量，最终选砂旋流器溢流再经输送系统送至下一级旋流器+脱水筛干排系统进行浓缩脱水，同时由于干排系统设置于约3km的尾矿库处，为降低尾矿输送成本，因此采用现有浓缩机浓缩后，浓缩机底流输送至干排系统脱水，脱水产品作为筑坝物料使用，在获得建筑砂的同时，大大降低了尾矿排放的成本，为中加矿业带了可观的经济效益。

5 生产运行指标

旋流器+脱水筛作为撬装整体设备应用于粗粒尾矿选砂，现场尾矿干矿量为380t/h，经浓缩后尾矿浓度为25%～29%，现场采用610平底旋流器对应1台高效脱水筛，共计5套，旋流器底流进入脱水筛脱水，筛上即为选砂产品，经测试旋流器及脱水筛的运行指标如表3。

表3 尾矿选砂运行指标 %

筛上产品送至中国建筑材料科学研究总院检测，其各项指标如表4。

表4 筛上产品检测结果

根据中国建筑材料科学总院对筛上产品的检测结果，筛上产品符合建筑砂细砂的要求，可满足中加矿业周边建筑行业、水泥等行业对细砂的要求。

6 经济效益分析

尾矿选砂生产费用是指尾矿进入尾矿选砂系统至脱水产出的干料所产生的费用，不包含脱水物料的运输、转运费用，计算结果如表5。

表5 尾砂选矿生产费用

由尾矿脱水运行成本计算表5可以看出，年生产所需费用为601.11万元，按照每年生产330d，年处理量为300万t计算，则尾矿脱水的生产成本为2.00元/t。

根据现行设备运行指标，日产5 700t建筑砂，按照每吨15元计算，则日收益为8.55万元，则年收益为2 821.5万元，除去运行成本，年获利2 220.39万元，经济效益显著。

7 结语

中加矿业尾矿选砂实践表明，采用旋流器+脱水筛分级脱水工艺可实现尾矿分级选砂，可获得满足国家标准的建筑细砂，实现尾矿再利用，运行成本仅为2.00元/t，年获利2 220.39万元，经济效益和社会效益显著，可在尾矿粒度较粗的尾矿中推广，应用前景广阔。

[1] 陈 平.中国黄金尾矿综合开发利用的现状及发展趋势[J].黄金，2012，33(10):52-54.

[2] 袁剑雄,刘维平.国内尾矿在建筑材料中的应用现状及发展前景[J].中国非金属矿工业导刊，2005，(1):13-16

[3] 李 琳，吕宪俊.尾矿分级脱水—浓缩工艺及设备[J].矿山机械，2014，(1)：100-103.

Application of vibrating-dewatering screen in tailings treatment of Zhongjia Mining Co., Ltd.

The feasibility of using vibrating-dewatering screen to treat tailings was elaborated, and it got successful application in one iron mine. In this paper the technological process and technical indexes of vibrating-dewatering screen was introduced, and the running cost and economic benefit were analyzed. The practice indicated that using vibrating-dewatering screen to treat tailings had the advantages of saving equipment investment, low running cost and notable economic benefit.

vibrating-dewatering screen; sizing out sand from tailings; treatment process; economic benefit

TD926.2

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殷玉山(1963-)，男，河南唐河人，工程师，从事选矿工程技术管理工作。