湖北某铁矿尾矿干堆方案对比研究

于云龙 郭美玲 叶平先 孙浩展

（1.金诚信矿山工程设计院有限公司；2.中铁资源集团有限公司；3.金诚信矿业管理股份有限公司）

目前，我国境内的矿山尾矿库有上万座。早年开发的矿山尾矿库普遍存在“头顶库”的问题，对周边的居民具有很大的安全隐患，同时尾矿库内的选矿药剂和重金属离子存在污染地下水的重大环保风险［1-3］。近年，随着国家对环保监察力度的加大，推行绿色矿山建设，新建尾矿库的审批难度增大，如何有效解决矿山的尾矿问题成为重中之重。尾矿干排技术能够有效缓解尾矿库库容紧张的问题，延长尾矿库的服务年限，同时干排后的尾矿可进行综合再利用，在一定程度上创造了经济效益［4-5］。

湖北某铁矿为解决尾矿库库容不够的问题，考虑将选厂尾矿进行干堆处理，以延长尾矿库的服务年限，同时利用干堆后的尾砂制砂，变废为宝，综合效益显著。

1 尾矿干堆方案

1.1 选厂尾砂参数

湖北某选厂尾矿产量约2 500 t/d，尾矿浆浓度20%～30%，尾矿中最大固体颗粒0.4 mm，尾矿粒度约-0.074 mm55%，尾矿粒度分析结果见表1。

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1.2 方案设计原则

（1）充分考虑国内尾矿干堆工艺现状，根据矿山实际情况，推荐最优工艺流程，运行稳定可靠。

（2）项目投资最优，运营成本最低。

1.3 设计方案

结合国内尾矿干堆的主流工艺及矿山现状，提出：①分级脱水方案（方案1）；②全尾砂压滤方案（方案2）。

1.4 工艺流程

（1）方案1。选厂尾矿经现有浓密机浓缩后，经底流泵送入旋流器分级，旋流器底流进入脱水筛脱水，筛上物料含水18% 左右干排，筛下细粒级矿浆返回旋流器泵池形成循环。旋流器溢流进入高效尾矿浓密机浓密，添加絮凝剂沉降后，底流进行压滤干排，水分大于20%。方案1数质量流程见图1。

（2）方案2。选厂尾矿经现有浓密机浓缩后，底流全部经压滤机压滤后干堆，干堆水分15%～20%。压滤机合理的给料浓度30%～40%，磨矿细度约-0.074 mm55% ，选厂尾矿经现有浓密机可达到压滤机合理的给料浓度要求。方案2数质量流程见图2。

1.5 设备选型

1.5.1 方案1主要设备选型

（1）脱水筛。根据数质量流程给入脱水筛的总尾矿量为85.94 t/h（考虑10% 的波动系数），按单位面积处理能力计算，拟选用3台LKLM1848脱水筛（表2）。

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（2）旋流器组。给入旋流器组总矿浆体积量365 m3/h、干矿量143.23 t/h、浓度31.46%，选用LKX250×3 旋流器组与LKLM1848 脱水筛配套使用，拟选用3套LKX250-3旋流器组（表3）。

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（3）浓密机。浓缩设备选用φ38 m普通高效浓密机，配套絮凝剂添加系统。

由以上结果分析可知，酶解产物通过80%乙醇萃取后可获得丰富的多肽信息，上清液中多肽分子量分布均衡，各种分子量大小片段都存在。乙醇相再经过异丁醇萃取，上清液中主要是小于5 ku的多肽片段，3种酶解产物异丁醇萃取上清液均含有>94%的小于5 ku和>57%小于1 ku的多肽片段。

（4）压滤机。压滤机选用快开600 m2隔膜压滤机2台，配套注浆泵和空压机等。

1.5.2 方案2主要设备选型

方案2 利用现有尾矿浓密机，底流浓度要求30%～40%，满足压滤机的给矿浓度要求。压滤机选用3 台800 m2高压快速隔膜压滤机，滤饼含水率15%～20%。压滤机配套注浆泵、空压机等辅助设备。

2 投资分析

方案1和方案2主要设备选型及投资见表4、表5。

3 成本分析

针对以上2个方案进行成本分析，分析主要内容包括电耗、药剂、人工、滤布、筛网、维修费用等。

3.1 方案1吨矿成本

（1）絮凝剂消耗暂定20 g/t，絮凝剂价格1.7 万元/t。方案1絮凝剂成本0.34 元/t。

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（3）岗位工9人（3班人员），人工工资按200元/d，人工成本0.72 元/t。

（4）滤布消耗按0.001 5 m2/t，滤布成本0.33 元/t。

（5）脱水筛筛板采用聚氨酯筛板，使用寿命6 个月，每套筛板3 万元，筛板成本0.07 元/t。

（6）维修费用取0.32 元/t。

方案1单位成本合计3.54 元/t。

3.2 方案2吨矿成本

（1）电费0.5 元/kW·h，方案2用电成本2.88 元/t。

（2）岗位工9人（3班人员），人工工资按200元/d，人工成本0.72 元/t。

（3）滤布消耗按0.002 m2/t，滤布成本0.44 元/t。

（4）维修费用取0.34 元/t。

方案2单位成本合计4.38 元/t。

3.3 方案对比分析

从投资角度分析，分级脱水方案（方案1）的设备投资为597 万元，全尾砂压滤方案（方案2）的设备投资为633 万元，方案1的设备投资较方案2低36 万元；但此次方案对比中仅估算了设备投资，土建投资方案1 将会比方案2 略高，综合来看，2 个方案的建设投资基本相当。

4 结 论

（1）从2 个方案的运营成本角度分析，方案1 分级脱水方案运营成本3.54 元/t，方案2 全尾砂压滤方案的运营成本4.38 元/t，方案1的运营成本更低，每吨尾矿能够节省0.84 元/t，其主要原因是方案2 的装机功率较大，耗电量高，运营成本更高。

（2）通过综合对比分析，对于尾矿干堆项目采用分级脱水方案更有优势，主要是因为脱水筛设备投资低、运营费用少，对于该项目尾矿干堆推荐采用分级脱水方案。