高效旋流器在铁矿尾矿浓缩中的应用

高效旋流器在铁矿尾矿浓缩中的应用

李金梁

山东金岭矿业股份有限公司     255081

摘要：本文通过铁矿尾矿浓缩实验，提出高效旋流器的开发应用，该旋流器底流浓度与浓缩效率较高，能够回用清水，是一种高效浓缩工艺。通过试验研究表明，选择旋流澄清器和旋流器的铁矿尾矿旋流分级浓缩技术，有助于提升细粒级铁矿尾矿浓缩效率，实现高速、快速浓缩。而且可对清水进行有效回收，尾矿浓缩后综合浓度是胶结填充的60%，而且高效澄清器溢流回水内悬浮物含量在500mg/l以下。高效旋流器用于铁矿尾矿浓缩，具有设备投资少、脱水工艺便捷、运行成本低以及占地面积小等优势，因此值得在矿产行业中应用与推广。

关键词：高效旋流器；铁矿尾矿；浓缩工艺

近年来，因矿产品价格与环境压力影响，充填采矿与固废胶结充填已是地下矿山新建或改扩建的第一技术方案，不管是有色金属矿山，还是黑色金属矿山，充填首道工序即浓缩，必须将铁矿尾矿浓缩到最佳浓度，才能进行下一步充填工作，所以正确选择铁矿尾矿浓缩设施非常重要。目前我国铁矿尾矿浓缩技术大多应用的是立式砂仓脱水技术，该技术无需机械脱水，且流程短、能耗低，因此是国内应用较多的尾砂充填脱水工艺[1]。通过立式砂仓沉缩脱水得到浓度较高的全尾砂料浆，借助砂仓锥所布设造浆系统，有效实现尾砂流态化造浆，但该工艺具有较高投资成本与较低尾砂利用率，所以在铁矿尾矿浓缩中的弊端逐渐显现出来。本文通过铁矿尾矿浓缩实验，提出高效旋流器的开发应用，该旋流器底流浓度与浓缩效率较高，能够回用清水，是一种高效浓缩工艺。

1 铁矿尾矿浓缩工艺性能

1.1铁矿尾矿粒度分析

铁矿尾矿中非金属矿物主要包括石英、方解石、长石、云母以及绿泥石等，密度在2.9t/m3，表1为铁矿尾矿力度筛分结果。

表1  铁矿尾矿力度筛分结果

基于以上筛析结果看，铁矿尾矿-200目含量在71.57%，而-326目含量在49.7%，可见铁矿尾矿粒度较细，尤其是-326以下具有较低微细粒含量[2]。

1.2 铁矿尾矿沉降试验

为对尾矿沉降性能进行考察，以选择最佳浓缩工艺，分别对-326目尾矿与全尾矿展开沉降试验，所选絮凝剂是非离子型聚丙烯酰胺，共有1000万分子量，配置浓度为1g/l。试验时，尾矿沉降速度较慢，沉降上层有混浊体，这是因为尾矿内含矿泥造成。经铁矿尾矿絮凝沉降试验发现，加入少量絮凝剂能有效提升尾矿沉降速度，有助于沉降上层混浊问题的解决。-325目尾矿沉降与铁矿尾矿沉降试验如图1、2所示，表2为沉降速度比较。

图1  -326目尾矿絮凝与自然沉降曲线

图2  铁矿全尾矿絮凝、自然沉降曲线

表2  铁矿尾矿沉降区沉降速度

从表2可以看出，全尾矿沉降应用絮凝剂后，陈讲述显著提升。因为-326目尾矿粒度比较小，所以存在最低的自然沉降速度。然而，加入20g/t絮凝剂的沉降速度显著提升。

2 铁矿尾矿旋流分级浓缩试验

2.1系统组成

试验系统组成包括高效旋流器、尾矿分流进浆泵、旋流澄清器以及絮凝剂制备等。尾矿源于25m耙式浓密机底流，其浓度大约20%[3]。分流尾矿先通过2PNJ胶泵进入高效旋流器，底流进入产率约60%的固体颗粒，形成70%浓度的合格浓缩产物，浓度约9.3%、产率40%的旋流器溢流至高位溢流箱，经分流阀、分流管对旋流器溢流量进行控制，分流至旋流澄清器，合并旋流器底流和澄清器底流后获得浓缩尾矿[4]。

2.2试验结果

试验结果显示，选择高效旋流器为铁矿尾矿浓缩设备，能够将尾矿内超过60%的粗粒级尾矿浓缩到70%，选择旋流澄清器为二段浓缩设备，可以将浓度缩至9%，而且溢流回水固体悬浮物达到50mg/l以下，符合回用标准。旋流分级浓缩工艺可高效、快速浓缩全尾矿，尾矿浓缩后浓度在55%，浓缩效果显著。试验过程中，旋流器溢流给入旋流澄清器，由于受限于澄清器处理能力，导致澄清器跑浑，所以，通过分流阀与分流管对旋流器溢流分流，在溢流量1/3流入澄清器的情况下，能够确保澄清器溢流回水内固体悬浮物在500mg/l以下。

3 总结

    本试验研究表明，选择旋流澄清器和旋流器的铁矿尾矿旋流分级浓缩技术，有助于提升细粒级铁矿尾矿浓缩效率，实现高速、快速浓缩。而且可对清水进行有效回收，尾矿浓缩后综合浓度是胶结填充的60%，而且高效澄清器溢流回水内悬浮物含量在500mg/l以下。高效旋流器用于铁矿尾矿浓缩，具有设备投资少、脱水工艺便捷、运行成本低以及占地面积小等优势，因此值得在矿产行业中应用与推广。

参考文献：

[1]张中宝, 校杰, 余波,等. 一种硫铁矿尾矿采用旋流器提纯高岭土的分级机:, CN214864342U[P]. 2021.

[2]季安坤, 姜程阳, 王丽娟,等. 水力旋流器在铁尾矿选磷工艺中的应用[J]. 矿山机械, 2022, 50(12):4.

[3]张鉴, 谢广东, 余利. 一种从铁矿石选铁尾矿中回收黑,白云母的工艺:, CN112657668A[P]. 2021.

[4]郑纪民, 张晋禄, 马鹏飞,等. 大直径平底旋流器在钒钛磁铁矿一段磨分工艺中的应用[J]. 云南冶金, 2021, 50(5):3.