全尾砂分级分段多途径综合利用方法

1730 编辑：管理员来源：铜陵有色金属集团股份有限公司

2021-11-04 14:32:46

权利要求

1.全尾砂分级分段多途径综合利用方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.降低尾砂中有害元素硫的含量：在硫浮选工序中，硫浮选矿浆的PH值6.5～7.5，加入异丁基黄药，所述异丁基黄药的加入量为10～15g/t；

B. 粗粒级+0.037mm尾矿的分离：将质量浓度为15～20%的选矿尾矿矿浆泵入斜板浓密器进行浓缩，待所述斜板浓密器底流矿浆质量浓度达到35～40%时进入旋流器组进行分级，将旋流器组粒级为+0.037mm的沉沙作为井下充填物料，送至井下充填立式沙仓；

C.提高细粒级-0.037mm～+0.010mm尾矿中Fe2O3的含量：上述步骤B中斜板浓密器溢流脱除Fe2O3含量低的微细粒级-0.01mm粘土，粗粒石英等非金属矿物分级到沉砂中，上述步骤B中旋流器组溢流进入高效浓密机再除去微细粒粘土，使目标粒级中Fe2O3富集；

D.细粒级-0.037mm～+0.010mm尾矿的分离：上述步骤B中旋流器组溢流粒径为-0.037mm的物料进入高效浓密沉淀器进行浓缩，所述高效浓密沉淀器底流矿浆质量浓度60～65%时，泵送至过滤机过滤，所得滤饼作为水泥铁质校正剂外销，所得滤液返回系统作为生产用水；

E.微细粒级-0.01mm尾砂分离：上述步骤B中斜板浓密器和步骤C中高效浓密沉淀器的溢流液送至高架浓密机，所述高架浓密机的上清液返回系统作为生产用水；所述高架浓密机的底流进入沉淀池进行固液分离，沉淀池的上清液溢流返回系统作为生产用水；沉淀池底流经浓缩、沉淀即得微细粒级尾砂，用于填埋露天坑和绿化。

2.根据权利要求1所述的全尾砂分级分段多途径综合利用方法，其特征在于：上述步骤B中旋流器组为4台型号为FX350-PU的旋流器组。

3.根据权利要求1或2所述的全尾砂分级分段多途径综合利用方法，其特征在于：进入上述步骤B中旋流器组的料浆含水量为60～65%，采用变频电机控制进入旋流器组进料压力为1.5kgf/m2左右。

4.根据权利要求1所述的全尾砂分级分段多途径综合利用方法，其特征在于：步骤D所述过滤机为陶瓷过滤机，滤饼含水量小于10%。

5.根据权利要求1所述的全尾砂分级分段多途径综合利用方法，其特征在于：所述步骤E中沉淀池中加入絮凝剂，所述絮凝剂的加入量为20～30g/t。

6.根据权利要求1所述的全尾砂分级分段多途径综合利用方法，其特征在于：所述步骤E中沉淀池底流经浓缩、沉淀后的微细粒尾砂含水量小于20%，粒径为-0.01mm 。

说明书

技术领域

本发明涉及矿山生态环境和尾矿资源化再利用领域，尤其涉及全尾砂分级分段多途径综合利用方法。

背景技术

某矿业公司在原某铜矿关闭破产的基础上建立的新模式国有矿山企业，铜矿床的矿石类型主要为含铜磁铁矿、含铜矽卡岩矿。主要有用元素为铜、硫和铁；其中铜矿物以黄铜为主，其次有斑铜矿、辉铜矿、少量度孔雀石、黑铜矿；伴生金属矿物主要有菱铁矿、磁铁矿、黄铁矿及赤铁矿等；脉石矿物主要有矽卡岩矿物及方解石、石英、长石等。矿山采矿（井下）采用上向分采充填采矿法，选矿生产原则流程为：磨矿（棒磨+砾磨）分级（旋流器+浮槽）、铜半优先选铜、铜硫混合浮选、混合精矿再磨、铜硫分离浮选、混合浮选尾矿磁选机选铁，产品为铜精矿、硫精矿和铁精矿三种产品。尾矿采用两段旋流器分级，+0.037mm粗粒尾砂用于井下充填，-0.037mm细粒尾砂输送尾矿库堆存。其尾矿中主要矿物为方解石、石英、白云母、绢云母、绿帘石、菱铁矿、褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿及不等的粘土，未发现有毒有害成分。尾矿化学多元素分析结果见表1、粒度组成见表2。

表1 尾矿化学多元素分析结果表

元素FeCaOAl2O3MgSCu含量(%)24.3812.74.482.321.310.14元素ZnAsAgAu其他合计含量(%)0.0350.0117.17g/t0.261g/t24.98100.00

上表可以看出，尾矿中铁的含量较高为24.38%，折合Fe2O3为34.83%。硫含量1.31%，折合SO3为3.275%；其次为硅、钙、铝等非金属矿物。

表2 全尾粒度组成表

序号粒级mm产率（%）累计产率(%)Fe含量(%)Fe累计分布率(%)1+0.22.622.6227.983.012-0.2～+0.154.16.7223.466.953-0.15～+0.1012.2518.9719.8716.944-0.10～+0.0748.1127.0820.1423.635-0.074～+0.057.634.6823.3430.916-0.05～+0.03711.546.1826.8343.577-0.037～+0.02713.459.5830.7260.458-0.027～+0.0201372.5826.2174.439-0.020～+0.01013.6185.1923.7487.22-0.01013.81100.0021.83100.00合计100.0024.38

由粒度分析可知，粒度在0.037-0.010mm之间的尾砂分布率为40.01%，且含铁品位也高，铁分布率为43.65%。

目前该矿业公司的尾矿库因环保、库容已满等问题，已无法继续堆存尾矿；尾砂分级效率低，+37μm粗粒尾砂产量满足不了井下充填要求，需购置大量黄砂进行充填，生产成本高；矿山多年生产产生的露天坑需泥土进行填埋及绿化。上述原因导致企业又面临停产。具体缺陷如下：

1、矿山使用的尾矿库为某铜矿关破前使用的尾矿库，坐落在距离选厂3.5公里的风景区，库区占地面积3平方公里，植被及山坡土体遭到一定程度破坏，时有漏砂及扬尘事件发生，对周围环境及水源造成一定的污染，给人民群众身心健康和生命财产安全造成一定程度的危害，环保和安全压力巨大。

2、矿山使用的尾矿库库容已不能满足企业服务年限要求，新建尾矿库投资巨大，且需要征地，成本高，而周边又无适合作尾矿库的场地，企业因无处排放尾砂面临停产的风险。

3、该矿的采矿方法为采用上向水平分采充填采矿法，要求井下充填体固化时间必须小于48小时，研究表明，只有充填尾砂+0.037mm含量必须大于等于90%，才能满足要求。因尾砂分级效率低，产出的粗颗粒尾砂不仅在数量上满足不了充填要求，在质量上因其含有大量的细颗粒尾砂，满足不了充填体强度要求。为此，企业每年需要购买大量黄砂。

4、尾砂中铁、二氧化硅、硫等资源没有得到充分回收利用，造成资源浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺流程简单、操作便利、分级效率高、绿色环保、收益可观的全尾砂分级分段多途径综合利用方法，充分利用尾砂中的粗颗粒尾砂及其中的铁、二氧化硅等资源，形成全尾砂分段分级多途径利用尾砂整套工艺技术，即：+0.037mm粗粒尾砂用于井下充填、-0.037～+0.01mm细粒尾砂用作水泥生产铁质校正剂、-0.01mm微细粒尾砂用于填埋露天坑和绿化，实现尾砂100%综合利用，产生的废水全部返回作生产用水。彻底解决企业尾砂出路问题和环保问题，保障矿山正常生产。

本发明所述的全尾砂分级分段多途径综合利用方法，如下步骤：

A.降低尾砂中有害元素硫的含量：在硫浮选工序中，硫浮选矿浆的PH值6.5～7.5，加入异丁基黄药，所述异丁基黄药的加入量为10～15g/t；

B. 粗粒级+0.037mm尾矿的分离：将质量浓度为15～20%的选矿尾矿矿浆泵入斜板浓密器进行浓缩，待所述斜板浓密器底流矿浆质量浓度达到35～40%时进入旋流器组进行分级，将旋流器组的沉沙（粒级为+0.037mm）作为井下充填物料，送至井下充填立式沙仓；

尾矿含硫在1.31%，折合SO3为3.275%,高于水泥铁质校正剂要求（SO3小于2.5%），必须降低硫含量。为此，通过强化浮选，添加捕收力强的异丁基黄药，降低浮选PH值，加强硫的回收，降低尾矿中的硫含量。浓缩过滤后细粒级（ -0.037 mm～+0.010mm）的尾砂中，硫稳定在1%以下（SO3小于2.5%），达到水泥厂对水泥铁质校正剂硫含量要求。

优选的，步骤B 中旋流器组为4台型号为FX350-PU的旋流器组。

优选的，步骤B 中旋流器组的料浆含水量为60～65%，采用变频电机控制进入旋流器组进料压力为1.5kgf/m2左右。

采用上述技术方案：对于+0.037mm粗粒尾矿用作井下充填，通过提高旋流器组粗粒级+0.037mm分级效率，粗粒级尾矿+0.037mm含量达90%以上，其满足井下充填数量和质量要求；

细粒级-0.037mm～+0.010mm尾矿中Fe2O3的含量，尾矿中铁的含量为24.38%，折合Fe2O3为34.83%，低于水泥铁质校正剂要求（Fe2O3大于35%）。要满足水泥铁质添加剂要求，必须提高尾矿中全铁含量，为此，通过提高旋流器组粗粒分级效率，将尾砂中粗粒石英等非金属矿物回收到粗粒尾砂中；采用斜板浓密器和高效浓密机，有效除去微细粒粘土，使目标粒级中Fe2O3富集；浓缩过滤后细粒级-0.037mm～+0.010mm的尾砂中，Fe2O3达到37.45%，达到水泥厂对水泥铁质校正剂SO3、Fe2O3含量要求，过滤后滤饼含水量小于10%。实现了产品外销。

优选的，步骤D所述过滤机为陶瓷过滤机，滤饼含水量小于10%。

优选的，步骤E中沉淀池中加入絮凝剂，所述絮凝剂的加入量为20～30g/t。

优选的，步骤E中沉淀池底流经浓缩、沉淀后的微细粒尾砂含水量小于20%，粒径为-0.01mm 。

综上所述本发明的有益效果是：采用本发明所述的全尾砂分级分段多途径综合利用方法的技术方案将尾矿中粗粒尾矿粒级+0.037mm尾砂作为充填用砂，用于井下充填；-0.037mm～-0.01mm的细粒级尾矿作为水泥厂铁质校正剂，-0.01mm粒级尾矿、粘土通过絮凝、沉淀，运至土石场绿化之用，变废为宝，实现了矿山尾砂100%回收利用，产生的废水全部返回作生产用水。既解决了矿山生产尾矿排放问题，又解决了井下采空区充填和和露天坑环境治理用砂、土问题，保障了矿山正常生产，减少了黄砂购进量，增加了额外收益。

附图说明

图1是本发明所述的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明：

实施例一：

本发明所述的全尾砂分级分段多途径综合利用方法，包括如下步骤：

A.降低尾砂中有害元素硫的含量：在硫浮选工序中，硫浮选矿浆的PH值6.5～7.5，加入异丁基黄药，所述异丁基黄药的加入量为10～15g/t；

采用本发明所述的技术方案：

1、提高+0.037mm粗颗粒尾砂分级效率及含量

采用斜板浓密器脱除尾矿中的部分细泥，将原两段旋流器分级改为旋流器组：型号为4台FX350-PU旋流器组，采用变频电机控制旋流器组进料压力在1.5kgf/m2左右、质量浓度35～40%，分级效率提高了10%以上，旋流器组沉沙中+0.037mm含量≥90%，且产率提高了近2%，每年产出粗粒级充填尾砂12万多吨，均满足进下充填要求。

2、提高-0.037mm～+0.01 mm尾砂中Fe2O3含量、降低有害元素硫的含量

尾矿中含Fe2O3品位在34.83%，SO3为3.275%，铁偏低，而杂质硫偏高，要满足水泥铁质添加剂要求，必须提高全铁含量，降低硫含量。本项目解决的关键技术是提铁降硫，满足水泥铁质校正料要求。通过提高旋流器组粗粒分级效率，将尾砂中粗粒石英等非金属矿物回收到粗粒尾砂中，采用斜板浓密器和高效浓密机，有效除去微细粒粘土，使目标粒级中Fe2O3富集。在硫浮选流程中，添加异丁基黄药的加入量为10～15g/t，控制浮选矿浆的PH值6.5～7.5，加强硫的回收，降低尾矿中的硫含量，双管齐下。浓缩过滤后-0.037mm～+0.01 mm尾砂中，Fe2O3达到37.45%，比总尾矿提高2.05个百分点，尾矿在硫稳定在1%以下（SO3小于2.5%），达到水泥厂对铁质校正料的质量要求。

3、-0.037mm～+0.01 mm粒级固液分离技术研究

水泥铁质校正剂要求含水量小于10%，本项目解决的关键技术-0.037mm～+0.01 mm粒级尾砂固液分离技术，将细粒级浓缩过滤处理流程分为两段处理，第一段选用高效浓密沉淀器进行浓缩沉淀，除去细泥和水，提高矿浆质量浓度60%以上；第二段采用陶瓷过滤技术进行脱水，滤饼（含水小于10%）作为水泥厂铁质校正剂外销，产生的滤液作为生产回水用。

4、-0.01mm粒级固液分离

微细粒级尾砂、粘土自流入沉淀池，加入絮凝剂经浓缩、沉淀，得到含水20%以下的细泥（-0.01mm），运至露天坑作为环境治理和排土场绿化用泥，其澄清水返回生产用水。其中，沉淀池中加入絮凝剂，所述絮凝剂的加入量为20～30g/t 。

综上所述，在硫浮选时降低浮选PH值，并添加捕收力强的剂异丁基黄药，加强硫的回收，降低尾矿中的硫含量，满足水泥厂对铁质校正剂中的硫含量要求；斜板浓密器底流矿浆质量浓度达到35～40%时进入旋流器组进行分级，旋流器组沉沙（+0.037mm）作为井下充填物料，送至井下充填立式沙仓；上述步骤B中斜板浓密器溢流脱除Fe2O3含量低的微细粒级（-0.01mm）粘土，上述步骤B中旋流器组将尾砂中的粗粒石英等非金属矿物分级到沉砂中，上述步骤B中旋流器组溢流进入高效浓密机再除去微细粒粘土，使目标粒级中Fe2O3富集，满足水泥厂对铁质校正料中的铁含量要求；高效浓密沉淀器底流矿浆质量浓度60-65%时，泵送至过滤机过滤，所得滤饼作为水泥厂的水泥铁质校正剂，步骤B中斜板浓密器溢流中脱除微细粒级（-0.01mm）粘土及上述步骤C中高效浓密机再除去微细粒级（-0.01mm）粘土中Fe2O3含量低10%，上述步骤B中旋流器组将尾砂中的粗粒石英等非金属矿物分级到沉砂中，使细粒级（-0.037mm-+0.010mm）尾砂中Fe2O3得到富集，满足水泥厂对铁质校正料中的铁含量要求。