1、第二届金属矿与非金属矿选矿新工艺新第二届金属矿与非金属矿选矿新工艺新技术新设备技术新设备交流会交流会二三四五一 我国的尾矿堆存以湿式堆存为主，近年来随着国家对安全、环境、水资源越来越重视，并随着尾矿浓缩、压滤及高浓度尾矿浆输送技术的发展，在一些矿山出现了尾矿井下排放、尾矿膏体堆存和井下充填及尾矿干式堆存。 最新颁布的中华人民共和国环境保护法被称为“史上最严厉”的新法。因此，尾矿库的安全与环境保护、尾矿的处理与处置、尾矿的整体利用、无尾矿山等必须引起广大矿山企业管理人员的重视，也必将成为矿山企业今后的工作重点。二三四五一尾矿堆存技术的革新尾矿堆存技术的革新 选厂选厂山谷山谷河流河流湖泊湖泊海洋海
2、洋 尾矿尾矿原始排放方式原始排放方式 选厂选厂 排放排放 尾矿尾矿岩石和泥土坝岩石和泥土坝岩石岩石/泥土坝泥土坝 尾矿尾矿 选厂选厂尾矿坝尾矿坝 排放排放 尾矿坝尾矿坝尾矿干堆或膏体堆放尾矿干堆或膏体堆放 选厂选厂AABBCC 底流底流溢流溢流尾矿尾矿 旋流器旋流器溢流溢流岩石岩石/泥土坝泥土坝进下回填进下回填尾矿膏体、滤饼尾矿膏体、滤饼CTD中央尾矿排放中央尾矿排放高浓度高浓度/膏膏体体/滤饼滤饼旋流器旋流器底流底流分级分级全尾砂全尾砂主要的尾矿堆存技术主要的尾矿堆存技术湿式尾矿堆存干式尾矿堆存膏体尾矿堆存尾矿井下排矿尾矿膏体井下充填袋式堆存尾矿库尾矿固结堆放湿式尾矿堆存优点： 初期设备投资
3、较省 运行成本较低（自流或近距离排放） 适用于尾矿自流或尾矿库离选矿厂较近的场合缺点： 需要较大容积的尾矿库，占地面积大，初期库或坝的投资大 回水率低，不能实现厂前回水 尾矿库（坝）的安全隐患大 尾矿库建设投资较大。约占矿山建设总投资的5%10%，占选厂基建投资的20%左右。我国每年要花费10-15亿元用于堆存尾矿，花费15-25亿元用于维护尾矿库。 尾矿库存在较大的安全隐患。如排土场滑坡、泥石流、尾矿库溃坝等 。 2008年年“9.8”山西襄汾新塔矿业有限公司尾矿库溃坝，造成山西襄汾新塔矿业有限公司尾矿库溃坝，造成270多人死亡。多人死亡。 严重影响生态环境。尾矿粒度小，比表面积大，堆存时容
4、易流动和塌漏，造成植被破坏。另外，尾矿易产生人工“沙漠”，污染大气；尾矿水中的重金属离子也会对环境产生较大影响。尾矿库飞灰尾矿库飞灰尾矿库水污染尾矿库水污染 常规尾矿库建设占用大量的土地 。我国尾矿堆放占用土地达1,300多万亩，随着每年尾矿量的不断增加，必将占用更多的土地。 近年来的主要发展趋势： 基于层次分析法（AHP）与地理信息系统（GIS）进行峡谷区尾矿库选址方法。 利用露天采坑、地下空区、地表塌陷区等废弃空间堆放尾矿 尾矿库的防渗和排渗技术，高密度聚乙烯HDPE复合土工膜 尾矿库筑坝，模袋法堆坝技术 尾矿库的加固技术，超压真空密实技术、端部卷轴式土工格栅加固方法、塑料排水板排水固结法
5、、土工聚合物加固法、高压喷射灌浆技术 尾矿库模型验证，溃坝仿真模型、安全预测模型、溃坝后砂流的演进模型大平掌尾矿库模袋法堆坝现状图汤丹尾矿库模袋法堆坝现状图干式尾矿库堆存 干式尾矿堆存技术最早出现在上世纪八十年代，当时在黄金系统由于选矿工艺采用氰化工艺，造成尾矿桨体中含有剧毒氰化物质，如湿排堆存会严重污染环境。因此采用对尾矿浆体首先进行脱水，将有剧毒氰化物的尾矿水另行处理，脱水后的干尾矿送入尾矿库实行干式堆存。尾矿桨体经脱水处理后，尾矿中有毒有害成分的含量大大减少，很大程度上减轻了对环境的污染。 2022年6月9日7时38分17尾矿干堆优点：p 尾矿干堆技术的应用使尾矿库的安全等级大幅提高，减
6、少了安全隐患。p 尾矿干堆技术从地形选择这个角度上来说的应用范围较为广泛p 环境污染大幅降低、环保效益显著p 相同建库体积下的有效库容量大幅上升，延长了服务年限p 水的重复利用率大幅上升p 建库成本和安全管理成本大幅降低2010.4.11，工信部、科技部等四部委联合发布的2010-2015金属尾矿综合利用专项规划，特别提到要“推广尾矿干排技术”。2022年6月9日7时38分18尾矿干堆缺点：p 运营费用较高 干式尾矿堆存与湿排堆存相比运营费用要高很多，据近年来有些湿排改干排矿山的运营费比较来看，生产1.0吨精矿粉处理尾矿的费用一般要增加5080元。p 尾矿坝体较松散，容易滑坡 干式堆存的尾矿坝
7、，一般为全尾矿，尾矿不分选，全尾矿坝体的物理力学性质由于尾矿的粒度粗细混杂，尾矿坝体虽经碾压（有的不碾压），但一般比较松散。2022年6月9日7时38分19p 设备投资较大 尾矿干堆一般需要尾矿浓缩设备、尾矿输送装备等。p 压滤机、过滤机等的处理能力有限，导致大规模生产企业无法实施尾矿干式堆存p 在降雨较大的地区无法实施尾矿干堆。这是由于干式尾矿在雨水的作用下仍然会变成泥石流p 对环境会产生一定的影响。干式尾矿库表面尾砂会形成扬尘而污染环境 干尾矿输送到尾矿库的运输方式主要采用干尾矿输送到尾矿库的运输方式主要采用胶带运输胶带运输或或汽车运输汽车运输。尾矿坝采用。尾矿坝采用机械分层堆筑并进行适当
8、碾压机械分层堆筑并进行适当碾压。 胶带运输一般比汽车运输费用低，场内可采用移动式胶带运输一般比汽车运输费用低，场内可采用移动式胶带机倒运，推土机推运、整平、碾压。寒冷地区冬季运胶带机倒运，推土机推运、整平、碾压。寒冷地区冬季运行要采取保温措施。行要采取保温措施。 汽车运输机动性较大但输送费用高，当堆场库容较小汽车运输机动性较大但输送费用高，当堆场库容较小或运输距离较近时宜采取汽车运输。场内用推土机整平、或运输距离较近时宜采取汽车运输。场内用推土机整平、碾压。碾压。干式尾矿的运输和堆存方法：2022年6月9日7时38分21 干堆尾矿库的主要安全设施包括干堆尾矿库的主要安全设施包括初期坝初期坝、拦
9、砂坝拦砂坝、堆堆积坝积坝、排洪及截洪设施排洪及截洪设施、排渗设施排渗设施、观测设施观测设施及其他影响及其他影响尾矿库安全的设施构成。尾矿库安全的设施构成。 初期坝初期坝指基建期间建设，用以拦挡储存干尾矿的坝体。指基建期间建设，用以拦挡储存干尾矿的坝体。 拦砂坝拦砂坝指干堆场的外围构筑物，根据堆筑需要建设的指干堆场的外围构筑物，根据堆筑需要建设的临时性拦砂坝体（包括副坝）。临时性拦砂坝体（包括副坝）。 堆积坝堆积坝指生产过程中在初期坝或拦砂坝顶以上用干尾矿指生产过程中在初期坝或拦砂坝顶以上用干尾矿堆筑形成的坝体。堆筑形成的坝体。 干式尾矿库的筑坝方法：2022年6月9日7时38分22筑坝方式有：
10、筑坝方式有：上游式堆筑法：上游式堆筑法：在初期坝上游由下向上分层，由外向内推在初期坝上游由下向上分层，由外向内推移堆筑尾矿的方式。适用于干堆场区纵深较短，山谷谷底移堆筑尾矿的方式。适用于干堆场区纵深较短，山谷谷底较陡的尾矿库较陡的尾矿库 。下游式堆筑法：下游式堆筑法：从库区尾部开始向下游方向分段依次堆存从库区尾部开始向下游方向分段依次堆存尾矿的方式。适用于干堆场区纵深较长或叉沟较多的场地尾矿的方式。适用于干堆场区纵深较长或叉沟较多的场地 。中部堆筑法：中部堆筑法：从库区中部开始向周边方向堆存尾矿的方式。从库区中部开始向周边方向堆存尾矿的方式。适用于尾矿库区长、宽方向相当，或脱水车间建于中部区适
11、用于尾矿库区长、宽方向相当，或脱水车间建于中部区域便于运输的场区。域便于运输的场区。周边堆筑法：周边堆筑法：从库区周边开始向库区中部推移堆存尾矿的从库区周边开始向库区中部推移堆存尾矿的方式。适用于傍山型、平地型干堆尾矿库方式。适用于傍山型、平地型干堆尾矿库 。2022年6月9日7时38分23金矿山：山东归来庄金矿、辽宁排山楼金矿、中国黄金集团石湖矿业有限公司、内蒙古撰山子与柴胡栏子金矿、北京市京都炭浆厂、新疆哈密某金矿、河北丰宁窄岭金矿、广西龙头山金矿、甘肃省天水李子金矿、云南大沙地金矿等铁矿山：山东金岭铁矿、昆钢玉东矿业包子铺铁矿、哈密天湖铁矿、北京密云铁矿、河北唐山、承德、内蒙、广东、山东
12、、等地的铁矿企业有色金属矿山：里伍铜矿、广东某多金属矿等其它矿山：江苏船山石灰石矿等实例：膏体尾矿堆存 膏体是一种具有流动性和一定的屈服应力、不离析、在静止状态下基本不析水、没有临界流速的固液两相混合体。通常表现为矿浆粘度迅速增大，流体呈非牛顿体的流变特性，颗粒的惯性在浆体中的影响相对很小。按质量百分数计算，膏体中固体物料20m级别的颗粒应大于20%以上。该级别细颗粒可防止水的渗流，从而可以保持膏体的水分，阻止较大颗粒产生离析，并在膏体泵送过程中起润滑作用。 膏体尾矿是指浓缩到膏体状态的尾矿矿浆，该种类型的尾矿不沉降，在管道中的流动状态为栓塞流，具有较高的屈服应力和较低的塌落度，没有或仅有很少
13、量的渗透水析出。25膏体细颗粒网络结构 细颗粒粘结，和水一起形成“重介质” 保持粗颗粒悬浮，表现为“非沉降性” 粗细颗粒的适宜比例控制铁尾矿，浓度铁尾矿，浓度80%，粒度，粒度 70% -20 m，10% +200 m尾矿膏体的特性: 固体悬浮，不沉降固体悬浮，不沉降26 有固定形状有固定形状ferrochrome tailings鉻铁合金尾矿50 wt% solids 50%的固体 75% -20m 20m颗粒占75%赤泥膏体膏体不重新悬浮，如遇大雨，由于其渗透性差，因此水不会向地下渗透，只会沿着坡度向下流 高粘度，渗透率低高粘度，渗透率低28 不离析不离析 是指膏体内部水分子与矿石颗粒之间
14、、矿石颗粒与矿石颗粒之间受各作用力的控制，在一段时间内保持相对平衡。 膏体尾矿表面暴露在大气中的水分子会蒸发，故堆存一段时间后表面会出现干裂，干裂只是水分蒸发，体积缩小，粒度分布关系并没有改变，不会出现粗细颗粒的离析，从而使干裂以后变得更加致密，所以在大气中不会出现扬尘现象。紫金山金铜矿中和渣紫金山金铜矿中和渣34.4%浓度的膏体不同放置时间的状态浓度的膏体不同放置时间的状态5天4天6天29 尾矿膏体固体浓度大尾矿膏体固体浓度大 形成膏体时的尾矿浓度因尾矿的种类不同而不同，这是因为不同的尾矿其粒径分布、粘土含量、颗粒形态、矿物学性质、静电力、絮凝剂的用量都有相当大差异。如铝土矿赤泥的膏体固体百
15、分含量为45%、铜铅锌尾矿为75%、金矿尾矿为72%等，紫金集团铜湿法厂的中和渣的膏体固体百分含量只有30%左右。因此，膏体排放浓度没有统一的标准，应具体情况具体分析。 不是所有的尾矿都能形成膏体，尾矿的性质很重要，因此，应对特定的尾矿进行必要的试验工作。尾矿膏体堆存的特点和优势： 基建投资与常规浆体尾矿堆存相似，增加了浓缩设备基建投资与常规浆体尾矿堆存相似，增加了浓缩设备和输送系统的设备投资，但大大减少了管理和日常维护和输送系统的设备投资，但大大减少了管理和日常维护费用，占地面积小，费用，占地面积小，对整体投资有利对整体投资有利。 尾矿浓度高（尾矿浓度高（65-75%）、矿浆体积小、）、矿浆
16、体积小、回水利用率回水利用率高高(90%)、节省了新水、降低了电耗、减少了选矿药剂、节省了新水、降低了电耗、减少了选矿药剂的消耗，防止了水污染。膏体堆存不会向尾矿库排放多的消耗，防止了水污染。膏体堆存不会向尾矿库排放多余的水，尾矿回水全部经过深锥膏体浓密机返回，它的余的水，尾矿回水全部经过深锥膏体浓密机返回，它的利用率高于常规的尾矿处理方式。利用率高于常规的尾矿处理方式。 不需要建常规尾矿坝、不需要建常规尾矿坝、库址的选择灵活库址的选择灵活（塌陷坑、低（塌陷坑、低洼地、缓坡地等），减少了筑坝工程量和输送投资洼地、缓坡地等），减少了筑坝工程量和输送投资 。 改善了尾矿的物理性能和土工力学性能，改
17、善了尾矿的物理性能和土工力学性能， 尾矿排放滩尾矿排放滩面很快能稳定，易于机械和人员上坝作业，能够实现面很快能稳定，易于机械和人员上坝作业，能够实现运营运营和复垦同步进行和复垦同步进行，可以更快地恢复尾矿库植被，复垦投资，可以更快地恢复尾矿库植被，复垦投资小，闭库成本低。小，闭库成本低。 膏体堆存膏体堆存增加了尾矿库的储存能力增加了尾矿库的储存能力，减小了尾矿占地，减小了尾矿占地面积，膏体尾矿采用面积，膏体尾矿采用管道输送管道输送，较为灵活，容易管理，生，较为灵活，容易管理，生产成本低。产成本低。 改善了环境改善了环境，减少了溃坝风险性和尾矿水渗透的危险，减少了溃坝风险性和尾矿水渗透的危险，提
18、高了安全性提高了安全性。膏体尾矿的渗透性非常差，对地下水系的。膏体尾矿的渗透性非常差，对地下水系的影响很小。已经脱水的尾矿，其空隙中保留了几乎饱和的影响很小。已经脱水的尾矿，其空隙中保留了几乎饱和的水，使氧化反应减小到最低，防止了腐蚀和粉尘的产生。水，使氧化反应减小到最低，防止了腐蚀和粉尘的产生。 库内尾矿表面龟裂，粗细颗粒之间不会出现离析，且掺加了絮凝剂，使尾矿内部结构更加紧密，所以表面干裂以后的尾矿，不会出现扬尘，对保护环境十分有利。 南非贝克曼铁矿 （BKM）铁尾矿形成的膏体干裂后的情况 巴润矿业公司尾矿库尾矿膏体堆存的主要适宜矿山： （1）水资源匮乏的矿山；）水资源匮乏的矿山；（2）根
19、据环保要求尾矿水不能排放或者尾矿水处理）根据环保要求尾矿水不能排放或者尾矿水处理费用非常高的矿山，不能建常规尾矿库的矿山；费用非常高的矿山，不能建常规尾矿库的矿山；（3）尾矿库库址地质情况复杂，不适合传统湿尾矿）尾矿库库址地质情况复杂，不适合传统湿尾矿堆存的矿山；堆存的矿山；（4）长距离、高浓度的尾矿、精矿输送矿山；）长距离、高浓度的尾矿、精矿输送矿山；（5）可以与尾矿地下充填相结合，有效地减少膏体）可以与尾矿地下充填相结合，有效地减少膏体尾矿缩和输送的投资。尾矿缩和输送的投资。尾矿井下排放优点： 充分利用进下空区场地，地表场地占用少。 若无渗漏，安全隐患小。缺点： 井下空区四周是天然岩体，具
20、有裂隙、各向异性等特点，需进行防渗漏处理。 围岩承受内水压力，渗透水会使围岩或地下结构体的稳定性发生变化，会导致采空区垮冒甚至波及地表建筑物的安全。 新建选矿厂不具备使用条件。尾矿膏体井下充填优点： 尾矿浓度浓缩到65%以上，回水率提高到90%左右。 全尾砂充填工艺，固体尾矿量大幅减少，基本消除尾矿库。 充填后的采空区稳定性加强，避免或减少采空区塌陷缺点： 土建及设备投资大，运行费用高。 尾矿的再利用困难。袋式堆存尾矿库特点： 尾矿浆中加入一定比例的絮凝剂，采用浓密机浓缩后使矿浆浓度达到40%50%； 输送灌入特殊材质膜袋中，通过自然脱水和上层重力对袋子的静压脱水，尾矿随袋成型堆积筑成； 尾矿
21、采用膜袋自然脱水，尾矿随袋成型筑成的堆积体稳固，并容易堆高； 库容利用率0.9； 不受地形限制，尾矿堆存地区多雨或雨季较长，尾矿库的堆坝溃坝安全隐患小，土地占用量少，初期投资小，运行、管理费用低，便于资源二次利用及复垦，适用于小型矿山。应用实例：老挝某铁矿尾矿固结堆放 尾矿固结排放工艺流程主要包括泵砂、添加胶凝材料、尾矿脱水和脱水后尾矿堆排。应用实例：西石门铁矿尾矿采用尾矿固结排放技术，通过实验室和工业试验，优选出适用的胶凝材料并得到胶凝材料配比规律，得出浓缩脱水设备的技术参数。根据试验结果提出了50万t/a尾矿固结排放系统优化方案，经济效益分析表明，固结排尾的总成本费用低于尾矿库排尾。二三四
22、五一尾矿库事故分析 尾矿库主要溃坝原因：坝高、尾矿液化、渗透破坏、洪水漫顶、地震、坝坡失稳、违规建设等 事故树分析法 三维地形观测、表面流场测量、自动水位测量等方法建立尾矿库溃坝预测数学模型尾矿库安全评价 采用对应分析法、层次分析法（AHP）、模糊层次分析(FAHP)、不确定型层次分析法、集对分析理论、基于熵权的集对分析法、多层次模糊综合评判模型、三角模糊理论、模糊灰色综合评价法、和声搜索算法（HSA）、 BP神经网络、未确知测度理论、蒙特卡洛模型、区间二元语义集结算子、物元可拓模型、证据理论、圆弧条分法等对尾矿库进行安全评价，反映尾矿库的安全等级。尾矿库安全监测 监测方法：变形测量法、三维高
23、密度电法、常维分形和变维分形、 RBF神经网络法等 监测技术：GPS遥感技术、 GNSS卫星定位技术、 GPRS技术、 GPS一机多天线等 监测设备： UBOX-5016型和SVM-4C型爆破振动监测仪、弹簧式光纤传感器、光纤光栅位移传感器、智能全站仪等 监测与预警系统：基于Internet-Intranet、Silverlight、CAN总线、 RTK-GPS、 OpenGL、GIS、 Agent、 B/S模式、 ZigBee、 LabVIEW等技术的尾矿库安全监测系统尾矿库安全预测 采用果蝇算法优化GRNN模型、修正型果蝇优化算法优化MFOA-GRNN模型、二维流固耦合模型、FLO2D泥石
24、流模拟软件与3DMine 数字矿山软件耦合、Bingham模型结合ANSYS CFX流体动力学分析软件等对尾矿库的安全进行预测。尾矿库安全管理 国内外针对尾矿库的综合管理技术、资源管理体制、安全保障体系、安全管理专家系统、安全管理制度和模式等方面进行了探索，取得了一定的成功经验。 提出了基于风险、GIS技术的系统性尾矿管理方法，建立了尾矿库Safety case结构模型，形成了基于Safety case和PDCA方法的矿山尾矿库安全保障体系，编制了尾矿库安全管理专家系统软件，构建了尾矿库智能监控系统总体结构，提出了数字尾矿库的理念。二三四五一尾矿尾矿浆体尾矿浆体尾矿膏体尾矿膏体尾矿尾矿滤饼尾矿
25、滤饼普通浓密机、高效浓密机和高密度浓密机普通浓密机、高效浓密机和高密度浓密机膏体浓密机膏体浓密机压滤机压滤机传统传统 & 高效高效高浓度尾矿高浓度尾矿膏体膏体 设备设备H:d 1:1滤饼滤饼 普通浓密机普通浓密机 高效浓密机高效浓密机 高效浓密机高效浓密机(絮凝絮凝)膏体膏体浓密浓密机机压滤机压滤机膏体浓缩机侧壁高度是高效浓密机的数倍 不同浓度尾矿样的屈服应力和制备设备主要的浓缩技术与工艺主要的浓缩技术与工艺湿式尾矿的浓缩技术与工艺干堆尾矿的浓缩脱水技术与工艺膏体尾矿的浓缩脱水技术与工艺絮凝技术湿式尾矿的浓缩技术与工艺粗粒粗粒尾矿尾矿细粒细粒尾矿尾矿 近年来在湿尾矿的浓缩脱水技术与工艺研究主要
26、侧重于浓密机的高效化改造、应用以及分级浓缩的工艺改造方面。干式尾矿的浓缩技术与工艺膏体尾矿的浓缩技术与工艺絮凝技术分散的小颗粒分散的小颗粒团聚的大颗粒团聚的大颗粒 絮凝剂分为阳离子型、阴离子型和非离子型。不同的絮凝剂分为阳离子型、阴离子型和非离子型。不同的絮凝剂用于不同的固体物料，使用絮凝剂前，需要对絮凝絮凝剂用于不同的固体物料，使用絮凝剂前，需要对絮凝剂进行筛选，以获得最佳的絮凝剂。剂进行筛选，以获得最佳的絮凝剂。 絮凝效果的关键因素是絮凝效果的关键因素是混合混合，化学絮凝剂必须与固体，化学絮凝剂必须与固体颗粒进行完全的、充分的混合和反应。颗粒进行完全的、充分的混合和反应。 适当稀释的给矿浆
27、液适当稀释的给矿浆液会产生较好的絮团结构，从而可会产生较好的絮团结构，从而可以加快固体沉降，更快的形成高浓度压缩层，稀释后的浆以加快固体沉降，更快的形成高浓度压缩层，稀释后的浆液可与絮凝剂发生较好的反应。液可与絮凝剂发生较好的反应。 近十年经常研究和使用的絮凝剂有：近十年经常研究和使用的絮凝剂有： 离子型、非离子型和水解聚丙烯酰胺离子型、非离子型和水解聚丙烯酰胺（PAM）、）、CBC-T、明矾、糊精、高岭土、羧甲基纤维素、十二烷明矾、糊精、高岭土、羧甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、明胶基苯磺酸钠、明胶、聚合氯化铝聚合氯化铝（PAC）等。）等。近年来主要研究的浓缩装备近年来主要研究的浓缩装备旋流器
28、澄清器（池）浓密机倾斜板浓缩机高密度（高压）浓密机膏体浓密机脱水筛过滤机压滤机沉淀池旋流器烟台鑫海耐磨胶业有限公司生产的浓缩脱水型水力旋流器 最大的一个特点是在旋流器的上部设置一个虹吸装置，下部设置了一个鱼尾装置。通过调整虹吸装置的管阀，让少量的空气进入旋流器腔内，使旋流器向上的吸力(即负压)发生变化，从而带动鱼尾装置的弹性橡胶片发生变化(即收缩或关闭)，即可调整底流浓度。烟台金洋旋流器有限公司生产的高效浓缩旋流器 高效浓缩旋流器采用多段变锥结构，第一段为大锥角锥体，可最大程度地提高旋流器内流体的切向速度，增大离心力场；第二段为较小锥角锥体，其锥段长度较大，可提供充足的空间和时间使被处理不同粒
29、级的矿浆进行充分交换；第三段为带有较大的锥体角度和直段结构的锥体。具有底流产率大，处理能力高，底流浓度高等特点。澄清器（池） 澄清器用于微细粒物料沉降脱水。将离心分离技术、絮凝沉降技术、剪切混合技术三者结合，提高底流浓度和溢流澄清度。澄清器内置旋流装置与斜管，微细粒物料以一定压力由进料管进入旋流装置，在旋流装置内形成强制的旋转流，受离心力的作用，较粗颗粒沿边壁快速沉降进入底部，含部分细粒级的浓度较低的悬浮液在旋流体内形成内旋转流，在澄清器内加入的絮凝剂在内旋流产生的剪切力作用下充分混合于液体中，并快速与细颗粒接触形成絮团。形成絮团后的内旋流悬浮液进入澄清器内部，进行重力沉降。为了得到高的底流浓
30、度，澄清器设计带有较长的锥体，以得到较好的挤压效应。新型机械澄清池设备通过对池体结构的改进设计，及对刮泥机、提升搅拌机、排泥防堵搅拌机三者同心套装结构，扭矩可达百万牛顿米的带齿回转支承及多组电机同步驱动的刮泥耙驱动机构，池周边增设斜板及集水装置等方面的设计，实现了池径大于29m机械澄清池的设计制造。浓密机普通浓密机-大井高效浓密机高效深锥多锥浓密机该浓密机采用大锥角的深锥设置，多锥结构，中部沉降区内装有倾斜板，并安装有脱气槽，给矿中心筒设有受料盘，溢流堰结构新颖，改善了因溢流堰不水平造成的局部抽吸现象，使浓密机的溢流均匀缓慢溢出，消除浑沉溢流槽的现象。倾斜板浓缩机振动型斜板浓密机该设备结构主要
31、由给矿槽、上箱体、下箱体(锥斗)、溢流槽、斜板组、振动电机和强制排矿装置组成。工作原理与目前使用的斜板浓密机类似，利用斜板浓密原理，缩短了矿浆的沉降距离，减少了物料的沉降时间，从而成倍地扩大了设备的沉降面积。该设备同时具备浓密、分级、脱泥三种功能，底流无障碍排放或强制排放，能通畅无阻地排放出高浓度底流。振动型斜板浓密机在攀钢选钛厂脱泥中的应用内蒙鑫岩矿业尾矿膏体干排细度：90%-200目二级底流浓度69-72%高密度（高压）浓密机高密度浓密机（或称高压浓密机）特点是侧壁高度大于高效浓密机的侧壁高度，涵盖了高效浓缩机的特点，其侧壁高度是高效浓密机的数倍；另一个特点是给矿井壁上开设有自稀释口，利用
32、给矿井内外密度差吸入上清液，可将给矿浓度调整到最佳絮凝所需的浓度，加速物料沉降。芬兰奥图泰芬兰奥图泰Outotec高密度（膏体）浓缩机高密度（膏体）浓缩机德尔可（德尔可（DELKOR）公司高密度浓密机（自称膏体浓密机）公司高密度浓密机（自称膏体浓密机）高密度浓密机改进了矿泥的进料方式高密度浓密机改进了矿泥的进料方式矿浆可以通过给料管或者其他方矿浆可以通过给料管或者其他方式进入给料井。给料管上布置絮式进入给料井。给料管上布置絮凝剂添加点或絮凝剂添加环，直凝剂添加点或絮凝剂添加环，直接将絮凝剂添加到给料井内。接将絮凝剂添加到给料井内。矿浆经矿浆经Delkor自动稀释系统稀释后进入自动稀释系统稀释后
33、进入给料井，稀释后的矿浆经过絮凝后由分给料井，稀释后的矿浆经过絮凝后由分料盘进入浓密机。料盘进入浓密机。矿浆给料矿浆给料絮凝剂絮凝剂矿浆自动稀释矿浆自动稀释给料分料盘给料分料盘 乌奴格吐山铜钼矿一期选用乌奴格吐山铜钼矿一期选用2台台DOE40m直径直径(二期奥图泰公司二期奥图泰公司)中心柱支撑的高密度浓密机，设计每日的全尾固体进料量为中心柱支撑的高密度浓密机，设计每日的全尾固体进料量为29549.1t/d，设计底流排出重量浓度为，设计底流排出重量浓度为70%72%。该铜钼矿。该铜钼矿2009年年9月月15日正式投产，日正式投产，10月份达产。月份达产。 目前尾矿细度目前尾矿细度-200目目60
34、65%，排矿浓度为，排矿浓度为6267%，尾矿在进库，尾矿在进库前实现了回水率在前实现了回水率在90%以上，而且回水无论是夏天还是冬天基本一致，以上，而且回水无论是夏天还是冬天基本一致，因此非常适合缺水的地区。因此非常适合缺水的地区。 2010年该矿尾矿的处理成本是年该矿尾矿的处理成本是1.685元元/吨，包括选厂尾矿泵站、浓吨，包括选厂尾矿泵站、浓缩机和隔膜泵车间、尾矿排放缩机和隔膜泵车间、尾矿排放 及堆存系统和尾矿回水系统。及堆存系统和尾矿回水系统。 膏体浓密机 美国西方技术公司南非BKM铁矿膏体浓密机，处理量为450t/h，尺寸为18m12m 膏体浓密机 高效深锥浓密机p 30度圆锥体p
35、 脱水立柱p 扭力矩： 1,890,000 Nmp 无提耙装置。床层太厚，提耙没有效果深锥立柱耙架 深锥浓密机的耙架上有许多脱水杆，这些脱水杆在泥床压实区内转动的时候，对物料起切割作用，并会为包裹在泥床中的水提供一个上逸的通道，泥床中的水会离析出来，并沿着脱水杆上升，起到进一步脱水的作用。 深床给料井，给料管利用了给矿井内部与外部液体的密度差来实现自动稀释EVENFLO给矿稀释通过气体提升泵来实现 气体泵入竖直柱内气体泵入竖直柱内 在柱外部的液体和柱内部的液体间在柱外部的液体和柱内部的液体间产生密度差异产生密度差异 差异导致液体流向充气柱差异导致液体流向充气柱 液体速率由气体流速和柱深度调节液
36、体速率由气体流速和柱深度调节 给料井稀释口 稀释给矿浓度的主要原因是：适宜浓度的给矿矿浆加入絮凝剂后可以立即出现明显的大絮团，大絮团的沉降速度非常快，30秒的沉降速度在50100mm。 絮凝剂添加口,用量30g/t左右膏体浓缩机的溢流膏体浓缩机的机械传动机构膏体浓缩机的液压传动机构美国西方技术公司南非BKM铁矿膏体浓缩实例设计能力：设计能力：450t/h直径：直径：18m侧壁高：侧壁高：12m颗粒尺寸：颗粒尺寸： 60-80% -20 m；浓度：浓度：58-72 %；固体密度固体密度4.1 g/ml 700万吨万吨/年铁尾矿年铁尾矿 ；20m直径的深锥膏体浓缩机（一台备用）；直径的深锥膏体浓缩
37、机（一台备用）； 71%73%底底流；流； 膏体堆放膏体堆放3-3.5%坡度；固体流量，坡度；固体流量，875t/h；固体比重；固体比重3.5；浓密机扭矩为；浓密机扭矩为176.3KNm。 由美国西方技术公司负责，现已实现正常生产，实现底流浓度由美国西方技术公司负责，现已实现正常生产，实现底流浓度71%。 内蒙古包钢巴润矿业公司内蒙古包钢巴润矿业公司 其尾矿高浓度堆放工程总投资2.48亿元，年处理尾矿量700万吨（干矿），尾矿区设计使用寿命13年，整个工艺分一次浓缩和二次浓缩两个阶段。 该公司尾矿高浓度堆放工艺建成后就投入使用，实现了真正意义上的尾矿膏体堆存，并在使用中不断解决出现的问题，现已
38、正常运行。 采用两段实现底流浓度为69%71%，成为目前国内具有表率作用的样板工程。其中尾矿一次浓缩给矿浓度9.54%，通过 48m高效浓缩机将尾矿浓缩至45%55%，处理能力11.6t/m2d。浓缩后的尾矿通过渣浆泵（300ZJ-1-A90）泵送至二次浓缩，通过添加絮凝剂加速尾矿沉降。尾矿二次浓缩采用2台（一用一备） 20m18m的深锥膏体浓密机，采用三台隔膜泵（二用一备）将尾矿膏体输送至尾矿堆场，设计最远输送距离为6公里。 运行过程中发现，泥床的控制、膏体浓密机运行频率、絮凝剂添加量、稀释水量、喂料泵出口流量等因素对尾矿浓度有较大的影响。目前适宜的操作参数为：絮凝剂添加量20g/t，泥床控
39、制高度13m14m，浓密机运行频率30Hz。 目前我国的尾矿膏体堆存仍处于起步阶段，真正意目前我国的尾矿膏体堆存仍处于起步阶段，真正意义上的膏体浓缩机投入运行的实际只有义上的膏体浓缩机投入运行的实际只有包头白云鄂博西矿包头白云鄂博西矿巴润矿业公司巴润矿业公司700万吨万吨/年铁尾矿。年铁尾矿。 紫金集团紫金山金铜矿三台膏体浓缩机已安装完成，紫金集团紫金山金铜矿三台膏体浓缩机已安装完成，用于处理铜湿法厂的中和渣和金选厂的氰化渣。后通过调用于处理铜湿法厂的中和渣和金选厂的氰化渣。后通过调试认为，试认为，膏体浓缩机的侧壁高度对膏体浓度的影响不大膏体浓缩机的侧壁高度对膏体浓度的影响不大，高度过高影响安
40、装，也增加了扭力矩，因此没有必要太高，高度过高影响安装，也增加了扭力矩，因此没有必要太高，因此后又引进芬兰因此后又引进芬兰Outotec的膏体浓密机一台的膏体浓密机一台。振动脱水筛 振动脱水筛已广泛应用于铁尾矿的干排工艺中，一般与旋流器、浓密机和压滤机联合使用。 脱水筛设备的优点是采用双激振器激振，振动平稳可靠，振幅可调，噪音小，脱水效率高。振动筛筛网采用聚氨酯筛板形式，安装方便，耐磨损。目前高频振动脱水筛已在国内的多个选矿厂的尾矿干排工艺中获得了应用。主要特点是给矿区的筛板后部与主板成一定角度。矿浆进入脱水筛后，马上在脱水筛给矿区的筛板后部形成较厚的膏状层，在高频振动作用下逐步前移；两个平衡
41、的多频振动电机旋转时不平衡的重力产生的回转效果，使筛子的工作非常稳定；脱水筛进行多频振动。烟台鑫海高效多频脱水筛过滤机 带式过滤机对粗粒级尾矿的适应性很强，给矿浓度和粒度对过滤效果影响很大。 陶瓷过滤机可以处理细粒级尾矿物料，运行成本和处理量成为制约因素。 盘式过滤机在细粒尾矿的过滤方面尚需进行验证。带式真空过滤机带式真空过滤机带式真空过滤机是一种相对先进、成熟、可靠的尾矿过滤设备，目前已在国内的多个铁矿企业尾矿浓缩过滤干排工程中获得成功应用。带式过滤机对给矿浓度和给矿粒度较敏感，浓度越高、粒度越粗越有利于过滤。滤液和滤布水需返回到浓密机。带式真空过滤机应用现场带式真空过滤机应用现场陶瓷过滤机
42、陶瓷过滤机u 陶瓷真空过滤机滤饼含水率较低。u 设备处理量较小。滤板需定期酸洗或超声波清洗。u 运行成本较高。u 近年在肃北博伦矿业公司铁矿、龙桥铁矿等尾矿过滤中有应用。压滤机 压滤机主要由油缸液压系统主梁传动、头板、尾板、滤板、管路、液压系统、传动系统、电控系统等部分组成。压滤设备在尾矿处理中主要用于细粒物料的脱水，从而生产干堆尾矿。常用设备为板框式压滤机、箱式压滤机、全自动立式压滤机等。 板框压滤机和箱式压滤机在金属矿山尾矿的浓缩过滤干排工艺中获得了较为广泛的应用。 自动立式压滤机在铁尾矿细粒级的处理中投入了工业应用。 核心问题是提高处理量、降低成本和简化操作。快速隔膜压滤机快速隔膜压滤机
43、 采 用 多 液 压 缸 压 紧 滤 板 ， 多 端 口 进 料 ， 大 尺 寸(2000mm2000mm)新型聚丙烯隔膜滤板，滤板快速拉开/合拢机构，滤板分组自动卸料机构，入料自动控制，占地少，功耗小，噪声低。 天昊黄金选矿厂用于尾矿压滤排放。全自动立式压滤机全自动立式压滤机 全自动立式压滤机实现了进料、隔膜挤压、滤饼洗涤、滤饼风干、卸料、滤布清洗等过程的自动化，辅助时间少、生产效率高、劳动强度低;设备主体结构紧凑合理、滤饼含水率低，操作环境清洁，设备运行安全、可靠。 在磷尾矿干排干堆中采用全自动立式压滤机取得成功，解决了压滤机滤布易堵塞、易破损和设备故障率高两大难题。 沉降槽 无传动、免维
44、护深锥高效沉降槽是中州分公司自主开发的一种新型高效沉降设备，该沉降槽主要由深度给料槽、锥形沉降器、澄清管等部件组成，规格为14m9m，锥体角度为60。沉降池 沉淀池一般采用平流式多个沉淀池串连，根据尾矿自然沉降规律浓缩尾矿，澄清并排出尾水，辅以絮凝剂作用可以加速尾矿颗粒的沉降，尾矿浓缩浓度可以随晾晒时间延长增高，一般需要时间较长。因此沉淀池浓缩尾矿处理量不大，仅适用于小型矿山。 尾矿的输送技术尾矿的输送技术湿式尾矿输送技术：管道输送（自流和泵压）干式尾矿输送技术：汽车和皮带输送高浓度尾矿输送技术：管道输送（短距离用离心泵、长距离用柱塞泵和隔膜泵）管道输送技术：输送管线设计、管道设计、输送计算模
45、型、管材选择（陶瓷内衬复合钢管、钢骨架聚乙烯复合管等）、压力输送计算方法、高压变频器的应用等。尾矿的输送设备尾矿的输送设备离心式泥浆泵：250PNJ泵替代砂泵，效率提高水隔离浆体泵：可实现尾矿高浓度、大颗粒输送油隔离泥浆泵：YTB型油隔离泥浆泵渣浆泵：80ZGB-485B型渣浆泵水冲洗泥浆泵：5DCN型水冲洗泥浆泵喷水式柱塞泥浆泵：PZNB型泵可实现远距离输送 固体泵（膏体泵）：Putzmeister KOS型固体泵，可实现远距离输送二三四五一1、目前尾矿堆存的主流仍是湿式尾矿堆存，短期之内无法改变，因此对于湿式尾矿库的排渗和防渗、筑坝和加固等技术仍然是今后研究的重点，对于如何利用废弃空间堆存
46、尾矿将成为目前已建矿山（特别是现有尾矿库库容不足的矿山）的研究重点，随着大数据和信息技术的发展，尾矿库溃坝仿真模型和安全预测模型的研究也将得到进一步的发展。2、尾矿膏体堆存和尾矿干堆技术是今后必须加以推广应用的技术。基于矿山安全和环境的考虑，将来的新建矿山将不具备建设湿式尾矿库的条件，国家也不再允许建设，因此尾矿干堆或膏体堆存将成为这些企业尾矿处理的必由之路。3、在尾矿浓缩与输送技术方面，如何提高选厂尾矿的浓缩效果，并与充填采矿技术相结合将是业界研究的重点；浓缩机、旋流器、脱水筛、压滤（过滤）的组合是目前选厂普遍采用的成熟浓缩脱水工艺，将会获得进一步的推广应用；尾矿膏体浓缩工艺简单，所形成的膏体便于管道输送，今后的主要发展趋势是研制具有自主知识产权的高效的尾矿膏体浓缩设备，以及高浓度尾矿膏体的管道输送技术。4、高效浓缩设备是提高尾矿处理水平的关键，因此，今后的主要发展方向是如何针对不同特性的尾矿研制新型高效的浓缩设备，如具有自主知识产权的尾矿膏体浓缩机、高效浓缩机、全自动压滤机、过滤机和高效脱水筛等。
