LKCS系列尾礦干排系統的研發

作者:金屬礦山  來源/微信公眾號:jinshukuangshan 發布日期:2019-07-04


1項目研發的目的和意義
尾礦屬于選礦后的廢棄物,目前年排放量占工業固體廢棄物的40%左右,由于尾礦粒徑較細,且含有浮選藥劑殘余、重金屬等污染物,故常會造成大氣、水污染等環境問題,同時尾礦堆存也易造成安全問題。
近年來,為了維持正常的生產運營,礦山企業主要采取新建和擴建地面尾礦庫的方式來解決尾礦的處置和排放問題。但隨著社會發展進步,減少尾礦排放量,促進資源的高效利用,強化廢棄物的回收利用,實現社會、經濟和環境的共贏,已成為影響我國礦業可持續發展的關鍵問題。
尾礦干排系統是近年來興起的一項新的尾礦處理工藝,其創新性在于使尾礦漿形成含水量低、易沉淀固化和利于場地堆存的礦渣,從而緩解尾礦庫庫容壓力,減少尾礦庫安全隱患,增加尾礦再利用手段,完善礦山企業綠色環保體系。作為一項新興的尾礦處理工藝,尾礦干排系統的研究與開發將成為尾礦治理中的一個重要課題。
目前常用的幾種尾礦干排工藝有濃縮機+泥漿泵、濃縮機+過濾機/壓濾機兩種。
第一種工藝是利用濃縮機將尾礦進行濃縮,底流由泥漿泵打入尾礦庫儲存,溢流作為回水循環利用,尾礦庫沉淀后的清水也可作為選礦回水利用,該工藝簡單,但后期維護費用高。
第二種工藝是將選礦廠尾礦經濃縮機濃縮后,底流給入過濾機/壓濾機,溢流作為回水循環利用。這種工藝配置簡單、應用范圍廣且技術較為成熟,但設備投資大、運行成本高。
目前,市場急需新型尾礦干排系統,來解決尾礦處置和排放存在的生態和環保問題,為國內尾礦處理工藝提供新途徑,實現礦山企業社會、經濟效益最大化,引領礦山領域向綠色、高效邁進。
2主要研究內容、工藝流程、關鍵技術和創新點
1、主要研究內容
針對尾礦干排領域存在的諸多問題,陸凱科技圍繞減量化、再利用、資源化目標,提出新型的尾礦處理方式:(濃縮機)+旋流器+脫水篩。該工藝采用濃縮機將尾礦濃縮后通過旋流器進行再次濃縮,底流給入脫水篩,篩上物料進行干堆處理,最終干礦含水率小于15%,具有工藝簡單、投資運行成本低的優點。
(1)工藝方面
提出新型的尾礦處理方式:旋流器+脫水篩工藝,這種工藝主要由旋流器和脫水篩組成,可有效降低尾礦入庫量,增加尾礦庫使用年限,減少尾礦庫維護成本;并且設備投資和運行成本較使用壓濾機(過濾機)大幅度降低。此工藝適用范圍廣,操作簡單,占地面積小,干排水分低,易堆存,自動化程度高。
(2)設備方面:
此工藝設備包括研發了一種含進料筒、溢流管、大椎筒、小錐筒和底流管的,適用不同濃度尾礦的多椎體旋流器。其入礦口弧線采用漸開線設計,有效提高進料料漿最大切線速度和降低紊流程度,有效減少湍流及短路流,提高旋流器分級效率。錐體采用多段錐角設計,可提高分離精度。
同時,陸凱科技研發了一種多段折面脫水篩,入料端采用120度角折面設計,可防止物料對入料端篩板的直接沖擊,延長篩板使用壽命,并且可加速過濾入料端礦漿中的水分,提高脫水篩的干排效率。篩面為聚氨酯篩板,脫水時使用的篩孔形狀為條縫形篩孔。側壓密封板有固定篩板,穩定安裝的作用,防止物料側面拋料,起到了密封作用,有效的保護篩機側板在工作時不被磨損。
2、創新點
(1)多錐體組合旋流器大幅度提高濃縮效率
旋流器采用特殊設計漸開線給料方式,采用四段錐體組合而成,每段錐體的錐角不同,由大變小。加快濃縮速度,提高濃縮效率;內襯采用高彈性耐磨橡膠整體硫化成型,更換快捷方便。
(2)高頻尾礦脫水篩在尾礦脫水上的應用技術
高頻尾礦脫水篩的給料端是120°的折面,篩面設計為六部分獨立脫水模塊,篩機角度可調范圍-10°~10°,篩機頻率可調范圍10~50Hz,振幅可調范圍0~16mm,能夠適應不同的給料條件。
(3)高耐磨防堵聚氨酯篩網
篩網采用五組分MDI進口聚氨酯原料澆注成型,內襯特制骨架,加強篩網的承載力。采用倒三角形篩絲,篩孔上窄下寬的形式,解決篩網堵塞的問題,更適用于尾礦脫水。
3取得主要技術經濟指標
主要技術指標如下表1所示。
表1 主要技術指標完成情況表
序號
項目
參數指標
備注
1
處理量t/(h·m2)
8-12
技術指標中處理量,干排產率,干排水分等參數指標限定條件:應用在含泥量較少;-325目含量應不高于80%;入料礦漿濃度20%-40%為易,如入料濃度較低,需進行預先濃縮。
2
干排產率%
≥60%
3
干排水分%
≤16%
4
工作方式
旋流器組和脫水篩配合使用
5
最大給礦粒度
3mm
6
給料濃度
20%-40%
7
脫水篩振幅
4-5mm
本項目產品自2014年6月研發完成推廣使用至2017年12月,推廣應用產品61臺套,新增銷售額1407.5萬元,新增凈利潤85.17萬元,新增納稅133.36萬元。
表2 經濟指標完成情況表
序號
項目
經濟指標
1
銷量
61臺套
2
銷售額
1407.5萬元
3
利稅
133.36萬元
4
凈利潤
85.17萬元
5
稅額
218.53萬元
4與當前國內外同類研究、同類技術綜合比較
本項目整體技術達到國內外領先水平,幾乎可滿足-0.037mm粒級含量小于95%的所有礦種的脫水要求,脫水篩篩上物料為最終干排尾礦,含水率小于15%。
表3 各工藝經濟技術參數對比
主要工藝設備
設備臺數
投資總費用萬元
總功率kw
易損件與壽命
產品水分%
生產成本(元/t)
濃縮機+過濾機
陶瓷過濾機80m25臺,真空泵5臺,泵用現有
325
410
陶瓷板6-12月
8-12
4-6
濃縮機+壓濾機
箱式壓濾機106m212臺,渣漿泵24臺
276
525
濾布2-3月
16-20
4-6
濃縮機+旋流器+脫水篩
旋流器組250×3,8組,直線脫水篩8臺,泵用現有
176
210
篩板6-8個月
15-18
1-2
5應用及提高效率、降低成本情況
陸凱科技于2017年2月設計遠通廣福尾礦旋流器和直線脫水篩的組合干排方案。5月LKCS尾礦干排系統在廣福礦業有限公司進行了現場試驗,并于11月完成了系統鑒定,現已進入正常生產運行階段,系統運行穩定。
通過LKCS系列尾礦干排系統的使用,減少了濕排尾礦庫維護成本,尾礦輸送成本,并且增加了尾礦庫服務年限至少兩年,每年可節約成本400余萬元;同時,尾礦回水率提高了25%,減少了新水的利用,干排砂產率達到了60%,干排水分控制在16%以下,各技術經濟指標達到了使用單位的要求。
遠通廣福礦業利用尾礦干排尾砂對礦區土地進行復墾綠化,不僅從源頭上杜絕了滑坡、崩塌等地質災害的發生,減少了地質災害帶來的損失,也實現了采區及周邊環境的恢復治理和生態的良性循環。
完成單位:唐山陸凱科技有限公司
主要完成人:李松奕、趙振龍、王曉峰、王延鵬、劉成功
獲獎技術項目詳情咨詢電話:0555-2404666
來源:中礦協
編輯:吳 玥
監制:趙 鵬

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