巧治“尾礦之患”——靈寶金源尾礦無害化處理工藝探秘
地處中國金城的靈寶市金源礦業有限責任公司科技人員針對尾礦的安全堆存和尾礦水重復利用問題進行深入研究，自主開發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，無需建尾礦庫，解決了尾礦庫的環境、安全、占地問題。銅鋁鉛CNMN.COM.CN鋅錫鎳，中國有色網，小金屬,廢舊金屬。希望他們的經驗能給其他礦山企業以有益的啟示。銅鋁鉛CNMN.COM.CN 鋅錫鎳，中國有色網，小金屬,廢舊金屬。
無需尾礦庫，尾礦渣直接堆存尾礦堆場，回水全部重復利用，實現了安全、高效、環保、節水的有機統一……近年來，一種新型的尾礦無害化處理工藝在靈寶金源礦業有限責任公司獲得成功，不僅從根本上解決了該企業尾礦處理的安全、環保等問題，而且在山西曲沃縣選礦廠“開花結果”，深受業內同行青睞。銅鋁鉛CNMN.COM.CN鋅錫鎳，中國有色網，小金屬,廢舊金屬。
近日在廣西南寧市召開的第三屆全國尾礦庫安全運行技術高峰論壇上，靈寶金源副總工程師、河南省學術帶頭人、選礦專家王安理攜助手作了國內礦山企業尾礦處理典型工藝經驗發言，濃縮了科技人員心血與智慧的專業論文《新型尾礦無害化處理工藝及實踐》受到與會各大企業“特別關注”，紛紛向金源“索寶取經”。銅鋁鉛CNMN.COM.CN鋅錫鎳，中國有色網，小金屬,廢舊金屬。
綜合開發遭遇“成長的煩惱”
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，中國有色網，小金屬,廢舊金屬。公司積極實施“以金為主、綜合開發利用”的發展戰略，2006年6月，針對小秦嶺北礦帶金鉬多金屬礦石資源，自主開發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，在原有規模為350噸/日全泥氰化炭漿廠（簡稱炭漿廠）的基礎上，擴建了規模為1000噸/日的多金屬綜合回收選礦廠（簡稱千噸選廠）。銅鋁鉛CNMN.COM.CN鋅錫鎳，中國有色網，小金屬,廢舊金屬。擴建后，尾礦排放量是原來的3倍以上，由于沒有新建尾礦庫，尾礦得不到安全堆存，同時生產用水量增加了3倍多。銅鋁鉛CNMN.COM.CN鋅錫鎳，中國有色網，小金屬,廢舊金屬。同時，小秦嶺地區經過近 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，中國有色網，小金屬,廢舊金屬。
面對擺在面前的嚴峻形勢，金源公司科技人員在副總工程師、選礦專家王安理的帶領下，開始向尾礦的安全堆存和尾礦水重復利用這一世界性難題進軍，探索和開發安全、高效的尾礦處理工藝技術。
干式排放終結“尾礦庫時代”
“要實現尾礦干堆，脫水是關鍵環節。CNMn。我們的秘密武器就是利用深錐濃密機進行濃縮脫水。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目粒級占60～65％，但-400目粒級占38.68％，粒度粗細組成很不均勻。CNMn。為提高金的回收率，炭漿廠采用原礦二段閉路細磨工藝，其尾礦粒度為－200目占90～93%，礦漿濃度45～48%，尾礦數量350噸/日，尾礦水含氰化鈉質量分數 0.05%。CNMn。
針對以上實際情況，王安理帶領科技人員深入分析，反復實驗，最終確定了新型尾礦無害化處理工藝。CNMn。就是將尾礦經濃縮- 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，回水全部循環利用，只建尾礦堆場無需建尾礦庫。CNMn。
技術人員經過深入分析，達成共識：尾礦自流至深錐濃密機進行濃縮脫水，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送至陶瓷過濾機過濾脫水，所得尾礦干渣含水13%以下，尾礦干渣用皮帶輸送機輸送至尾礦堆場，采用裝載機攤鋪、逐層碾壓、夯實后覆土、即可恢復植被或復墾；濃密機溢流水和陶瓷過濾機濾液水統稱為回水，回水經回水處理系統凈化后供生產循環重復使用。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，用泵直接揚送至陶瓷過濾機過濾，濾渣和千噸選廠尾礦濾餅用同一條皮帶輸送機輸送至尾礦堆場，濾液水供炭漿廠重復使用。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使用，除可回收其中的微量金外，還可節約各類選礦藥劑費，供水費用等約120萬元/年。CNMn。從2006年7月年至2009年底，已累計節水約317萬噸，填溝造地約16.49畝，回水循環重復利用率達到92.6%，從根本上解決了千噸選廠生產用水問題。CNMn。
炭漿廠回水的重復循環使用，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利用，可節約氰化鈉約45噸/年，不需另建污水處理設施，可減少含氰廢水處理費用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，無需建尾礦庫，尾礦管理人員比尾礦庫少10 人，按10年計算人工費可減少200萬元；按10年服務年限計算尾礦堆場比尾礦庫投資少459.94萬元；尾礦逐層壓實保證了尾礦的安全堆存，真可謂一舉多得。
走向市場創效益
靈寶金源新型尾礦無害化處理工藝成功運用于生產實踐的消息很快傳到了黃河對岸的山西省曲沃縣。中國有色網。作為山西省鐵礦加工新基地，曲沃縣有大小鐵礦企業百余家，受2008年“9.8”襄汾縣尾礦庫特別重大潰壩事故影響，許多企業都因不能處理好尾礦的排放問題而被迫停產。中國有色網。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負責人一起找到了靈寶金源科技研發中心，委托金源公司為其提供技術支持。中國有色網。
金源公司高度重視，科技研發中心派出專人為四家企業提供全方位的技術支持。中國有色網。根據四家企業的尾礦特性反復試驗，結合金源公司的干堆經驗，最終完成了工藝設計、工程設計及工藝調試，使四家磁選尾礦實現了干式排放，生產指標達到設計要求。中國有色網。僅此一項，金源公司就獲得了可觀的技術轉讓費。中國有色網。
2010年春節前夕，山西省曲沃縣人大副主任趙常見、縣長助理秦官堂、安監局局長李明等專程趕到靈寶市，向金源礦業有限責任公司和科技研發中心分別送來兩塊牌匾，向為他們提供幫助的技術人員表達了感謝之情。
尾礦處理是礦山生產的重要環節，也是選礦廠建設和運營的重要組成部分。我國大型正規礦山尾礦庫屬自然沉淀、澄清脫水工藝，脫水效率低下，呈數量多、規模小、安全度低的特點。
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新型工藝背后的秘密
節水環保的“零”排放，安全經濟的尾礦處理方式，高效自動化的尾礦處理設備，適用于新、老礦山的尾礦處理工藝，讓飽嘗傳統尾礦庫煩惱的礦山人欣喜不已。中國有色網。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。中國有色網。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，不能直接排放。中國有色網。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重復使用，既節約了水資源，又避免了廢水外排污染環境。中國有色網。同時，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，避免影響生產技術指標。中國有色網。而對于藥劑制度簡單的選礦水可直接重復使用，無需吸附凈化，比如單一金屬選礦、全泥氰化等工藝。中國有色網。千噸選廠回水重復利用率達到92.6%以上，領先于國家環保總局、國土資源部、衛生部聯合制訂的關于礦山生態環境保護與污染防治技術政策規定的“到2010年有色系統選礦的水重復利用率應達到75%”的目標。中國有色網。雖然尾礦干渣含有13～15%的水分，以及微量的有毒有害物質，但是已被完全封閉在堆場中，避免外滲和擴散，經過長期的露天暴曬和自然降解，基本消除了對環境的危害。中國有色網。
安全經濟的尾礦處理方式。中國有色網。尾礦堆場的穩定性主要取決于尾渣的壓實度，保證壓實度的關鍵是控制尾渣含水率。中國有色網。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，可只建尾礦堆場無需建尾礦庫。中國有色網。壓濾尾礦含水率18～25%，需在中轉堆場自然晾曬脫水后再轉運至永久堆場，不能直接堆存。中國有色網。尾礦干渣直接用裝載機攤鋪，同時進行碾壓、壓實，然后覆土即可恢復植被或復墾，尾礦的壓實度可以達到0.95以上，安全性能良好。中國有色網。及時恢復植被可以避免沙塵飛揚污染大氣，防止雨水沖刷堆場坡面影響堆場穩定，簡化了尾礦處理工藝。中國有色網。
王安理給筆者這樣算了一筆賬：正常情況下尾礦堆場無水，尾礦管理工作簡單。中國有色網。尾礦庫的基建投資一般占礦山建設總投資10%以上，占選廠投資的20%左右，尾礦設施的運行成本占選廠生產成本的30% 以上，顯然，不建尾礦庫可以減少礦山投資和運行成本。中國有色網。
自主研發的高效濃縮脫水設備。中國有色網。濃縮脫水是尾礦處理的重要環節，據了解，靈寶金源新型尾礦無害化處理工藝采用公司自主研發的高效濃縮設備--深錐濃密機（專利號ZL200720093039.8），獲得了高濃度底流和低含固量溢流。中國有色網。這種深錐濃密機由深錐、給料裝置、攪拌裝置、控制箱等組成，礦漿首先進入給料裝置，易沉降的大顆粒迅速沉降至錐部，細顆粒從給料裝置下部分散至濃相沉積層進一步沉降，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。中國有色網。
王安理對這種新型的高效濃縮設備非常認可。中國有色網。他介紹說，與目前企業普遍采用的濃密機相比，深錐濃密機在外形上的顯著特點是高度大，其高徑比是2.1～2.4。中國有色網。實踐表明，深錐濃密機處理多金屬金鉬礦石浮選尾礦，其底流礦漿濃度可以達到65%以上，高濃度礦漿為降低過濾機濾餅水分和提高過濾機生產能力創造了很好的條件，溢流中懸浮物含量小于160×10－6，可做為生產用水使用。中國有色網。據資料顯示，由水力旋流器-濃密機串聯濃縮流程，尾礦綜合濃縮濃度僅達到45～50%。中國有色網。其它高效重力沉降脫水設備，雖然對濃縮機設備結構進行了優化，但是需要添加絮凝劑輔助脫水才能有較好的濃縮效果。中國有色網。而這種專利設備無需添加絮凝劑、無需旋流器即可達到高濃度的濃縮礦漿和清澈的溢流。中國有色網。
自動節能的尾礦過濾設備。中國有色網。尾礦能否直接堆存，關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。中國有色網。靈寶金源新型尾礦無害化處理工藝過濾設備主要有壓濾機、帶式過濾機、筒式過濾機等。中國有色網。選用集微孔陶瓷、超聲技術、自動化控制于一體的新型、高效、節能、環保的固液分離設備--陶瓷過濾機過濾尾礦，替代傳統的壓濾機。中國有色網。陶瓷過濾機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。中國有色網。其特點是效率高、操作簡單，可以實現尾礦100%全部處理，濾渣含水率13～15%，松散度良好，可以直接堆存、運輸、壓實，不需用干燥機干燥，濾液水就像自來水一般可循環利用。中國有色網。
新老礦山的“普適性”。中國有色網。一種新型工藝，在應用過程中的“普適性”非常重要。中國有色網。靈寶金源新型尾礦無害化處理工藝可謂“老少皆宜”：老礦山企業選礦廠擴建與否均可采用此工藝，能延長現役尾礦庫使用壽命，尾礦干渣既可以干式直接堆存，還可以用于筑壩，現役尾礦庫終期庫容利用系數可達1.0～1.4或更高。中國有色網。而對于北方干旱、缺水的地區，尾礦水可循環使用，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元素。
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