砂钛铁矿选尾处理系统及处理工艺的制作方法

458 编辑：中冶有色技术网来源：云南中钛科技有限公司

2023-10-08 10:16:40

本发明涉及采选矿技术领域，特别是涉及一种砂钛铁矿选矿及尾矿处理系统及工艺

背景技术：

钛是一种银白色的金属，钛矿的种类繁多，当前工业利用的主要是金红石和钛铁矿，其次还有锐钛矿、板钛矿、白钛矿以及砂钛铁矿。当前国内外所普遍采用的传统工艺流程是：给矿—浓缩—磨矿—选别—出矿。在选别中，一般采用重选—电选、重选—磁选—浮选、单一浮选工艺流程。

其中当选用磁选时，由于现有立环脉动高梯度磁选机介质盒为φ1mm、φ1.5mmm、φ2mm、φ3mm，大部分立环脉动高梯度磁选机一直采用的磁介质盒为φ2mm。为了能够顺利进入磁选机磁选并提高回收率，大量原矿制浆后直接进入球磨机磨矿，将矿浆磨至-0.075mm占60％-90％，矿浆粒级比较细，这样造成的结果是能耗高、用水多，并且细粒或微粒矿物同时进入球磨，导致矿浆微粒矿物居多，难以回收，随尾水流失，且磨细后尾矿处理难度加大。

而且现有砂钛铁矿原矿含钛品位比较低；选矿工艺因为多年少有更新，一直采用原有粗放式的重选工艺，这种工艺矿物经隔渣制浆后直接进行筛分破碎，原矿均需要磨矿，首先导致了磨矿量大，微粉流失严重。

传统工艺中尾矿采用浓密机和板框式压滤机湿式排方，因为工艺简单、建设周期短等原因一直沿用至今，其中采用浓密机，占地面积大，尾矿浆加入药剂需要动力搅拌，沉淀效果差，造成能源消耗，成本上升。板框压滤机运转时，溶剂挥发大，对环境污染较大；每次过滤后需清洗，更换滤布，劳动强度大，耗时长，浪费较大，费用相对较高。因此传统工艺存在资金投入大、安全维护难度大、对地质环境破坏大等问题；并且在生产运营过程中用人多、回水不能充分利用、人工费及机械维护费用高等原因导致生产成本提高；在防渗、防洪、防污染等方面也存在安全隐患。虽然有个别砂钛铁矿企业也曾尝试采用干排干堆工艺，但因为工程实践经验、技术不够成熟以及针对尾矿性质和不同地形地质等因素影响，效果效率不佳。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种砂钛铁矿选尾处理系统及处理工艺，该系统通过对传统设备的改进以及新研制更适合的设备，进而对选矿及尾矿处理工艺进行改进，使得采用该系统及工艺提高选矿回收率、提高选矿品位，并且尾矿可采用干排填充采空区，使得环境和生态友好，治理成本低。

为实现上述目的之一，本发明采用的技术方案如下：

一种砂钛铁矿选尾处理系统，所述系统包括立环脉动高梯度磁选机和分级浓缩箱两个选矿组件，以及尾矿矿浆浓缩罐和强力带式脱水压力机两个尾矿处理组件；所述尾矿矿浆浓缩罐为上部圆柱形、下部倒圆锥形的罐体结构，所述罐体结构支撑在钢结构框架上；顶部开有进料口，上部设有清水排水管；下部倒圆锥形的底端具有锥底出料口，出料口的上端还具有从外部插入的防堵塞反冲管；所述的强力带式脱水压力机包括浓缩传送机和主机，所述浓缩传送机包括长条形的浓缩传送机架和设置在该机架上的泥浆进料斗、浓缩皮带、皮带传动辊和第一托辊组；所述主机部分包括设置在浓缩传送机下游的机架和该机架上设置的下压滤皮带、上压滤皮带、挤压辊组、加压辊、干泥饼出口上托辊和干泥饼出口下托辊，并且所述上压滤皮带和下压滤皮带至少一部分具有相同路径并间隔设置，其间隔空隙夹带尾矿物料，并且经间隔空隙逐渐变小的路径部分脱水后，再经挤压辊组和加压辊脱水排干，最后获得干泥饼并经干泥饼出口排出。

进一步，所述立环脉动高梯度磁选机的介质盒为φ4-5mm，所述立环脉动高梯度磁选机采用两组，背景磁感应强度为1.0t，额定励磁功率为97kw，磁介质为直排排列。

进一步，所述分级浓缩箱用于对矿物进行磁选并球磨后、重选前的分级处理，其结构为设置在机架上的从左到右依次排列的矿浆进料渠、扇形分浆口、缓冲斜板、粗粒矿物浓缩池、中粒矿物浓缩池、微粒矿物浓缩池；每个浓缩池下部设置有底阀，底阀下面具有倒圆锥型收集渠，收集渠下方设有汇集箱；微粒矿物浓缩池的尾部还设有溢流渠。

进一步，所述尾矿矿浆浓缩罐顶部进料口下方还设有上端开口底部封口，周边设溢流孔的进料缓冲槽。

进一步，所述浓缩皮带的初始端在浓缩传送机架上方上游的进料斗位置，沿机架长条形向下游延伸并且其下方有间隔设置的第一托辊组支撑，在端部经传动辊后经由机架下方回连至初始端形成闭合。

进一步，所述下压滤皮带的初始端设置在浓缩皮带下游端部下方，承接浓缩尾矿料，自该初始端开始经主机架上的第二托辊组后从7点钟方向连接大筛辊，然后从11点钟方向出大筛辊后从5点钟方向进入位于大筛棍左上方的传动辊，从1点钟方向出传动辊后从7点钟方向进入传动辊右上方的挤压辊组的第一挤压辊，从11点钟方向进入第一挤压辊左上方的挤压辊组的第二挤压辊，然后从1点钟方向出第二挤压辊后连接干泥饼出口下托辊，再经主机架下方下压滤皮带托辊组回到下压滤皮带初始端形成闭合；所述上压滤皮带整体设置在下压滤皮带上方，其初始端在下压滤皮带初始端右侧一定距离以留出下压滤皮带承接尾矿料空间，自初始端开始向右延伸，进入第二托辊组后与下压滤皮带经行相同路径至挤压辊组的第二挤压辊，然后连接干泥饼出口上托辊后经由机架上方上压滤皮带托辊组回到初始端；所述加压辊设置在第二挤压辊沿9点钟方向下压滤皮带及上压滤皮带外侧。

进一步，所述第二托辊组至少包括6个托辊，且上下均匀间隔设置，并且自上游端至上压滤皮带初始端至大筛棍，上、下托辊之间的间隔空隙逐渐缩小。

进一步，所述干泥饼出口下托辊的下压滤皮带外侧还设有下刮泥板；所述干泥饼出口上托辊的上压滤皮带外侧还设有上刮泥板。

为实现上述目的之二，本发明采用的技术方案如下：

一种砂钛铁矿选尾处理工艺，所述工艺包括如下步骤：

s1：矿浆经第一滚筒筛筛分，筛下物进入浓缩池浓缩；筛上物进入一级球磨机进行球磨破碎；浓缩池溢流泥水进入尾矿处理干排系统；

s2：浓缩池浓缩后的矿物进入立环脉动高梯度磁选机磁选；磁选后的尾水进入尾矿处理干排系统；

s3：磁选后的矿料经脱磁、第一浓缩池后进入分级机分级，微粒矿物随第一浓缩池的溢流水连同第一级分级机的溢流水进入分级浓缩箱，分级后的粗料进入一级球磨机，球磨后的物料进入分级浓缩箱分级；

s4：矿物在分级浓缩箱中被分为三级，分别进入一级螺旋重选，具体包括：粗粒矿物进入720螺距平面螺旋进行重选；中粒矿物进入640螺距平面螺旋重选；微粒矿物进入640螺距刻槽螺旋重选；

s5：经一级螺旋重选后的精矿进行二级720螺距平面螺旋重选，经二级720螺距平面螺旋重选后的精矿进入三级720螺距平面螺旋机重选后得精铁矿和经钛矿；经一级螺旋重选后的尾矿进入第二浓缩池，第二浓缩池的溢流泥水进入尾矿处理干排系统；

s6：s1步骤浓缩溢流泥水和和s2步骤磁选后的尾水加入石灰水后进入第一尾水分流箱，s5步骤的溢流泥水进入第二尾水分流箱；

s7：第二尾水分流箱的溢流泥水进入药剂罐，沉淀后，上层水进入第一尾水分流箱，沉淀物进入尾矿沉淀池；第一尾水分流箱的沉淀送入尾矿浆浓缩罐；尾矿沉淀池中的清水进入絮凝药剂池进行絮凝处理，尾矿沉淀池中的沉淀物进入淤泥池；絮凝后的沉淀物进入尾矿浆浓缩罐；

s8：尾矿浆浓缩罐的沉淀物进入强力带式脱水压力机；溢流清水经上部清水排水管返回尾矿沉淀池；

s9：强力带式脱水压力机处理后获得干泥饼经外部皮带机组传送至干堆场。

进一步，第二尾水分流箱连接第一、第二两个药剂罐，第一药剂罐连接第三药剂罐，第二药剂罐连接第四药剂罐，第三药剂罐后依次连接第一、三沉淀池，第四药剂罐后依次连接第二、第四沉淀池；并且第三、第四沉淀池各自通过清水池后并经水泵连接絮凝药剂池；第一至第四药剂罐的清水经尾矿渣浆泵送至第一尾水分流箱；第一至第四沉淀池共用一个淤泥池，所述清水池还与回水池连接。

本发明对立环脉动高梯度磁选机介质盒进行重大改进，改进后的立环脉动高梯度磁选机介质盒为φ4-5mm，要求给矿粒度只需要-3.5mm以下，由于原矿为钛砂矿，经过搅拌造浆后大部分矿浆是-3.5mm以下，这样就可以直接进入立环脉动高梯度磁选机抛尾，改造后通过率可达90％以上，高梯度磁选精矿直接进入下一步工艺进行处理，高梯度磁选机尾矿粒度粗且含钛低，为合格尾矿，处理起来也容易的多。此外，原立环脉动高梯度磁选机的磁介质为错序排列，为了解决冲洗不易，冲洗不彻底、不干净的问题，本发明重新计算磁场分布排列、重新制作模具，并在试制中式试验机的基础上，将磁介质改为直排排列；有效解决的冲洗问题，此外，经验证，磁介质改为直排排列后对矿物回收率也有大幅提升。

本发明工艺中根据不同粒度的矿物沉积速度不同，矿浆由矿浆进料渠进入，经扇形分浆口缓冲流速后进入浓缩池；再经缓冲斜坡缓冲矿浆流速；由于矿物颗粒沉降速度不一致，粗粒矿物沉积浓缩在前部，中粒矿物沉积浓缩在中部，微粒矿物沉积浓缩在后部，将矿浆划分为三个级别粗粒(<60目)，中粒(60-100目)，微粒(>100目)，最终达到分级浓缩。不同级别的矿物富集后再进入不同的螺旋溜槽(粗粒进入720螺距平面螺旋，中粒进入640螺距平面螺旋，微粒进入640螺距刻槽螺旋)。实现“分级浓缩，分级重选”，提高了回收率及精矿品质。并可以在该工艺中通过物理方式去除磷、硫、钙、镁等有害元素。

本发明采用浓缩罐代替浓密机，自然沉淀，节能省地，罐体结构简单实用；输送给压滤设备的尾矿浆均匀稳定。罐体出口上方设置反冲管，可以在出口堵塞时通过该反冲管进行疏通清理。

本发明采用带式压滤机代替板框压滤机，以往的带式压滤机多应用于污泥处理等领域，且规格多在1.5-2米，本发明结合云南夏季多雨及自有矿山矿性等因素，为确保尾矿浆经压滤机处理后的含水量降到最低，对设备进行了进一步改造，增加了双辊压滤，即在第二挤压辊外增设了加压辊，这使得尾矿含水量在原有基础上降低了10％；而且对压滤机规格也做了很大改动，从以往1.5-2米加大到3.5米，使得处理效率大幅提升,可提升20％以上,且运行和维护成本比原来的板框压滤机降低15％以上。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

1.采用本发明的选矿系统和选矿工艺，技术指标比传统工艺有大幅优势，铁的回收率增加了20％以上，钛的回收率增加了25％以上，铁精矿和钛精矿品位各自提高2％以上品位。

2.采用本发明的尾矿处理系统和尾矿矿工艺，相比传统工艺首先投资小，尾矿浆经设备处理后含水量在20％左右，干堆经机械碾压，不存在形成泥石流等隐患；采用尾矿干排填充采空区，节省安全及生态治理资金，节能减排及尾矿库维护费用，增加土地复垦面积；本且发明在排放过程中无灰尘、无污染、无渗漏、无任何有害化学元素，达到国家环保相关标准；水可连续循环利用，相比传统工艺可节水20-30％，且水质更优。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明的立环脉动磁选机的磁介质排列图；

图2是本发明的分级浓缩箱的结构示意图；

图3是本发明浓缩罐结构示意图；

图4是本发明的强力带式脱水压滤机的结构示意图；

图5是本发明选尾处理中尾矿处理工艺流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本发明的实施方式，提出一种砂钛铁矿选尾处理系统，所述系统包括立环脉动高梯度磁选机和分级浓缩箱两个选矿组件，以及尾矿矿浆浓缩罐和强力带式脱水压力机两个尾矿处理组件。

其中，所述立环脉动高梯度磁选机用于对矿物进行磁选处理；本实施例中所述立环脉动高梯度磁选机的介质盒为φ4.5mm，背景磁感应强度为1.0t，额定励磁功率为97kw，磁介质为直排排列，排列形式如图1所示。

其中，如图2所示，所述分级浓缩箱具体结构包括：设置在机架12上的依次排列设置的矿浆进料渠1、扇形分浆口2、缓冲斜板14、粗粒矿物浓缩池4、中粒矿物浓缩池5、微粒矿物浓缩池7；每个浓缩池下部设置有底阀9，底阀9下面具有倒圆锥型收集渠11，收集渠11下方设有汇集箱10；微粒矿物浓缩池7的尾部还设有溢流渠8，每个浓缩池4，5，7外面都有箍筋6箍紧，上面具有加高板3防止矿浆外溢；机架12上面还设有加强梁13加强强度。

其中，如图3所示，所述尾矿矿浆浓缩罐为上部圆柱形、下部倒圆锥形的罐体结构15，所述罐体结构15支撑在钢结构框架17上；顶部开有进料口(未图示)；本实施例中进料口下方还设有上端开口底部封口，周边设溢流孔的进料缓冲槽(未图示)；上部设有清水排水管16；下部倒圆锥形的底端具有锥底出料口18，出料口18的上端还具有从外部插入的防堵塞反冲管19。

其中，如图4所示，所述的强力带式脱水压力机包括浓缩传送机和主机，所述浓缩传送机包括长条形的浓缩传送部分机架20和设置在该机架上的泥浆进料斗21、浓缩皮带22、皮带传动辊26和第一托辊组23；所述浓缩皮带22的初始端在机架上方上游的进料斗21位置，沿机架长条形向下游延伸并且其下方有间隔设置的第一托辊组23支撑，在端部经传动辊26后经由机架下方回连至初始端形成闭合。所述主机部分包括设置在浓缩传送机部分下游的机架27，架上设置的下压滤皮带28、上压滤皮带29、挤压辊组31和加压辊32，所述下压滤皮带28的初始端设置在浓缩皮带22下游端部下方，承接浓缩尾矿料，自该初始端开始经主机架上的第二托辊组35后从7点钟方向连接大筛辊30，然后从11点钟方向出大筛辊后从5点钟方向进入位于大筛棍30左上方的传动辊41，从1点钟方向出传动辊后从7点钟方向进入传动辊右上方的挤压辊组31的第一挤压辊，从11点钟方向进入第一挤压辊左上方的挤压辊组31的第二挤压辊，然后从1点钟方向出第二挤压辊后连接干泥饼出口下托辊36，再经主机架下方下压滤皮带托辊组33回到下压滤皮带初始端形成闭合；所述上压滤皮带29整体设置在下压滤皮带28上方，其初始端在下压滤皮带初始端右侧一定距离以留出下压滤皮带承接尾矿料空间，自初始端开始向右延伸，进入第二托辊组35后与下压滤皮带28经行相同路径至挤压辊组31的第二挤压辊，然后连接干泥饼出口上托辊后37后经由机架上方上压滤皮带托辊组34回到初始端；所述加压辊32设置在挤压辊组31第二挤压辊沿9点钟方向下压滤皮带28及上压滤皮带29外侧。其中，实施例中所述第二托辊组35包括6个托辊，且上下均匀间隔设置，并且自上游端至上压滤皮带29初始端至大筛辊30，上、下托辊之间的间隙逐渐缩小；另外，该实施例中在大筛辊前还设置有导向辊组。所述干泥饼出口下托辊36的下压滤皮带28外侧还设有下刮泥板39；所述干泥饼出口上托辊37的上压滤皮带29外侧还设有上刮泥板40，压滤后的干泥饼从干泥饼出口38排出。

采用上述一种砂钛铁矿选尾处理系统，本发明提出一种砂钛铁矿选尾处理工艺，工艺流程的尾矿处理工艺部分参照图5所示；具体包括如下步骤：

s1：矿浆经第一滚筒筛筛分，筛下物进入浓缩池浓缩；筛上物进入一级球磨机进行球磨破碎；浓缩池溢流泥水进入尾矿处理干排系统；

s3：浓缩池浓缩后的矿物进入立环脉动高梯度磁选机磁选；磁选后的尾水进入尾矿处理干排系统；

s3：磁选后的矿料经脱磁、浓缩池后进入分级机分级，微粒矿物随浓缩池的溢流水连同分级机的溢流水进入分级浓缩箱，分级后的粗料进入一级球磨机，球磨后的物料进入分级浓缩箱分级；

s4：矿物在分级浓缩箱中被分为三级，分别进入一级螺旋重选，具体包括：粗粒矿物进入720螺距平面螺旋进行重选；中粒矿物进入640螺距平面螺旋重选；微粒矿物进入640螺距刻槽螺旋重选；

s5：经一级螺旋重选后的精矿进行二级720螺距平面螺旋重选，经二级720螺距平面螺旋重选后的精矿经进入三级720螺距平面螺旋重选后得精铁矿和精钛矿；经一级螺旋重选后的尾矿进入第二浓缩池，第二浓缩池的溢流泥水进入尾矿处理干排系统；

s6：s1步骤浓缩池的溢流泥水和s2步骤磁选后的尾水加入石灰水后进入第一尾水分流箱，s5步骤的溢流泥水进入第二尾水分流箱；

s7：第二尾水分流箱连接第一、第二两个药剂罐，第一药剂罐连接第三药剂罐，第二药剂罐连接第四药剂罐，第三药剂罐后依次连接第一、三尾矿沉淀池，第四药剂罐后依次连接第二、第四尾矿沉淀池；第一至第四药剂罐的清水经尾矿渣浆泵送至第一尾水分流箱；沉淀物分别进入第一、三尾矿沉淀池；第一至第四沉淀池共用一个淤泥池，第三、第四尾矿沉淀池各自通过清水池并经水泵连接絮凝药剂池连接；尾矿沉淀池中的清水进入絮凝药剂池进行絮凝处理，沉淀物进入淤泥池；所述清水池还与回水池连接；第一尾水分流箱的沉淀送入尾矿矿浆浓缩罐；絮凝后的沉淀物进入尾矿矿浆浓缩罐；

s8：尾矿矿浆浓缩罐的沉淀物进入强力带式脱水压力机；溢流清水经上部清水排水管返回尾矿沉淀池；

s9：强力带式脱水压力机处理后获得干泥饼经外部皮带机组传送至干堆场。

采用上述系统和工艺，在云南中泰钛业股份有限公司经过生产实际验证，与传统工艺相比，技术指标具有大幅度提升，具体，如表1所示。

表1选矿技术指标

由表1可以看出，精矿中铁的回收率提高了20％、品位提高了3％，钛的回收率提高了25％、品位提高了3％；传统工艺没有高梯度磁选；在重选过后，当前工艺比传统工艺的回收率已经有了大幅度提升，表明本发明的分级重选具有显著的效果。

除了上述技术指标外，采用本发明实施例的的系统和工艺，经济指标相比传统工艺，也具有大幅度提升，其中干泥饼含水量降低10％，节水27％，处理效率提升22％，运行和综合维护成本降低了16％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

技术总结

本发明涉及一种砂钛铁矿选尾处理系统及处理工艺，所述系统包括立环脉动高梯度磁选机和分级浓缩箱两个选矿组件，以及尾矿矿浆浓缩罐和强力带式脱水压力机两个尾矿处理组件。所述工艺包括高梯度磁选机磁选和分级浓缩、分级重选工艺，以及尾矿浓缩和强力带式脱水挤压工艺；采用本发明的选矿系统和选矿工艺，技术指标比传统工艺有大幅优势，铁的回收率增加了20％以上，钛的回收率增加了25％以上，铁精矿和钛精矿品位各自提高2％以上品位。尾矿浆经设备处理后含水量在20％左右，排放过程中无灰尘、无污染、无渗漏、无任何有害化学元素，达到国家环保相关标准；水可连续循环利用，相比传统工艺可节水20?30％。

技术研发人员：方树坡;蒋成亮;王向东;方振

受保护的技术使用者：云南中钛科技有限公司

技术研发日：2017.07.21

技术公布日：2017.11.24

声明：

“砂钛铁矿选尾处理系统及处理工艺的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。

我是此专利(论文)的发明人(作者)