CN101734809A - 高效低能耗的尾矿干排工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矿山尾矿水处理方法，特别是高效低能耗的尾矿干排及尾矿水处理工艺。技术方案是包含如下过程：污水一次浓缩工序，粗颗粒脱水工序，中颗粒脱水工序，污水二次浓缩工序，细颗粒脱水工序，微颗粒浓缩与脱水工序。本发明的优点及使用效果：大大降低选矿厂的运行成本，使尾矿处理成本由原来每吨矿粉10元降低至2元；实现尾矿污水的完全封闭运行和废水回用或无害排放，节约水资源，彻底解决尾矿污水对周围环境和地下水的污染问题；彻底取缔尾矿库，降低矿山的安全隐患。

Description

高效低能耗的尾矿干排工艺

技术领域：

本发明涉及一种矿山尾矿水处理方法，特别是高效低能耗的尾矿干排及尾矿水处理工艺。

背景技术：

矿山尾矿水处理问题一直是矿山污水处理的难题。由于矿山尾矿水量每小时水量达百吨上千吨，需要处理的水量大；尾矿水中的固体物含量在15-25％，固体物中粒度一般在0μm-1.5mm，水中固体物粒径分布区间巨大，加大了处理难，因此矿山尾矿水普遍采用尾矿库方法来解决。

现行的工艺流程是：通过泥浆泵将尾矿水排入尾矿库，沉淀后的清水再通过水泵送回生产车间回用。由于尾矿中存在大量泥沙和微细固体颗粒物，造成尾矿库淤积，因此尾矿库的使用年限一般只有5-10年。此外，尾矿库体积庞大，占用大量土地资源，由于存储大量的水和泥浆，造成较大的安全隐患。尾矿库的建造费用高达近1000多万元，一个尾矿库每年的维护清理费用为300万元，尾矿库淤满报废后的闭库加固费用高达500万元。在尾矿库使用寿命内产生的尾矿费用累计高达4000-5000万元，由此造成矿粉成本增加10元/吨。尾矿库的污水渗漏达到总用水量的3-5％，给地下水带来严重污染和用水浪费，由于渗漏每年水费损失达数百万元。

发明内容：

本发明目的是提供一种高效低能耗的尾矿干排及尾矿水处理工艺，根据尾矿水中固体物质的特性，对不同粒径的固体物通过采用震动脱水、沉降和离心脱水的方法对其进行脱水处理，实现尾矿干排之目的，同时实现尾矿污水完全处理和100％循环使用，解决背景技术存在的上述问题。

本发明目的是通过下面的技术方案实现的：

高效低能耗的尾矿干排及尾矿水处理工艺包含如下过程：污水一次浓缩工序，粗颗粒脱水工序，中颗粒脱水工序，污水二次浓缩工序；

①一次浓缩工序：采用普通旋流过滤器或复合旋流过滤器对尾矿污水进行浓缩。复合旋流过滤器由旋流器和过滤器两部分构成，下部为旋流部分，上部为过滤部分，旋流部分的主要功能是通过流体旋转加速流体中固体颗粒物的沉降速度，并使其加速下降至排污口，并通过排污口排出；过滤部分的主要功能是阻挡固体物料流出，防止粗颗粒和中颗粒物料逃逸，排污口的污水进入粗颗粒脱水工序，过滤器出口的污水进入污水二次浓缩工序。

②粗颗粒脱水工序：采用单层或多层振动脱水筛对从普通旋流过滤器或复合旋流过滤器排污口排出的固体物进行脱水处理，筛下物进入中颗粒脱水工序，筛上物为建筑用砂；

③中颗粒脱水工序：采用单层或多层振动脱水筛对从粗颗粒脱水工序排出的污水中的固体物进行分级和脱水，脱水后的固体物含水量低于12％，可直接用于土地平整和复垦；

④污水二次浓缩工序：通过上述工序处理后的尾矿污水中固体物含量降低至2-7％，将中颗粒脱水工序的污水和污水一次浓缩工序中过滤器的污水合并进入本道工序通过旋流器进行处理，处理后完成本发明。

污水二次浓缩工序排出的溢流污水进入细颗粒脱水工序；

细颗粒脱水：由污水二次浓缩工序浓缩的污水进入1000目的脱水筛、带式过滤机、陶瓷过滤机或高速离心机等设备进行脱水，脱水后的干料含水量为12-15％，通过皮带输送机输出，筛下污水送入微颗粒浓缩与脱水工序。

污水二次浓缩工序排污口的浓缩污水进入微颗粒浓缩与脱水工序；

微颗粒浓缩与脱水：通过上述处理后的尾矿污水中固体颗粒物含量降低至0.5-2％，一般情况下，含泥量少的尾矿通过上述处理后可满足回用要求，但不能满足排放标准；污水二次浓缩工序和细颗粒脱水汇总的污水送入沉淀池对污水进行澄清，沉淀池底流浓度为30-45％，底流进入2800转的卧式高速离心机进行离心脱水，脱水后的泥饼含水量20-25％，离心机溢流水的固体物含量低于0.05％，达到排放标准；沉淀池溢流固体物含量低于0.05％，达到排放标准。

所述的粗颗粒脱水工序中，筛上物为建筑用砂，其含水量为8-10％，本层脱水筛采用筛缝宽度为0.25mm-0.4mm的不锈钢或聚氨酯筛或40目-60目筛网，根据建筑用砂的要求选择筛缝宽度和筛网目数；如果尾矿含泥量高，可在筛上增加水洗工序，对建筑用砂进行水洗，提高建筑砂的质量。

所述的中颗粒脱水工序中，脱水后的固体物含水量低于12％，可直接用运输车辆或皮带输送机送入堆场进行堆积，用于土地平整和复垦。

所述的污水二次浓缩工序可采用以下两种方式完成：

方式1：将污水通过20米扬程的水泵加压后送入旋流器，通过旋流器浓缩8-43微米的颗粒物料由排污口排出，排污口的浓缩污水进入细颗粒脱水工序，旋流器溢流口的污水进入微颗粒浓缩与脱水工序。

方式2：将污水自流进入直径1-2米、高3米的砂水旋流分离器对污水中8-43微米的颗粒进行浓缩，砂水旋流分离器溢流槽的污水进入细颗粒脱水工序，排污口的浓缩污水进入微颗粒浓缩与脱水工序。

本发明的优点及使用效果：大大降低选矿厂的运行成本，使尾矿处理成本由原来每吨矿粉10元降低至2元；实现尾矿污水的完全封闭运行和废水回用或无害排放，节约水资源，彻底解决尾矿污水对周围环境和地下水的污染问题；彻底取缔尾矿库，降低矿山的安全隐患。

具体实施方式：

以通过实施例对本发明作进一步说明。

在实施例中，高效低能耗的尾矿干排及尾矿水处理工艺包含如下过程：污水一次浓缩工序，粗颗粒脱水工序，中颗粒脱水工序，污水二次浓缩工序，细颗粒脱水工序，微颗粒浓缩与脱水工序。

实施例一：某矿业公司铁选厂。

该矿尾矿原水水质数据为：每小时尾矿排水量100吨、原水中固体物重量百分比平均值为23％、原水中固体物粒径为2μm-1.8mm、25μm以下的超细固体物重量百分比为5％。

根据上述参数通过设计和计算，污水一次浓缩工序采用处理量为120t/h的复合旋流器，粗颗粒脱水工序采用0.25mm筛缝的单层脱水筛1台，中颗粒脱水工序采用单层脱水筛2台，污水二次浓缩工序为：将污水通过20米扬程的水泵加压后送入旋流器，通过旋流器浓缩8-43微米的颗粒物料由排污口排出，旋流器溢流口的污水进入细颗粒脱水工序，排污口的浓缩污水进入微颗粒浓缩与脱水工序，选用处理量10t/h旋流器12台，细颗粒脱水工序采用1台单层脱水筛，微颗粒浓缩与脱水工序采用复合斜管沉淀池4套和2台高速离心机。系统全部采用自动控制系统，实现全自动检测和控制，一人通过操作台监视和操作整个系统运行

实际运行过程中的实测数据如下：处理后的固体物含水量11.5％，达到车辆运输要求；处理后的回水中固体物含量为85mg/L，满足选矿车间的用水标准；总电耗为50KW/h，吨水处理成本0.25元，低于地表水和地下水的采水成本。

实施例2：某铁选厂。

该矿尾矿原水水质数据为：每小时尾矿排水量60吨、原水中固体物重量百分比平均值为22％、原水中固体物粒径为0μm-1.5mm、25μm以下的超细固体物重量百分比为1.7％。

根据上述参数通过设计和计算，污水一次浓缩工序采用处理量为80t/h的复合旋流器，粗颗粒脱水工序采用0.35mm筛缝的单层脱水筛1台单层脱水筛，中颗粒脱水工序2台单层脱水筛，污水二次浓缩工序选用直径1.5米砂水旋流分离器1台，细颗粒脱水工序采用1台单层脱水筛，微颗粒浓缩与脱水工序采用复合斜管沉淀池3套和1台高速离心机。系统全部采用自动控制系统，实现全自动检测和控制，一人通过操作台监视和操作整个系统运行

实际运行过程中的实测数据如下：处理后的固体物含水量10.3％，达到车辆运输要求；处理后的回水中固体物含量为93mg/L，满足选矿车间的用水标准；总电耗为35KW/h，吨水处理成本0.29元，低于地表水和地下水的采水成本。

Claims (7)

1.一种高效低能耗的尾矿干排及尾矿水处理工艺，其特征在于包含如下过程：污水一次浓缩工序，粗颗粒脱水工序，中颗粒脱水工序，污水二次浓缩工序；

①一次浓缩工序：采用普通旋流过滤器或复合旋流过滤器对尾矿污水进行浓缩，复合旋流过滤器由旋流器和过滤器两部分构成，下部为旋流部分，上部为过滤部分，旋流部分的主要功能是通过流体旋转加速流体中固体颗粒物的沉降速度，并使其加速下降至排污口，并通过排污口排出；过滤部分的主要功能是阻挡固体物料流出，防止粗颗粒和中颗粒物料逃逸，排污口的污水进入粗颗粒脱水工序，过滤器出口的污水进入污水二次浓缩工序；

②粗颗粒脱水工序：采用单层或多层振动脱水筛对从普通旋流过滤器或复合旋流过滤器排污口排出的固体物进行脱水处理，筛下物进入中颗粒脱水工序，筛上物为建筑用砂；

③中颗粒脱水工序：采用单层或多层振动脱水筛对从粗颗粒脱水工序排出的污水中的固体物进行分级和脱水，脱水后的固体物含水量低于12％，可直接用于土地平整和复垦；

④污水二次浓缩工序：通过上述工序处理后的尾矿污水中固体物含量降低至2-7％，将中颗粒脱水工序的污水和污水一次浓缩工序中过滤器的污水合并进入本道工序通过旋流器进行处理，处理后完成本发明。

2.根据权利要求1所述之高效低能耗的尾矿干排及尾矿水处理工艺，其特征在于污水二次浓缩工序排出的溢流污水进入细颗粒脱水工序；

细颗粒脱水：由污水二次浓缩工序浓缩的污水进入1000目的脱水筛、带式过滤机、陶瓷过滤机或高速离心机等设备进行脱水，脱水后的干料含水量为12-15％，通过皮带输送机输出，筛下污水送入微颗粒浓缩与脱水工序。

3.根据权利要求1或2所述之高效低能耗的尾矿干排及尾矿水处理工艺，其特征在于污水二次浓缩工序排污口的浓缩污水进入微颗粒浓缩与脱水工序；

微颗粒浓缩与脱水：通过上述处理后的尾矿污水中固体颗粒物含量降低至0.5-2％，一般情况下，含泥量少的尾矿通过上述处理后可满足回用要求，但不能满足排放标准；污水二次浓缩工序和细颗粒脱水汇总的污水送入沉淀池对污水进行澄清，沉淀池底流浓度为30-45％，底流进入2800转的卧式高速离心机进行离心脱水，脱水后的泥饼含水量20-25％，离心机溢流水的固体物含量低于0.05％，达到排放标准；沉淀池溢流固体物含量低于0.05％，达到排放标准。

4.根据权利要求1所述之高效低能耗的尾矿干排及尾矿水处理工艺，其特征在于所述的粗颗粒脱水工序中，筛上物为建筑用砂，其含水量为8-10％，本层脱水筛采用筛缝宽度为0.25mm-0.4mm的不锈钢或聚氨酯筛或40目-60目筛网，根据建筑用砂的要求选择筛缝宽度和筛网目数；如果尾矿含泥量高，可在筛上增加水洗工序，对建筑用砂进行水洗，提高建筑砂的质量。

5.据权利要求1所述之高效低能耗的尾矿干排及尾矿水处理工艺，其特征在于所说的中颗粒脱水工序中，脱水后的固体物含水量低于12％，可直接用运输车辆或皮带输送机送入堆场进行堆积，用于土地平整和复垦。

6.据权利要求1所述之高效低能耗的尾矿干排及尾矿水处理工艺，其特征在于所述的污水二次浓缩工序采用以下方式完成：将污水通过20米扬程的水泵加压后送入旋流器，通过旋流器浓缩8-43微米的颗粒物料由排污口排出，排污口的浓缩污水进入细颗粒脱水工序，旋流器溢流口的污水进入微颗粒浓缩与脱水工序。

7.据权利要求1所述之高效低能耗的尾矿干排及尾矿水处理工艺，其特征是所述的污水二次浓缩工序采用以下方式完成：将污水自流进入直径1-2米、高3米的砂水旋流分离器对污水中8-43微米的颗粒进行浓缩，砂水旋流分离器溢流槽的污水进入细颗粒脱水工序，排污口的浓缩污水进入微颗粒浓缩与脱水工序。