胶东地区某金矿全尾砂真空过滤试验研究

2018-12-05杜加法杨纪光宋泽普盛宇航

采矿技术 2018年6期

杜加法,杨纪光,宋泽普,盛宇航

(山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司, 山东莱州市 261441)

0 引言

目前胶东地区大部分矿山均采用充填与湿排的方式处理尾砂,对于黄金矿山而言,尾砂产率普遍超过90%,即使是采用充填采矿法,将部分全尾砂充入采空区,仍将剩余约50%的尾砂需要排放堆存,而且普遍采用湿排的方式进行堆存,随着矿山产量提升,原有尾矿库服务年限不足以维持矿山可持续发展,并且随着坝高逐年增加,安全风险也随之加大,同时湿库还存在废水排放问题。而采用干排将全尾砂进行堆存可以有效缓解尾矿库库容压力,同时降低溃坝风险,大幅减少废水排放。

目前可实现大规模尾砂干排工艺的设备主要有压滤机和真空带式过滤机,2种工艺的不同之处在于有各自的适用性,文中通过对比经济成本以及适用性,认为采用真空带式过滤机进行干排更为合适。

1 压滤与真空带式过滤对比

压滤与真空带式过滤工艺的优缺点对比见表1。

通过对比可以发现,如果所选取的全尾砂能够采用真空带式过滤进行干排处理,那么采用真空带式过滤的方式是比较经济合理的,因此对该金矿的全尾砂进行了一系列试验。

2 真空过滤试验

2．1 试验过程

本次试验的主要设备有:

真空泵型号:2XZ-2型旋片真空泵;

过滤漏斗规格:0．0063585 m2;

过滤滤布:DZ-PET-35(网格尺寸30~35 μm)。

表1 不同干排方式的优缺点对比

将选取的尾砂试样进行浓度及粒径分析后,确定试样的代表性,然后进行真空过滤试验,测试经过滤后能达到的状态、含水率、过滤能力等指标,具体试验步骤如下:

(1)用手持式搅拌机将塑料桶内的尾砂试样充分搅匀;

(2)搅匀之后迅速取砂浆试样于编号为1＃、2＃、3＃的3个500 m L烧杯中,每个烧杯取约300 g试样,取样后称量;

(3)测试、清洗、调整好真空抽滤设备;

(4)1＃烧杯中的料浆不添加絮凝剂,将1＃烧杯中的尾砂试样直接倒入真空抽滤设备进行抽滤试验(抽滤压力稳定在0．05 MPa),记录抽滤时间、滤布型号、滤饼厚度、滤饼重量、滤液澄清度。

(5)2＃、3＃烧杯中的料浆添加适量絮凝剂,后续步骤同1＃烧杯料浆处理步骤。

(6)称取一定量滤饼重量在105℃烘箱内烘4 h后测其水分。

2．2 真空过滤试验结果

2．2．1 所选试样的代表性

对比不同天次所选取的全尾砂料浆,通过对尾砂进行粒径分析及浓度测试,表2表明,所取的尾砂,浓度在42%~45%之间,比较稳定;粒径组成(以400目为分界,-400目在34%~39%之间)也变化不大,说明所选取的全尾砂料浆具有代表性。

表2 所选取全尾砂样品的浓度及粒径组成

2．2．2 真空过滤试验结果

滤饼产量的计算公式为:

滤饼产量＝3600s×滤饼重量÷(抽滤时间×1000×0．0063585)

干基产量＝滤饼产量×(水分)×系数(0．8)

真空抽滤试验结果表明,在不添加絮凝剂的情况下抽滤效果不理想,若要提高抽滤效率需添加适量絮凝剂,45%左右质量浓度的料浆,所用絮凝剂添加量为64~68 g/t。

真空抽滤试验处理能力最小为384 kg/(m2·h),最大为724 kg/(m2·h),平均为544 kg/(m2·h),全尾砂来料浓度45%左右,絮凝剂添加量64~68 g/t,抽滤时间1~3 min,抽滤后含水率18%~21%。若采用80 m2真空过滤机,则最小处理能力为30．72 t/h,最大处理能力为57．92 t/h,平均处理能力为43．52 t/h。

试验不添加粗尾砂的全尾砂平均抽滤能力为796 kg/(m2·h),添加粗尾砂(不添加水)料浆浓度50%以上时平均抽滤能力)为1240 kg/(m2·h),添加粗尾砂(同时添加水)保持料浆浓度约45%时,平均抽滤能力为1094 kg/(m2·h),其中当添加少量粗尾砂(细颗粒-400目含量约30%时,平均抽滤能力为872 kg/(m2·h),添加较多量粗尾砂(细颗粒-400目含量约25%时,平均抽滤能力为1164 kg/(m2·h)。