巧治“尾礦之患”——靈寶金源尾礦無害化處理工藝探秘
地處中國(guó)金城的靈寶市金源礦業(yè)有限責(zé)任公司科技人員針對(duì)尾礦的安全堆存和尾礦水重復(fù)利用問題進(jìn)行深入研究，自主開發(fā)新型尾礦無害化處理工藝，將尾礦含水率控制在13～15%以下，尾礦堆存于尾礦堆場(chǎng)，無需建尾礦庫(kù)，解決了尾礦庫(kù)的環(huán)境、安全、占地問題。銅鋁鉛CNMN.COM.CN鋅錫鎳，中國(guó)有色網(wǎng)，小金屬,廢舊金屬。希望他們的經(jīng)驗(yàn)?zāi)芙o其他礦山企業(yè)以有益的啟示。銅鋁鉛CNMN.COM.CN 鋅錫鎳，中國(guó)有色網(wǎng)，小金屬,廢舊金屬。
無需尾礦庫(kù)，尾礦渣直接堆存尾礦堆場(chǎng)，回水全部重復(fù)利用，實(shí)現(xiàn)了安全、高效、環(huán)保、節(jié)水的有機(jī)統(tǒng)一……近年來，一種新型的尾礦無害化處理工藝在靈寶金源礦業(yè)有限責(zé)任公司獲得成功，不僅從根本上解決了該企業(yè)尾礦處理的安全、環(huán)保等問題，而且在山西曲沃縣選礦廠“開花結(jié)果”，深受業(yè)內(nèi)同行青睞。銅鋁鉛CNMN.COM.CN鋅錫鎳，中國(guó)有色網(wǎng)，小金屬,廢舊金屬。
近日在廣西南寧市召開的第三屆全國(guó)尾礦庫(kù)安全運(yùn)行技術(shù)高峰論壇上，靈寶金源副總工程師、河南省學(xué)術(shù)帶頭人、選礦專家王安理攜助手作了國(guó)內(nèi)礦山企業(yè)尾礦處理典型工藝經(jīng)驗(yàn)發(fā)言，濃縮了科技人員心血與智慧的專業(yè)論文《新型尾礦無害化處理工藝及實(shí)踐》受到與會(huì)各大企業(yè)“特別關(guān)注”，紛紛向金源“索寶取經(jīng)”。銅鋁鉛CNMN.COM.CN鋅錫鎳，中國(guó)有色網(wǎng)，小金屬,廢舊金屬。
綜合開發(fā)遭遇“成長(zhǎng)的煩惱”
靈寶金源成立于2004 年5月，由該市原桐溝金礦、靈湖金礦和大湖金礦整合重組而來。銅鋁鉛CNMN.COM.CN鋅錫鎳，中國(guó)有色網(wǎng)，小金屬,廢舊金屬。公司積極實(shí)施“以金為主、綜合開發(fā)利用”的發(fā)展戰(zhàn)略，2006年6月，針對(duì)小秦嶺北礦帶金鉬多金屬礦石資源，自主開發(fā)了小秦嶺石英脈金鉬多金屬礦石資源綜合利用新工藝，綜合回收金、銀、鉬、銅、鉛和硫，在原有規(guī)模為350噸/日全泥氰化炭漿廠（簡(jiǎn)稱炭漿廠）的基礎(chǔ)上，擴(kuò)建了規(guī)模為1000噸/日的多金屬綜合回收選礦廠（簡(jiǎn)稱千噸選廠）。銅鋁鉛CNMN.COM.CN鋅錫鎳，中國(guó)有色網(wǎng)，小金屬,廢舊金屬。擴(kuò)建后，尾礦排放量是原來的3倍以上，由于沒有新建尾礦庫(kù)，尾礦得不到安全堆存，同時(shí)生產(chǎn)用水量增加了3倍多。銅鋁鉛CNMN.COM.CN鋅錫鎳，中國(guó)有色網(wǎng)，小金屬,廢舊金屬。同時(shí)，小秦嶺地區(qū)經(jīng)過近 30年的開采，礦山涌水量急劇下降，雖多方引水但水量依然缺口較大，尾礦水回用率不足40%，常因缺水而被迫停車。銅鋁鉛CNMN.COM.CN鋅錫鎳，中國(guó)有色網(wǎng)，小金屬,廢舊金屬。
面對(duì)擺在面前的嚴(yán)峻形勢(shì)，金源公司科技人員在副總工程師、選礦專家王安理的帶領(lǐng)下，開始向尾礦的安全堆存和尾礦水重復(fù)利用這一世界性難題進(jìn)軍，探索和開發(fā)安全、高效的尾礦處理工藝技術(shù)。
干式排放終結(jié)“尾礦庫(kù)時(shí)代”
“要實(shí)現(xiàn)尾礦干堆，脫水是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。CNMn。我們的秘密武器就是利用深錐濃密機(jī)進(jìn)行濃縮脫水。CNMn。”王安理這樣介紹已在金源公司獲得成功的新型尾礦無害化處理工藝。CNMn。
要了解這一工藝的真諦，先要從靈寶金源千噸選廠的尾礦性質(zhì)和工藝說起。CNMn。千噸選廠入選的是低品位石英脈金鉬多金屬礦石，選礦工藝包括混合浮選、氰化提金、浮選鉬、鉛、銅，綜合回收了金、鉬、鉛和銅，尾礦成分主要是石英、碳酸鈣等礦物，尾礦產(chǎn)率 99%，尾礦比重2.9噸/立方米,尾礦礦漿濃度為26～29％，礦漿pH值=6～7,-200目粒級(jí)占60～65％，但-400目粒級(jí)占38.68％，粒度粗細(xì)組成很不均勻。CNMn。為提高金的回收率，炭漿廠采用原礦二段閉路細(xì)磨工藝，其尾礦粒度為－200目占90～93%，礦漿濃度45～48%，尾礦數(shù)量350噸/日，尾礦水含氰化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.05%。CNMn。
針對(duì)以上實(shí)際情況，王安理帶領(lǐng)科技人員深入分析，反復(fù)實(shí)驗(yàn)，最終確定了新型尾礦無害化處理工藝。CNMn。就是將尾礦經(jīng)濃縮- 過濾二段脫水后，得到尾礦干渣和回水，尾礦干渣直接堆存于尾礦堆場(chǎng)，回水全部循環(huán)利用，只建尾礦堆場(chǎng)無需建尾礦庫(kù)。CNMn。
技術(shù)人員經(jīng)過深入分析，達(dá)成共識(shí)：尾礦自流至深錐濃密機(jī)進(jìn)行濃縮脫水，將礦漿濃度由26～29％提高至62～65%，然后用泵將濃縮底流礦漿揚(yáng)送至陶瓷過濾機(jī)過濾脫水，所得尾礦干渣含水13%以下，尾礦干渣用皮帶輸送機(jī)輸送至尾礦堆場(chǎng)，采用裝載機(jī)攤鋪、逐層碾壓、夯實(shí)后覆土、即可恢復(fù)植被或復(fù)墾；濃密機(jī)溢流水和陶瓷過濾機(jī)濾液水統(tǒng)稱為回水，回水經(jīng)回水處理系統(tǒng)凈化后供生產(chǎn)循環(huán)重復(fù)使用。CNMn。
炭漿廠尾礦自流至攪拌槽，攪拌槽起到緩沖和攪拌的作用，用泵直接揚(yáng)送至陶瓷過濾機(jī)過濾，濾渣和千噸選廠尾礦濾餅用同一條皮帶輸送機(jī)輸送至尾礦堆場(chǎng)，濾液水供炭漿廠重復(fù)使用。CNMn。
這一工藝首先在靈寶金源千噸選廠取得了理想效果：千噸選廠尾礦水的重復(fù)使用，除可回收其中的微量金外，還可節(jié)約各類選礦藥劑費(fèi)，供水費(fèi)用等約120萬元/年。CNMn。從2006年7月年至2009年底，已累計(jì)節(jié)水約317萬噸，填溝造地約16.49畝，回水循環(huán)重復(fù)利用率達(dá)到92.6%，從根本上解決了千噸選廠生產(chǎn)用水問題。CNMn。
炭漿廠回水的重復(fù)循環(huán)使用，每年可以減排含氰廢水12萬立方米,回水中的氰離子和堿得到循環(huán)利用，可節(jié)約氰化鈉約45噸/年，不需另建污水處理設(shè)施，可減少含氰廢水處理費(fèi)用18萬元/年，杜絕了含氰廢水污染水資源。CNMn。
而尾礦直接堆存于尾礦堆場(chǎng)，無需建尾礦庫(kù)，尾礦管理人員比尾礦庫(kù)少10 人，按10年計(jì)算人工費(fèi)可減少200萬元；按10年服務(wù)年限計(jì)算尾礦堆場(chǎng)比尾礦庫(kù)投資少459.94萬元；尾礦逐層壓實(shí)保證了尾礦的安全堆存，真可謂一舉多得。
走向市場(chǎng)創(chuàng)效益
靈寶金源新型尾礦無害化處理工藝成功運(yùn)用于生產(chǎn)實(shí)踐的消息很快傳到了黃河對(duì)岸的山西省曲沃縣。中國(guó)有色網(wǎng)。作為山西省鐵礦加工新基地，曲沃縣有大小鐵礦企業(yè)百余家，受2008年“9.8”襄汾縣尾礦庫(kù)特別重大潰壩事故影響，許多企業(yè)都因不能處理好尾礦的排放問題而被迫停產(chǎn)。中國(guó)有色網(wǎng)。為了從根本上解決這一問題，2009年6月，該縣成桂選廠、麥斗選廠、鴻泰選廠、明鑫選廠等四家企業(yè)負(fù)責(zé)人一起找到了靈寶金源科技研發(fā)中心，委托金源公司為其提供技術(shù)支持。中國(guó)有色網(wǎng)。
金源公司高度重視，科技研發(fā)中心派出專人為四家企業(yè)提供全方位的技術(shù)支持。中國(guó)有色網(wǎng)。根據(jù)四家企業(yè)的尾礦特性反復(fù)試驗(yàn)，結(jié)合金源公司的干堆經(jīng)驗(yàn)，最終完成了工藝設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)及工藝調(diào)試，使四家磁選尾礦實(shí)現(xiàn)了干式排放，生產(chǎn)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。中國(guó)有色網(wǎng)。僅此一項(xiàng)，金源公司就獲得了可觀的技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)。中國(guó)有色網(wǎng)。
2010年春節(jié)前夕，山西省曲沃縣人大副主任趙常見、縣長(zhǎng)助理秦官堂、安監(jiān)局局長(zhǎng)李明等專程趕到靈寶市，向金源礦業(yè)有限責(zé)任公司和科技研發(fā)中心分別送來兩塊牌匾，向?yàn)樗麄兲峁⿴椭募夹g(shù)人員表達(dá)了感謝之情。
尾礦處理是礦山生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，也是選礦廠建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的重要組成部分。我國(guó)大型正規(guī)礦山尾礦庫(kù)屬自然沉淀、澄清脫水工藝，脫水效率低下，呈數(shù)量多、規(guī)模小、安全度低的特點(diǎn)。
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新型工藝背后的秘密
節(jié)水環(huán)保的“零”排放，安全經(jīng)濟(jì)的尾礦處理方式，高效自動(dòng)化的尾礦處理設(shè)備，適用于新、老礦山的尾礦處理工藝，讓飽嘗傳統(tǒng)尾礦庫(kù)煩惱的礦山人欣喜不已。中國(guó)有色網(wǎng)。那么，這神奇工藝的背后究竟包含著怎樣的秘密呢？
“零”排放的秘密。中國(guó)有色網(wǎng)。大家知道，尾礦水通常含有各種選礦藥劑、金屬離子，甚至含有劇毒的物質(zhì)，不能直接排放。中國(guó)有色網(wǎng)。靈寶金源的新型尾礦無害化處理工藝采用“吸附法”，將回水二次凈化處理后供生產(chǎn)重復(fù)使用，既節(jié)約了水資源，又避免了廢水外排污染環(huán)境。中國(guó)有色網(wǎng)。同時(shí)，回水用吸附法凈化處理還可以回收水中的微量金，脫去水中的油、藥等有害物質(zhì)，避免影響生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。中國(guó)有色網(wǎng)。而對(duì)于藥劑制度簡(jiǎn)單的選礦水可直接重復(fù)使用，無需吸附凈化，比如單一金屬選礦、全泥氰化等工藝。中國(guó)有色網(wǎng)。千噸選廠回水重復(fù)利用率達(dá)到92.6%以上，領(lǐng)先于國(guó)家環(huán)？偩帧(guó)土資源部、衛(wèi)生部聯(lián)合制訂的關(guān)于礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與污染防治技術(shù)政策規(guī)定的“到2010年有色系統(tǒng)選礦的水重復(fù)利用率應(yīng)達(dá)到75%”的目標(biāo)。中國(guó)有色網(wǎng)。雖然尾礦干渣含有13～15%的水分，以及微量的有毒有害物質(zhì)，但是已被完全封閉在堆場(chǎng)中，避免外滲和擴(kuò)散，經(jīng)過長(zhǎng)期的露天暴曬和自然降解，基本消除了對(duì)環(huán)境的危害。中國(guó)有色網(wǎng)。
安全經(jīng)濟(jì)的尾礦處理方式。中國(guó)有色網(wǎng)。尾礦堆場(chǎng)的穩(wěn)定性主要取決于尾渣的壓實(shí)度，保證壓實(shí)度的關(guān)鍵是控制尾渣含水率。中國(guó)有色網(wǎng)。靈寶金源的新型尾礦無害化處理工藝中，尾礦渣含水率低于13～15%，直接干式堆存，可只建尾礦堆場(chǎng)無需建尾礦庫(kù)。中國(guó)有色網(wǎng)。壓濾尾礦含水率18～25%，需在中轉(zhuǎn)堆場(chǎng)自然晾曬脫水后再轉(zhuǎn)運(yùn)至永久堆場(chǎng)，不能直接堆存。中國(guó)有色網(wǎng)。尾礦干渣直接用裝載機(jī)攤鋪，同時(shí)進(jìn)行碾壓、壓實(shí)，然后覆土即可恢復(fù)植被或復(fù)墾，尾礦的壓實(shí)度可以達(dá)到0.95以上，安全性能良好。中國(guó)有色網(wǎng)。及時(shí)恢復(fù)植被可以避免沙塵飛揚(yáng)污染大氣，防止雨水沖刷堆場(chǎng)坡面影響堆場(chǎng)穩(wěn)定，簡(jiǎn)化了尾礦處理工藝。中國(guó)有色網(wǎng)。
王安理給筆者這樣算了一筆賬：正常情況下尾礦堆場(chǎng)無水，尾礦管理工作簡(jiǎn)單。中國(guó)有色網(wǎng)。尾礦庫(kù)的基建投資一般占礦山建設(shè)總投資10%以上，占選廠投資的20%左右，尾礦設(shè)施的運(yùn)行成本占選廠生產(chǎn)成本的30% 以上，顯然，不建尾礦庫(kù)可以減少礦山投資和運(yùn)行成本。中國(guó)有色網(wǎng)。
自主研發(fā)的高效濃縮脫水設(shè)備。中國(guó)有色網(wǎng)。濃縮脫水是尾礦處理的重要環(huán)節(jié)，據(jù)了解，靈寶金源新型尾礦無害化處理工藝采用公司自主研發(fā)的高效濃縮設(shè)備--深錐濃密機(jī)（專利號(hào)ZL200720093039.8），獲得了高濃度底流和低含固量溢流。中國(guó)有色網(wǎng)。這種深錐濃密機(jī)由深錐、給料裝置、攪拌裝置、控制箱等組成，礦漿首先進(jìn)入給料裝置，易沉降的大顆粒迅速沉降至錐部，細(xì)顆粒從給料裝置下部分散至濃相沉積層進(jìn)一步沉降，澄清的溢流水從上部溢流堰排出，下部錐底排出高濃度的底流。中國(guó)有色網(wǎng)。
王安理對(duì)這種新型的高效濃縮設(shè)備非常認(rèn)可。中國(guó)有色網(wǎng)。他介紹說，與目前企業(yè)普遍采用的濃密機(jī)相比，深錐濃密機(jī)在外形上的顯著特點(diǎn)是高度大，其高徑比是2.1～2.4。中國(guó)有色網(wǎng)。實(shí)踐表明，深錐濃密機(jī)處理多金屬金鉬礦石浮選尾礦，其底流礦漿濃度可以達(dá)到65%以上，高濃度礦漿為降低過濾機(jī)濾餅水分和提高過濾機(jī)生產(chǎn)能力創(chuàng)造了很好的條件，溢流中懸浮物含量小于160×10－6，可做為生產(chǎn)用水使用。中國(guó)有色網(wǎng)。據(jù)資料顯示，由水力旋流器-濃密機(jī)串聯(lián)濃縮流程，尾礦綜合濃縮濃度僅達(dá)到45～50%。中國(guó)有色網(wǎng)。其它高效重力沉降脫水設(shè)備，雖然對(duì)濃縮機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，但是需要添加絮凝劑輔助脫水才能有較好的濃縮效果。中國(guó)有色網(wǎng)。而這種專利設(shè)備無需添加絮凝劑、無需旋流器即可達(dá)到高濃度的濃縮礦漿和清澈的溢流。中國(guó)有色網(wǎng)。
自動(dòng)節(jié)能的尾礦過濾設(shè)備。中國(guó)有色網(wǎng)。尾礦能否直接堆存，關(guān)鍵是尾礦含水率的高低，尾礦過濾是控制尾礦含水率的最后工序。中國(guó)有色網(wǎng)。靈寶金源新型尾礦無害化處理工藝過濾設(shè)備主要有壓濾機(jī)、帶式過濾機(jī)、筒式過濾機(jī)等。中國(guó)有色網(wǎng)。選用集微孔陶瓷、超聲技術(shù)、自動(dòng)化控制于一體的新型、高效、節(jié)能、環(huán)保的固液分離設(shè)備--陶瓷過濾機(jī)過濾尾礦，替代傳統(tǒng)的壓濾機(jī)。中國(guó)有色網(wǎng)。陶瓷過濾機(jī)工作周期由礦漿給入、濾餅形成、濾餅干燥、濾餅卸料、反沖洗五部分組成。中國(guó)有色網(wǎng)。其特點(diǎn)是效率高、操作簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)尾礦100%全部處理，濾渣含水率13～15%，松散度良好，可以直接堆存、運(yùn)輸、壓實(shí)，不需用干燥機(jī)干燥，濾液水就像自來水一般可循環(huán)利用。中國(guó)有色網(wǎng)。
新老礦山的“普適性”。中國(guó)有色網(wǎng)。一種新型工藝，在應(yīng)用過程中的“普適性”非常重要。中國(guó)有色網(wǎng)。靈寶金源新型尾礦無害化處理工藝可謂“老少皆宜”：老礦山企業(yè)選礦廠擴(kuò)建與否均可采用此工藝，能延長(zhǎng)現(xiàn)役尾礦庫(kù)使用壽命，尾礦干渣既可以干式直接堆存，還可以用于筑壩，現(xiàn)役尾礦庫(kù)終期庫(kù)容利用系數(shù)可達(dá)1.0～1.4或更高。中國(guó)有色網(wǎng)。而對(duì)于北方干旱、缺水的地區(qū)，尾礦水可循環(huán)使用，回水利用率高，又可以避免污染地下水資源，還可以綜合回收尾礦水中的有價(jià)元素。
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