權(quán)利要求

1.全尾砂分級(jí)分段多途徑綜合利用方法，其特征在于，包括如下步驟 ：

A.降低尾砂中有害元素硫的含量：在硫浮選工序中，硫浮選礦漿的PH值6.5～7.5，加入異丁基黃藥，所述異丁基黃藥的加入量為10～15g/t；

B. 粗粒級(jí)+0.037mm尾礦的分離：將質(zhì)量濃度為15～20%的選礦尾礦礦漿泵入斜板濃密器進(jìn)行濃縮，待所述斜板濃密器底流礦漿質(zhì)量濃度達(dá)到35～40%時(shí)進(jìn)入旋流器組進(jìn)行分級(jí)，將旋流器組粒級(jí)為+0.037mm的沉沙作為井下充填物料，送至井下充填立式沙倉；

C.提高細(xì)粒級(jí)-0.037mm～+0.010mm尾礦中Fe2O3的含量：上述步驟B中斜板濃密器溢流脫除Fe2O3含量低的微細(xì)粒級(jí)-0.01mm粘土，粗粒石英等非金屬礦物分級(jí)到沉砂中，上述步驟B中旋流器組溢流進(jìn)入高效濃密機(jī)再除去微細(xì)粒粘土，使目標(biāo)粒級(jí)中Fe2O3富集；

D.細(xì)粒級(jí)-0.037mm～+0.010mm尾礦的分離：上述步驟B中旋流器組溢流粒徑為-0.037mm的物料進(jìn)入高效濃密沉淀器進(jìn)行濃縮，所述高效濃密沉淀器底流礦漿質(zhì)量濃度60～65%時(shí)，泵送至過濾機(jī)過濾，所得濾餅作為水泥鐵質(zhì)校正劑外銷，所得濾液返回系統(tǒng)作為生產(chǎn)用水；

E.微細(xì)粒級(jí)-0.01mm尾砂分離：上述步驟B中斜板濃密器和步驟C中高效濃密沉淀器的溢流液送至高架濃密機(jī)，所述高架濃密機(jī)的上清液返回系統(tǒng)作為生產(chǎn)用水；所述高架濃密機(jī)的底流進(jìn)入沉淀池進(jìn)行固液分離，沉淀池的上清液溢流返回系統(tǒng)作為生產(chǎn)用水；沉淀池底流經(jīng)濃縮、沉淀即得微細(xì)粒級(jí)尾砂，用于填埋露天坑和綠化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全尾砂分級(jí)分段多途徑綜合利用方法，其特征在于：上述步驟B中旋流器組為4臺(tái)型號(hào)為FX350-PU的旋流器組。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全尾砂分級(jí)分段多途徑綜合利用方法，其特征在于：進(jìn)入上述步驟B中旋流器組的料漿含水量為60～65%，采用變頻電機(jī)控制進(jìn)入旋流器組進(jìn)料壓力為1.5kgf/m2左右。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全尾砂分級(jí)分段多途徑綜合利用方法，其特征在于：步驟D所述過濾機(jī)為陶瓷過濾機(jī)，濾餅含水量小于10%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全尾砂分級(jí)分段多途徑綜合利用方法，其特征在于：所述步驟E中沉淀池中加入絮凝劑，所述絮凝劑的加入量為20～30g/t。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全尾砂分級(jí)分段多途徑綜合利用方法，其特征在于：所述步驟E中沉淀池底流經(jīng)濃縮、沉淀后的微細(xì)粒尾砂含水量小于20%，粒徑為-0.01mm 。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山生態(tài)環(huán)境和尾礦資源化再利用領(lǐng)域，尤其涉及全尾砂分級(jí)分段多途徑綜合利用方法。

背景技術(shù)

某礦業(yè)公司在原某銅礦關(guān)閉破產(chǎn)的基礎(chǔ)上建立的新模式國(guó)有礦山企業(yè)，銅礦床的礦石類型主要為含銅磁鐵礦、含銅矽卡巖礦。主要有用元素為銅、硫和鐵；其中銅礦物以黃銅為主，其次有斑銅礦、輝銅礦、少量度孔雀石、黑銅礦；伴生金屬礦物主要有菱鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦及赤鐵礦等；脈石礦物主要有矽卡巖礦物及方解石、石英、長(zhǎng)石等。礦山采礦（井下）采用上向分采充填采礦法，選礦生產(chǎn)原則流程為：磨礦（棒磨+礫磨）分級(jí)（旋流器+浮槽）、銅半優(yōu)先選銅、銅硫混合浮選、混合精礦再磨、銅硫分離浮選、混合浮選尾礦磁選機(jī)選鐵，產(chǎn)品為銅精礦、硫精礦和鐵精礦三種產(chǎn)品。尾礦采用兩段旋流器分級(jí)，+0.037mm粗粒尾砂用于井下充填，-0.037mm細(xì)粒尾砂輸送尾礦庫堆存。其尾礦中主要礦物為方解石、石英、白云母、絹云母、綠簾石、菱鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦及不等的粘土，未發(fā)現(xiàn)有毒有害成分。尾礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1、粒度組成見表2。

表1 尾礦化學(xué)多元素分析結(jié)果表

元素FeCaOAl2O3MgSCu含量(%)24.3812.74.482.321.310.14元素ZnAsAgAu其他合計(jì)含量(%)0.0350.0117.17g/t0.261g/t24.98100.00

上表可以看出，尾礦中鐵的含量較高為24.38%，折合Fe2O3為34.83%。硫含量1.31%，折合SO3為3.275%；其次為硅、鈣、鋁等非金屬礦物。

表2 全尾粒度組成表

序號(hào)粒級(jí)mm產(chǎn)率（%）累計(jì)產(chǎn)率(%)Fe含量(%)Fe累計(jì)分布率(%)1+0.22.622.6227.983.012-0.2～+0.154.16.7223.466.953-0.15～+0.1012.2518.9719.8716.944-0.10～+0.0748.1127.0820.1423.635-0.074～+0.057.634.6823.3430.916-0.05～+0.03711.546.1826.8343.577-0.037～+0.02713.459.5830.7260.458-0.027～+0.0201372.5826.2174.439-0.020～+0.01013.6185.1923.7487.22-0.01013.81100.0021.83100.00合計(jì)100.0024.38

由粒度分析可知，粒度在0.037-0.010mm之間的尾砂分布率為40.01%，且含鐵品位也高，鐵分布率為43.65%。

目前該礦業(yè)公司的尾礦庫因環(huán)保、庫容已滿等問題，已無法繼續(xù)堆存尾礦；尾砂分級(jí)效率低，+37μm粗粒尾砂產(chǎn)量滿足不了井下充填要求，需購置大量黃砂進(jìn)行充填，生產(chǎn)成本高；礦山多年生產(chǎn)產(chǎn)生的露天坑需泥土進(jìn)行填埋及綠化。上述原因?qū)е缕髽I(yè)又面臨停產(chǎn)。具體缺陷如下：

1、礦山使用的尾礦庫為某銅礦關(guān)破前使用的尾礦庫，坐落在距離選廠3.5公里的風(fēng)景區(qū)，庫區(qū)占地面積3平方公里，植被及山坡土體遭到一定程度破壞，時(shí)有漏砂及揚(yáng)塵事件發(fā)生，對(duì)周圍環(huán)境及水源造成一定的污染，給人民群眾身心健康和生命財(cái)產(chǎn)安全造成一定程度的危害，環(huán)保和安全壓力巨大。

2、礦山使用的尾礦庫庫容已不能滿足企業(yè)服務(wù)年限要求，新建尾礦庫投資巨大，且需要征地，成本高，而周邊又無適合作尾礦庫的場(chǎng)地，企業(yè)因無處排放尾砂面臨停產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

3、該礦的采礦方法為采用上向水平分采充填采礦法，要求井下充填體固化時(shí)間必須小于48小時(shí)，研究表明，只有充填尾砂+0.037mm含量必須大于等于90%，才能滿足要求。因尾砂分級(jí)效率低，產(chǎn)出的粗顆粒尾砂不僅在數(shù)量上滿足不了充填要求，在質(zhì)量上因其含有大量的細(xì)顆粒尾砂，滿足不了充填體強(qiáng)度要求。為此，企業(yè)每年需要購買大量黃砂。

4、尾砂中鐵、二氧化硅、硫等資源沒有得到充分回收利用，造成資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種工藝流程簡(jiǎn)單、操作便利、分級(jí)效率高、綠色環(huán)保、收益可觀的全尾砂分級(jí)分段多途徑綜合利用方法，充分利用尾砂中的粗顆粒尾砂及其中的鐵、二氧化硅等資源，形成全尾砂分段分級(jí)多途徑利用尾砂整套工藝技術(shù)，即：+0.037mm粗粒尾砂用于井下充填、-0.037～+0.01mm細(xì)粒尾砂用作水泥生產(chǎn)鐵質(zhì)校正劑、-0.01mm微細(xì)粒尾砂用于填埋露天坑和綠化，實(shí)現(xiàn)尾砂100%綜合利用，產(chǎn)生的廢水全部返回作生產(chǎn)用水。徹底解決企業(yè)尾砂出路問題和環(huán)保問題，保障礦山正常生產(chǎn)。

本發(fā)明所述的全尾砂分級(jí)分段多途徑綜合利用方法，如下步驟 ：

A.降低尾砂中有害元素硫的含量：在硫浮選工序中，硫浮選礦漿的PH值6.5～7.5，加入異丁基黃藥，所述異丁基黃藥的加入量為10～15g/t；

B. 粗粒級(jí)+0.037mm尾礦的分離：將質(zhì)量濃度為15～20%的選礦尾礦礦漿泵入斜板濃密器進(jìn)行濃縮，待所述斜板濃密器底流礦漿質(zhì)量濃度達(dá)到35～40%時(shí)進(jìn)入旋流器組進(jìn)行分級(jí)，將旋流器組的沉沙（粒級(jí)為+0.037mm）作為井下充填物料，送至井下充填立式沙倉；

C.提高細(xì)粒級(jí)-0.037mm～+0.010mm尾礦中Fe2O3的含量：上述步驟B中斜板濃密器溢流脫除Fe2O3含量低的微細(xì)粒級(jí)-0.01mm粘土，粗粒石英等非金屬礦物分級(jí)到沉砂中，上述步驟B中旋流器組溢流進(jìn)入高效濃密機(jī)再除去微細(xì)粒粘土，使目標(biāo)粒級(jí)中Fe2O3富集；

D.細(xì)粒級(jí)-0.037mm～+0.010mm尾礦的分離：上述步驟B中旋流器組溢流粒徑為-0.037mm的物料進(jìn)入高效濃密沉淀器進(jìn)行濃縮，所述高效濃密沉淀器底流礦漿質(zhì)量濃度60～65%時(shí)，泵送至過濾機(jī)過濾，所得濾餅作為水泥鐵質(zhì)校正劑外銷，所得濾液返回系統(tǒng)作為生產(chǎn)用水；

E.微細(xì)粒級(jí)-0.01mm尾砂分離：上述步驟B中斜板濃密器和步驟C中高效濃密沉淀器的溢流液送至高架濃密機(jī)，所述高架濃密機(jī)的上清液返回系統(tǒng)作為生產(chǎn)用水；所述高架濃密機(jī)的底流進(jìn)入沉淀池進(jìn)行固液分離，沉淀池的上清液溢流返回系統(tǒng)作為生產(chǎn)用水；沉淀池底流經(jīng)濃縮、沉淀即得微細(xì)粒級(jí)尾砂，用于填埋露天坑和綠化。

尾礦含硫在1.31%，折合SO3為3.275%,高于水泥鐵質(zhì)校正劑要求（SO3小于2.5%），必須降低硫含量。為此，通過強(qiáng)化浮選，添加捕收力強(qiáng)的異丁基黃藥，降低浮選PH值，加強(qiáng)硫的回收，降低尾礦中的硫含量。濃縮過濾后細(xì)粒級(jí)（ -0.037 mm～+0.010mm）的尾砂中，硫穩(wěn)定在1%以下（SO3小于2.5%），達(dá)到水泥廠對(duì)水泥鐵質(zhì)校正劑硫含量要求。

優(yōu)選的，步驟B 中旋流器組為4臺(tái)型號(hào)為FX350-PU的旋流器組。

優(yōu)選的，步驟B 中旋流器組的料漿含水量為60～65%，采用變頻電機(jī)控制進(jìn)入旋流器組進(jìn)料壓力為1.5kgf/m2左右。

采用上述技術(shù)方案：對(duì)于+0.037mm粗粒尾礦用作井下充填，通過提高旋流器組粗粒級(jí)+0.037mm分級(jí)效率，粗粒級(jí)尾礦+0.037mm含量達(dá)90%以上，其滿足井下充填數(shù)量和質(zhì)量要求；

細(xì)粒級(jí)-0.037mm～+0.010mm尾礦中Fe2O3的含量，尾礦中鐵的含量為24.38%，折合Fe2O3為34.83%，低于水泥鐵質(zhì)校正劑要求（Fe2O3大于35%）。要滿足水泥鐵質(zhì)添加劑要求，必須提高尾礦中全鐵含量，為此，通過提高旋流器組粗粒分級(jí)效率，將尾砂中粗粒石英等非金屬礦物回收到粗粒尾砂中；采用斜板濃密器和高效濃密機(jī)，有效除去微細(xì)粒粘土，使目標(biāo)粒級(jí)中Fe2O3富集；濃縮過濾后細(xì)粒級(jí)-0.037mm～+0.010mm的尾砂中，F(xiàn)e2O3達(dá)到37.45%，達(dá)到水泥廠對(duì)水泥鐵質(zhì)校正劑SO3、Fe2O3含量要求，過濾后濾餅含水量小于10%。實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品外銷。

優(yōu)選的，步驟D所述過濾機(jī)為陶瓷過濾機(jī)，濾餅含水量小于10%。

優(yōu)選的，步驟E中沉淀池中加入絮凝劑，所述絮凝劑的加入量為20～30g/t。

優(yōu)選的，步驟E中沉淀池底流經(jīng)濃縮、沉淀后的微細(xì)粒尾砂含水量小于20%，粒徑為-0.01mm 。

綜上所述本發(fā)明的有益效果是：采用本發(fā)明所述的全尾砂分級(jí)分段多途徑綜合利用方法的技術(shù)方案將尾礦中粗粒尾礦粒級(jí)+0.037mm尾砂作為充填用砂，用于井下充填；-0.037mm～-0.01mm的細(xì)粒級(jí)尾礦作為水泥廠鐵質(zhì)校正劑，-0.01mm粒級(jí)尾礦、粘土通過絮凝、沉淀，運(yùn)至土石場(chǎng)綠化之用，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了礦山尾砂100%回收利用，產(chǎn)生的廢水全部返回作生產(chǎn)用水。既解決了礦山生產(chǎn)尾礦排放問題，又解決了井下采空區(qū)充填和和露天坑環(huán)境治理用砂、土問題，保障了礦山正常生產(chǎn)，減少了黃砂購進(jìn)量，增加了額外收益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

實(shí)施例一：

本發(fā)明所述的全尾砂分級(jí)分段多途徑綜合利用方法，包括如下步驟 ：

A.降低尾砂中有害元素硫的含量：在硫浮選工序中，硫浮選礦漿的PH值6.5～7.5，加入異丁基黃藥，所述異丁基黃藥的加入量為10～15g/t；

B. 粗粒級(jí)+0.037mm尾礦的分離：將質(zhì)量濃度為15～20%的選礦尾礦礦漿泵入斜板濃密器進(jìn)行濃縮，待所述斜板濃密器底流礦漿質(zhì)量濃度達(dá)到35～40%時(shí)進(jìn)入旋流器組進(jìn)行分級(jí)，將旋流器組的沉沙（粒級(jí)為+0.037mm）作為井下充填物料，送至井下充填立式沙倉；

C.提高細(xì)粒級(jí)-0.037mm～+0.010mm尾礦中Fe2O3的含量：上述步驟B中斜板濃密器溢流脫除Fe2O3含量低的微細(xì)粒級(jí)-0.01mm粘土，粗粒石英等非金屬礦物分級(jí)到沉砂中，上述步驟B中旋流器組溢流進(jìn)入高效濃密機(jī)再除去微細(xì)粒粘土，使目標(biāo)粒級(jí)中Fe2O3富集；

D.細(xì)粒級(jí)-0.037mm～+0.010mm尾礦的分離：上述步驟B中旋流器組溢流粒徑為-0.037mm的物料進(jìn)入高效濃密沉淀器進(jìn)行濃縮，所述高效濃密沉淀器底流礦漿質(zhì)量濃度60～65%時(shí)，泵送至過濾機(jī)過濾，所得濾餅作為水泥鐵質(zhì)校正劑外銷，所得濾液返回系統(tǒng)作為生產(chǎn)用水；

E.微細(xì)粒級(jí)-0.01mm尾砂分離：上述步驟B中斜板濃密器和步驟C中高效濃密沉淀器的溢流液送至高架濃密機(jī)，所述高架濃密機(jī)的上清液返回系統(tǒng)作為生產(chǎn)用水；所述高架濃密機(jī)的底流進(jìn)入沉淀池進(jìn)行固液分離，沉淀池的上清液溢流返回系統(tǒng)作為生產(chǎn)用水；沉淀池底流經(jīng)濃縮、沉淀即得微細(xì)粒級(jí)尾砂，用于填埋露天坑和綠化。

采用本發(fā)明所述的技術(shù)方案：

1、提高+0.037mm粗顆粒尾砂分級(jí)效率及含量

采用斜板濃密器脫除尾礦中的部分細(xì)泥，將原兩段旋流器分級(jí)改為旋流器組：型號(hào)為4臺(tái)FX350-PU旋流器組，采用變頻電機(jī)控制旋流器組進(jìn)料壓力在1.5kgf/m2左右、質(zhì)量濃度35～40%，分級(jí)效率提高了10%以上，旋流器組沉沙中+0.037mm含量≥90%，且產(chǎn)率提高了近2%，每年產(chǎn)出粗粒級(jí)充填尾砂12萬多噸，均滿足進(jìn)下充填要求。

2、提高-0.037mm～+0.01 mm尾砂中Fe2O3含量、降低有害元素硫的含量

尾礦中含F(xiàn)e2O3品位在34.83%，SO3為3.275%，鐵偏低，而雜質(zhì)硫偏高，要滿足水泥鐵質(zhì)添加劑要求，必須提高全鐵含量，降低硫含量。本項(xiàng)目解決的關(guān)鍵技術(shù)是提鐵降硫，滿足水泥鐵質(zhì)校正料要求。通過提高旋流器組粗粒分級(jí)效率，將尾砂中粗粒石英等非金屬礦物回收到粗粒尾砂中，采用斜板濃密器和高效濃密機(jī)，有效除去微細(xì)粒粘土，使目標(biāo)粒級(jí)中Fe2O3富集。在硫浮選流程中，添加異丁基黃藥的加入量為10～15g/t，控制浮選礦漿的PH值6.5～7.5，加強(qiáng)硫的回收，降低尾礦中的硫含量，雙管齊下。濃縮過濾后-0.037mm～+0.01 mm尾砂中，F(xiàn)e2O3達(dá)到37.45%，比總尾礦提高2.05個(gè)百分點(diǎn)，尾礦在硫穩(wěn)定在1%以下（SO3小于2.5%），達(dá)到水泥廠對(duì)鐵質(zhì)校正料的質(zhì)量要求。

3、-0.037mm～+0.01 mm粒級(jí)固液分離技術(shù)研究

水泥鐵質(zhì)校正劑要求含水量小于10%，本項(xiàng)目解決的關(guān)鍵技術(shù)-0.037mm～+0.01 mm粒級(jí)尾砂固液分離技術(shù)，將細(xì)粒級(jí)濃縮過濾處理流程分為兩段處理，第一段選用高效濃密沉淀器進(jìn)行濃縮沉淀，除去細(xì)泥和水，提高礦漿質(zhì)量濃度60%以上；第二段采用陶瓷過濾技術(shù)進(jìn)行脫水，濾餅（含水小于10%）作為水泥廠鐵質(zhì)校正劑外銷，產(chǎn)生的濾液作為生產(chǎn)回水用。

4、-0.01mm粒級(jí)固液分離

微細(xì)粒級(jí)尾砂、粘土自流入沉淀池，加入絮凝劑經(jīng)濃縮、沉淀，得到含水20%以下的細(xì)泥（-0.01mm），運(yùn)至露天坑作為環(huán)境治理和排土場(chǎng)綠化用泥，其澄清水返回生產(chǎn)用水。其中，沉淀池中加入絮凝劑，所述絮凝劑的加入量為20～30g/t 。

綜上所述，在硫浮選時(shí)降低浮選PH值，并添加捕收力強(qiáng)的劑異丁基黃藥，加強(qiáng)硫的回收，降低尾礦中的硫含量，滿足水泥廠對(duì)鐵質(zhì)校正劑中的硫含量要求；斜板濃密器底流礦漿質(zhì)量濃度達(dá)到35～40%時(shí)進(jìn)入旋流器組進(jìn)行分級(jí)，旋流器組沉沙（+0.037mm）作為井下充填物料，送至井下充填立式沙倉；上述步驟B中斜板濃密器溢流脫除Fe2O3含量低的微細(xì)粒級(jí)（-0.01mm）粘土，上述步驟B中旋流器組將尾砂中的粗粒石英等非金屬礦物分級(jí)到沉砂中，上述步驟B中旋流器組溢流進(jìn)入高效濃密機(jī)再除去微細(xì)粒粘土，使目標(biāo)粒級(jí)中Fe2O3富集，滿足水泥廠對(duì)鐵質(zhì)校正料中的鐵含量要求；高效濃密沉淀器底流礦漿質(zhì)量濃度60-65%時(shí)，泵送至過濾機(jī)過濾，所得濾餅作為水泥廠的水泥鐵質(zhì)校正劑，步驟B中斜板濃密器溢流中脫除微細(xì)粒級(jí)（-0.01mm）粘土及上述步驟C中高效濃密機(jī)再除去微細(xì)粒級(jí)（-0.01mm）粘土中Fe2O3含量低10%，上述步驟B中旋流器組將尾砂中的粗粒石英等非金屬礦物分級(jí)到沉砂中，使細(xì)粒級(jí)（-0.037mm-+0.010mm）尾砂中Fe2O3得到富集，滿足水泥廠對(duì)鐵質(zhì)校正料中的鐵含量要求。