CN111037742A - 一种细粒级尾砂浓密系统与方法 - Google Patents

一种细粒级尾砂浓密系统与方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种细粒级尾砂浓密系统与方法，该系统包括压滤机、造球机和尾砂浓密装置；所述尾砂浓密装置包括仓体，由上部的圆柱体、下部的锥形体构成，仓体上部设有放砂井，仓体下部设有超声波振动发生器、造浆喷嘴，所述超声波振动发生器以仓体的中心作中心对称分布，所述造浆喷嘴以仓体的中心作中心对称分布；本发明尾砂浓密装置无机械耙架结构，避免尾砂快速沉降导致的浓密机压耙事故；仓体下部设有超声波振动发生器和造浆喷嘴，通过超声波和喷嘴的联合作用，使尾砂球团破碎为细颗粒，实现尾砂底流质量浓度大于60％。本发明系统设备投资费用低，该浓密方法不添加絮凝剂，避免二次污染产生，实现细粒级尾砂的沉降浓密效果。

Description

一种细粒级尾砂浓密系统与方法
技术领域
本发明属于采矿充填技术领域，涉及一种细粒级尾砂浓密系统与方法。
背景技术
尾砂为矿物加工后分离出的废弃物，广泛应用于矿山充填系统领域，但受选矿工艺影响，全尾砂中粒径为-38μm区间的尾砂含量大于50％，属细粒级尾砂，将该类尾砂制备成充填料浆具有很高的难度。作为矿山充填工艺的核心环节，尾砂浓密技术一直是矿山充填领域的一个难点，主要因素在于：尾砂粒径小，沉降速度慢；浓密效果差，形成的底流质量浓度低。针对尾砂沉降浓密的技术难点，国内外学者通过添加絮凝剂吸附细粒级尾砂，利用其架桥作用使细粒级尾砂形成聚合体，以此改善尾砂沉降性能。该类方法确实提高了尾砂沉降速度，但会增加尾砂浆渗流阻力，提高其屈服应力，同时絮凝剂的添加易造成二次环境污染，并增加充填成本。
发明内容
针对现有技术中细粒级尾砂的沉降浓密问题，本发明的第一个目的在于提供一种细粒级尾砂浓密系统，该系统不添加絮凝剂、不增加尾砂浆屈服应力、不产生环境二次污染。
本发明的第二个目的在于提供一种细粒级尾砂浓密方法，该方法工艺简单，成本低，并最大限度将细粒级尾砂应用于充填，保证充填效果。
本发明提供的这种细粒级尾砂浓密系统，包括压滤机、造球机和尾砂浓密装置；
所述尾砂浓密装置包括仓体，由上部的圆柱体、下部的锥形体构成，仓体上部设有放砂井，仓体下部设有超声波振动发生器、造浆喷嘴，所述超声波振动发生器以仓体的中心作中心对称分布，所述造浆喷嘴以仓体的中心作中心对称分布；
所述压滤机用于对低浓度细粒级尾砂浆进行压滤，压滤水输送至尾砂浓密装置，压滤尾砂输送至造球机；
所述造球机用于对压滤尾砂进行滚动成型，获得尾砂球团，尾砂球团输送至尾砂浓密装置；
所述尾砂浓密装置用于对尾砂球团进行浓密、重新破碎，通过超声波振动发生器和造浆喷嘴的联合作用，获得尾砂浓密底流。
在一个具体实施方式中，所述超声波振动发生器、造浆喷嘴排布的中心线与仓体的中心线重合；所述造浆喷嘴呈多层阶梯状排列，均匀安装于仓体下部锥形体上。
在一个具体实施方式中，所述超声波振动发生器设置于两相邻的造浆喷嘴层之间，均匀安装于仓体下部锥形体上。
在一个具体实施方式中，所述造浆喷嘴呈三层阶梯状排列，靠近锥形体尖端的为第一层造浆喷嘴；所述超声波振动发生器设置于第一层造浆喷嘴和第二层造浆喷嘴之间，构成尾砂浓密装置的造浆系统。
本发明还提供一种细粒级尾砂浓密方法，包括以下步骤：
S1、将来自选厂的低浓度细粒级尾砂浆输送至压滤机，压滤后获得压滤水和压滤尾砂；
S2、将S1所得的压滤水输送至储存区，再经泵输送至尾砂浓密装置；
S3、将S1所得的压滤尾砂通过皮带机输送至造球机滚动成型，获得尾砂球团；
S4、将S3所得的尾砂球团通过皮带机输送至尾砂浓密装置进行浓密，获得浓密层；
S5、将S4所得的浓密层通过超声波振动发生器和和造浆喷嘴的联合作用，重新破碎成细粒级尾砂颗粒，获得尾砂浓密底流。
进一步，步骤S1中，所述选厂的低浓度细粒级尾砂中粒径为-38μm区间的尾砂质量与全粒径尾砂质量的比值大于50％，细粒级尾砂的质量浓度为15％～25％。
进一步，步骤S1中，所述压滤尾砂含水率小于15％。
进一步，步骤S3中，所述尾砂球团等效球直径为50～100mm。
进一步，步骤S4中，所述浓密层的高度为尾砂浓密装置总高度的70％～90％。
进一步，步骤S5中，所述尾砂浓密底流的质量浓度大于60％。
本发明的有益技术效果为：
(1)本发明技术方案中，使用压滤机和造球机构成细粒级尾砂团聚系统，实现尾砂球团含水率小于15％、等效球直径为50～100mm。
(2)本发明技术方案中，尾砂浓密装置无机械耙架结构，避免尾砂快速沉降导致的浓密机压耙事故；仓体下部设有超声波振动发生器和造浆喷嘴，通过超声波和喷嘴的联合作用，使尾砂球团破碎为细颗粒，实现尾砂底流质量浓度大于60％。
(3)本发明系统设备投资费用低，该浓密方法不添加絮凝剂，避免二次污染产生，实现细粒级尾砂的沉降浓密效果；从根源上避免了尾砂综合利用过程中产生的一系列生态环境、安全和成本问题。
附图说明
图1是本发明细粒级尾砂浓密系统的设备连接示意图。
图2为尾砂浓密装置的结构示意图。
图3为仓体底部浓密造浆装置的结构示意图。
图中：1-真空压滤机，2-圆盘造球机，3-尾砂浓密装置，4-压滤水存储区，5-搅拌系统，6-仓体，7-放砂井，8-分料盘，9-检修人孔，10-检修梯，11-钢梯，12-仓体底部浓密造浆装置，13-卸料管，14-仓体爬梯，15-超声波振动发生器，16-风水造浆喷嘴。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明的基本思路是将选厂的细粒级尾砂浆进入压滤机进行压滤，压滤水经管道输送至尾砂浓密装置，压滤尾砂经皮带机输送至造球机制备成尾砂球团，再通过皮带机输送至尾砂浓密装置，形成浓密层，同时通过尾砂浓密装置的超声波振动发生器和造浆喷嘴，破碎浓密层，获得尾砂浓密底流。
实施例1
在本实施例中，如图1所示，利用该流程示意图所示方法对某铅锌矿进行细粒级尾砂浓密，获得尾砂底流。
某铅锌矿尾砂密度ρ＝2.71t/m3，选厂尾砂浆质量浓度为16％，尾砂粒径分布为+250μm占1.11％，-250μm～+38μm占37.06％，-38μm占61.83％，属细粒级含量高的尾砂，当添加35g/t的AH-912-SH型絮凝剂，尾砂底流质量浓度可达58.6％，当絮凝剂添加量为40g/t时，底流质量浓度达到63.2％，才能满足充填料浆制备要求，但絮凝剂添加量大，充填成本高，充填溢流水化学污染物多，影响矿山环境，尾砂浓密效果差。通过采用上述系统及方法，具体步骤如下：
步骤1：来自选厂的浓度约为16％的细粒级尾砂浆输送至带式真空压滤机1，经压滤的细粒级尾砂浆分为两部分，一部分是压滤水，另一部分是压滤尾砂，压滤尾砂的含水率为13％；
步骤2：将压滤水输送至压滤水储存区4，存储区结构尺寸为4m×4m×2m，待集满80％以上时，再通过渣浆泵输送至尾砂浓密装置3，用作尾砂浓密的生产用水；
步骤3：将压滤尾砂通过皮带机输送至圆盘造球机2，圆盘倾角45°，圆盘转速8r/min，压滤尾砂滚动成型，获得尾砂球团，等效球直径为80mm；
步骤4：将尾砂球团通过皮带机输送至尾砂浓密装置仓体放砂井7，尾砂球团通过分料盘8均匀的分布在仓体，并进行沉降和浓密，形成浓密层，其高度为24.8m，占尾砂浓密装置3总高度的85％；
步骤5：尾砂浓密层通过仓体底部超声波振动发生器15超声空化作用，使尾砂球团重新破碎成为细粒级尾砂颗粒，获得尾砂底流，其质量浓度为63％～65％，同时启动仓体底部风水造浆喷嘴16，使该仓体尾砂底流流态化，并通过仓体下部卸料管13将尾砂底流输送至搅拌系统5。
该方案投入使用后，使细粒级尾砂不添加絮凝剂即实现高效浓密成为可能，即满足尾砂浓密底流质量浓度指标，又降低充填成本，并减少化学污染物的排放量。
本发明尾砂浓密系统无耙架动力结构，无絮凝剂添加，同时工艺简单，成本低，可解决尾砂综合利用与生产成本及环境保护之间的矛盾，并最大限度将细粒级尾砂应用于充填，保证充填效果；本发明方法克服细粒级尾砂沉降速度慢、浓密效果差、絮凝剂二次环境污染的难题。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种细粒级尾砂浓密系统，其特征在于，包括压滤机、造球机和尾砂浓密装置；
所述尾砂浓密装置包括仓体，由上部的圆柱体、下部的锥形体构成，仓体上部设有放砂井，仓体下部设有超声波振动发生器、造浆喷嘴，所述超声波振动发生器以仓体的中心作中心对称分布，所述造浆喷嘴以仓体的中心作中心对称分布；
所述压滤机用于对低浓度细粒级尾砂浆进行压滤，压滤水输送至尾砂浓密装置，压滤尾砂输送至造球机；
所述造球机用于对压滤尾砂进行滚动成型，获得尾砂球团，尾砂球团输送至尾砂浓密装置；
所述尾砂浓密装置用于对尾砂球团进行浓密、重新破碎，通过超声波振动发生器和造浆喷嘴的联合作用，获得尾砂浓密底流。
2.根据权利要求1所述的细粒级尾砂浓密系统，其特征在于，所述超声波振动发生器、造浆喷嘴排布的中心线与仓体的中心线重合；所述造浆喷嘴呈多层阶梯状排列，均匀安装于仓体下部锥形体上。
3.根据权利要求1所述的细粒级尾砂浓密系统，其特征在于，所述超声波振动发生器设置于两相邻的造浆喷嘴层之间，均匀安装于仓体下部锥形体上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的细粒级尾砂浓密系统，其特征在于，所述造浆喷嘴呈三层阶梯状排列，靠近锥形体尖端的为第一层造浆喷嘴；所述超声波振动发生器设置于第一层造浆喷嘴和第二层造浆喷嘴之间，构成尾砂浓密装置的造浆系统。
5.一种采用权利要求1～4中任一项所述细粒级尾砂浓密系统的细粒级尾砂浓密方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将来自选厂的低浓度细粒级尾砂浆输送至压滤机，压滤后获得压滤水和压滤尾砂；
S2、将S1所得的压滤水输送至储存区，再经泵输送至尾砂浓密装置；
S3、将S1所得的压滤尾砂通过皮带机输送至造球机滚动成型，获得尾砂球团；
S4、将S3所得的尾砂球团通过皮带机输送至尾砂浓密装置进行浓密，获得浓密层；
S5、将S4所得的浓密层通过超声波振动发生器和和造浆喷嘴的联合作用，重新破碎成细粒级尾砂颗粒，获得尾砂浓密底流。
6.根据权利要求5所述的细粒级尾砂浓密方法，其特征在于，步骤S1中，所述选厂的低浓度细粒级尾砂中粒径为-38μm区间的尾砂质量与全粒径尾砂质量的比值大于50％，细粒级尾砂的质量浓度为15％～25％。
7.根据权利要求5所述的细粒级尾砂浓密方法，其特征在于，步骤S1中，所述压滤尾砂含水率小于15％。
8.根据权利要求5所述的细粒级尾砂浓密方法，其特征在于，步骤S3中，所述尾砂球团等效球直径为50～100mm。
9.根据权利要求5所述的细粒级尾砂浓密方法，其特征在于，步骤S4中，所述浓密层的高度为尾砂浓密装置总高度的70％～90％。
10.根据权利要求5所述的细粒级尾砂浓密方法，其特征在于，步骤S5中，所述尾砂浓密底流的质量浓度大于60％。
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