1.本技術(shù)屬于及尾砂技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種尾砂分離方法。

背景技術(shù)：

2.尾砂作為礦山固體廢料排放的主要廢料，占工業(yè)固體廢料排放比重大。目前處理和利用尾砂的主要方式是尾礦庫排放和井下充填。

3.尾礦庫排放時，一般選廠產(chǎn)生的低濃度尾砂料漿直接管道排放至尾礦庫或經(jīng)濃密機濃密后排放至尾礦庫，尾砂料漿在尾礦庫自然沉降脫水，回水輸送至選廠繼續(xù)使用，由于該種方式尾砂料漿濃度較低，脫水量大，回水輸送成本較高，且尾砂料漿最終脫水后仍保留較多水分無法脫出，尾砂料漿占用尾礦庫容量較大，因此國內(nèi)外尾礦庫排放技術(shù)正向膏體排放發(fā)展，即尾砂料漿排放至尾礦庫先濃密至膏體狀態(tài)(不脫水或極少脫水狀態(tài))，尾砂膏體排放體積較低濃度排放小，尾礦庫基本無需回水，尾礦庫安全性提高。

4.利用尾砂充填，將尾砂料漿濃密至較高濃度后添加水泥等膠凝材料攪拌或直接輸送至井下采空區(qū)。尾砂充填要求尾砂料漿濃密后濃度達(dá)到膏體狀態(tài)或接近膏體狀態(tài)，以確保制備后的充填料漿水泥不離析，井下脫水量較少。同時尾砂充填要求盡量全粒級利用，避免細(xì)粒級排放至尾礦庫無法筑壩，在尾礦庫內(nèi)脫水困難，造成重大安全隱患。因此，全尾砂料漿膏體濃密技術(shù)是尾砂膏體排放和全尾砂膏體充填的核心技術(shù)。

5.目前全尾砂料漿膏體濃密方法主要有3種：

6.第一種是將選廠的尾砂料漿輸送至普通濃密機進(jìn)行濃密，濃密機底流濃度一般達(dá)到40％左右，再輸送至砂倉再次沉降脫水濃密到更高濃度，砂倉溢流含部分細(xì)粒級，需進(jìn)一步處理后才可利用；

7.第二種是將選廠的尾砂料漿輸送至深錐濃密機，通過添加絮凝劑，和采用大高徑比、攪動桿、防壓耙等技術(shù)措施，將深錐濃密機底流濃度大幅提高。

8.第三種是對選廠排出的尾砂料漿或經(jīng)普通濃密機濃密后的尾砂料漿進(jìn)行陶瓷過濾或壓濾脫水處理，脫水后的全尾砂料漿含水率低，可直接皮帶或車輛輸送至尾礦庫或干堆場排放，而用作充填時，一般需加水調(diào)節(jié)至具備一定管道輸送能力的料漿濃度。陶瓷過濾或壓濾脫水脫出的廢水需進(jìn)一步處理才可利用。

9.第一種和第二種方法主要利用沉降脫水原理，區(qū)別在于第一種方法采用普通濃密機和砂倉進(jìn)行兩次沉降脫水，溢流需處理后才可利用，而第二種方法利用絮凝劑加速沉降，

10.利用大高徑比倉體，攪動桿破壞底部料漿水砂結(jié)合狀態(tài)，防壓耙措施促使砂倉高濃度沉積層順利排出料漿，等技術(shù)，實現(xiàn)膏體濃縮。第一種和第二種方法對全尾砂膏體濃密的效果均不穩(wěn)定，受尾砂性質(zhì)差異影響較大，如尾砂平均粒徑偏細(xì)時，第一種和第二種方法濃密的濃度無法達(dá)到膏體性狀，濃密濃度偏低，且第一種方法溢流濃度較高。用于井下充填時，由于第二種方法無儲存尾砂膏體的料倉，受選廠作業(yè)時間的影響。第三種方法采用機械對尾砂

11.料漿進(jìn)行固液分離，但分離后的廢水仍需處理才可利用，脫水效率低，能耗大，工

藝繁復(fù)，成本高。第三種方法對尾砂性質(zhì)的適用性較差，如全尾砂料漿中含硫較高或尾砂平均粒徑偏細(xì)時，陶瓷過濾孔易被堵塞，無法順利使用。目前尾砂濃密技術(shù)一般利用自然沉降脫水、離心沉降脫水、機械脫水等原理，這些原理對于含泥量較大的全尾砂料漿效果均較差。旋流器離心沉降原理和振動脫水原理配合濃密效率高，效果好，但是僅適合含泥量較低的尾砂。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

12.本技術(shù)的目的在于提供了一種尾砂漿濃密方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)尾砂較細(xì)，沉降速率慢，底流濃度低，溢流濁度大的技術(shù)問題。

13.為實現(xiàn)上述申請目的，本技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：

14.本技術(shù)提供了一種尾砂漿濃密方法，包括如下步驟：

15.將尾砂漿進(jìn)行第一濃密處理，得到第一底流和第一溢流；

16.將底流進(jìn)行水力旋流處理，得到沉砂和第二溢流；

17.將沉砂進(jìn)行過濾處理，得到濾液和濾餅；

18.將第一溢流、第二溢流和濾液進(jìn)行混合處理，得到混合液；

19.向混合液中加入絮凝劑溶液后，進(jìn)行第二濃密處理，得到第三溢流和第二底流。

20.本技術(shù)提供的尾砂分離方法可對礦漿進(jìn)行濃密處理，得到的第一底流和濾餅可用來作填充物料，為尾砂的利用提高的一條途徑，其中，將尾砂漿進(jìn)行第一濃密處理，可以對尾砂漿進(jìn)行初步處理，得到濃度提高的第一底流和濃度下降的第一溢流，對第一底流進(jìn)行水力旋流和過濾處理可以進(jìn)行一步將第一底流中的水分離出來，進(jìn)而得到濾餅，另外將第一溢流、第二溢流、濾液和絮凝劑溶液混合，進(jìn)行第二濃密處理，可對降低混合溶液的濁度，降低混合溶液中尾砂的分散度。

附圖說明

21.圖1為本發(fā)明實施例中提供的一種混合尾砂濃密工藝流程圖；

22.圖2為本發(fā)明實施例中提供的全尾砂三種離子型絮凝劑條件下沉降高度曲線；

23.圖3為本發(fā)明實施例中提供的全尾砂三種絮凝劑條件下沉降速度曲線；

24.圖4為本發(fā)明實施例中提供的全尾砂不同給料濃度條件下沉降高度曲線；

25.圖5為本發(fā)明實施例中提供的全尾砂不同給料濃度條件下沉降速度曲線；

26.圖6為本發(fā)明實施例中提供的全尾砂不同入料濃度單位面積固體處理量；

27.圖7為本發(fā)明實施例中提供的全尾砂的沉降高度曲線；

28.圖8為本發(fā)明實施例中提供的全尾砂的沉降速度曲線；

29.圖9為本發(fā)明實施例中提供的全尾砂不同絮凝劑單耗下2min內(nèi)平均沉降速度；

30.圖10為本發(fā)明實施例中提供的三種尾砂料漿最佳組沉降高度曲線；

31.圖11為本發(fā)明實施例中提供的三種尾砂料漿最佳組沉降速度曲線；

32.圖12為本發(fā)明實施例中提供的細(xì)粒級尾砂溢流水濁度隨時間變化曲線圖；

33.圖13為本發(fā)明實施例中提供的細(xì)粒級尾砂溢流水濁度隨時間變化曲線圖；

34.圖14為本發(fā)明實施例中提供的細(xì)尾砂泥層高度隨時間變化規(guī)律數(shù)字點圖；

35.圖15為本發(fā)明實施例中提供的細(xì)尾砂錐體段泥層高度隨時間的變化規(guī)律；

36.圖16為本發(fā)明實施例中提供的細(xì)尾砂直筒段的泥層高度變化規(guī)律；

37.圖17為本發(fā)明實施例中提供的不同錐角的直筒段泥層高度線性回歸模型。

具體實施方式

38.為了使本技術(shù)要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術(shù)，并不用于限定本技術(shù)。

39.本技術(shù)中，術(shù)語“和/或”，描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，a和/或b，可以表示：單獨存在a，同時存在a和b，單獨存在b的情況。其中a，b可以是單數(shù)或者復(fù)數(shù)。字符“/”一般表示前后關(guān)聯(lián)對象是一種“或”的關(guān)系。

40.本技術(shù)中，“至少一個”是指一個或者多個，“多個”是指兩個或兩個以上?！耙韵轮辽僖豁?個)”或其類似表達(dá)，是指的這些項中的任意組合，包括單項(個)或復(fù)數(shù)項(個)的任意組合。例如，“a,b,或c中的至少一項(個)”，或，“a,b,和c中的至少一項(個)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分別可以是單個，也可以是多個。

41.應(yīng)理解，在本技術(shù)的各種實施例中，上述各過程的序號的大小并不意味著執(zhí)行順序的先后，部分或全部步驟可以并行執(zhí)行或先后執(zhí)行，各過程的執(zhí)行順序應(yīng)以其功能和內(nèi)在邏輯確定，而不應(yīng)對本技術(shù)實施例的實施過程構(gòu)成任何限定。

42.在本技術(shù)實施例中使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本技術(shù)。在本技術(shù)實施例和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。

43.本技術(shù)實施例說明書中所提到的相關(guān)成分的重量不僅僅可以指代各組分的具體含量，也可以表示各組分間重量的比例關(guān)系，因此，只要是按照本技術(shù)實施例說明書相關(guān)組分的含量按比例放大或縮小均在本技術(shù)實施例說明書公開的范圍之內(nèi)。具體地，本技術(shù)實施例說明書中所述的質(zhì)量可以是μg、mg、g、kg等化工領(lǐng)域公知的質(zhì)量單位。

44.術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，用來將目的如物質(zhì)彼此區(qū)分開，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。例如，在不脫離本技術(shù)實施例范圍的情況下，第一xx也可以被稱為第二xx，類似地，第二xx也可以被稱為第一xx。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。

45.本技術(shù)實施例提供了一種尾砂漿濃密方法，包括如下步驟：

46.步驟s1、將尾砂漿進(jìn)行第一濃密處理，得到第一底流和第一溢流；

47.步驟s2、將底流進(jìn)行水力旋流處理，得到沉砂和第二溢流；

48.步驟s3、將沉砂進(jìn)行過濾處理，得到濾液和濾餅；

49.步驟s4、將第一溢流、第二溢流和濾液進(jìn)行混合處理，得到混合液；

50.步驟s5、向混合液中加入絮凝劑溶液后，進(jìn)行第二濃密處理，得到第三溢流和第二底流。

51.本技術(shù)實施例提供的尾砂分離方法，可對礦漿進(jìn)行濃密處理，得到的第一底流和濾餅可用來作填充物料，為尾砂的利用提高的一條途徑，具體地，一方面將尾砂漿進(jìn)行第一濃密處理，可以對尾砂漿進(jìn)行初步處理，得到濃度提高的第一底流和濃度下降的第一溢流，對第一底流進(jìn)行水力旋流和過濾處理可以進(jìn)行一步將第一底流中的水分離出來，進(jìn)而得到

濾餅，另一方面將第一溢流、第二溢流、濾液和絮凝劑溶液混合，進(jìn)行第二濃密處理，可對降低混合溶液的濁度，降低混合溶液中尾砂的分散度。

52.步驟s1中，將尾砂漿進(jìn)行第一濃密處理，得到第一底流和第一溢流。

53.在一些實施例中，形成尾砂漿的尾砂包括全尾砂、細(xì)粒級尾和分級尾中的至少一種。

54.其中，全尾砂的粒徑分布一般是以全尾砂的質(zhì)量為100％計，粒徑小于19μm的全尾砂質(zhì)量占比大于55％。

55.以細(xì)粒級尾砂的質(zhì)量為100％計，粒徑小于19μm的細(xì)粒級尾砂質(zhì)量占比大于55％。

56.以分級尾砂的質(zhì)量為100％計，粒徑小于19μm的分級尾砂的質(zhì)量占比為6.50％。

57.分級尾砂分布一般是粒徑小于19um粒徑只占有6.50％，根據(jù)膏體配制對粒徑的要求，最低必須有15％以上的-19um級別，才能顯示其流動特性并保持有足夠的呈膠體狀態(tài)的水，形成一種不離析的混合體。以上四種尾砂，全尾砂、細(xì)粒級尾砂和混合尾砂的粒徑組成滿足膏體制備條件，而分級尾砂-19um粒徑只占有6.50％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于15％，分級尾砂無法制備成膏體。

58.在一些實施例中，形成尾砂漿的尾砂的重量占比也即是尾砂漿的重量濃度為4～16％，其中，尾砂漿的尾砂的重量占比可為4％、8％、12％和、16％，隨著料漿濃度增大，料漿絮凝沉降速度逐漸減慢，但下降幅度有所減小，單位面積固體處理量先升高后下降。

59.凡口礦全尾砂雖然在4％濃度時沉降速度最快，但是固體處理量??；在12％濃度時達(dá)到固體處理量最大值。一般深錐濃密機自稀釋系統(tǒng)可以稀釋一倍，且需要稀釋倍數(shù)較大，在目前濃密機技術(shù)上，大的稀釋倍數(shù)具有一定難度。綜合考慮尾礦固體處理量、尾砂給料濃度以及濃密機自稀釋的技術(shù)可行性，建議選用12％作為全尾砂稀釋后的濃度。

60.在一些實施例中，尾砂漿的固體通量為0.2～0.5t/m2.h，其中，尾砂漿的固體通量可為0.2t/m2.h、0.3t/m2.h、0.4t/m2.h、0.5t/m2.h，隨著固體通量的增加，底流濃度減小。

61.在一些實施例中，步驟s2中采用水力旋流器將底流進(jìn)行水力旋流處理，得到沉砂和第二溢流。

62.在一些實施例中，步驟s3中采用陶瓷過濾器對底流進(jìn)行過濾，可得到含尾砂質(zhì)量濃度為70％的沉砂。

63.在一些實施例中，步驟s4中采用管道和泵將對第一溢流、第二溢流和濾液運輸?shù)纼σ撼刂?，進(jìn)行混合的。

64.步驟s5中，向混合液中加入絮凝劑溶液后，進(jìn)行第二濃密處理，得到第三溢流和第二底流，可提高尾砂整體的回收率。

65.在一些實施例中，形成絮凝劑溶液的絮凝劑包括陰離子型或非離子型聚丙烯酰胺。

66.進(jìn)一步的，陰離子聚丙烯酰胺的重均分子量為1000～1400萬，隨著重均分子量的不斷增加，添加陰離子型絮凝劑的全尾砂料漿的最大沉降速度在逐漸提高。

67.進(jìn)一步的，非離子聚丙烯酰胺的重均分子量為800～1600萬，隨著重均分子量的不斷增加，添加非離子型絮凝劑的全尾砂料漿的最大沉降速度在逐漸提高。

68.在一些實施例中，絮凝劑是按照每噸尾砂中添加10～80g的比例向混合液中添加的，其中，絮凝劑按照每噸尾砂中添加10g、30g、40g、50g、60g、70g和80g，對于全尾砂而言，

隨著單耗的增加，沉降速度越來越快，但增長幅度變小。但當(dāng)絮凝劑單耗從10g提高到30g時，沉降速度快速提高，超過30g后，沉降速度增長緩慢。因此，全尾砂最優(yōu)的絮凝劑單耗為30g。

69.進(jìn)一步的，絮凝劑溶液的添加流速為33.9～148.4ml/min，通過控制絮凝劑泵的流速，進(jìn)而控制絮凝劑的添加量。

70.在一些實施例中，第二濃密處理步驟包括：采用深錐濃密處理方法對混合液進(jìn)行處理。

71.進(jìn)一步的，深錐濃密處理方法是通過深錐濃密機實施的，深錐濃密機的設(shè)置條件如下：

72.深錐濃密機的錐角為30～60

°

，其中，深錐濃密機的錐角可為30

°

、45

°

和60

°

，其中，得出錐角越大錐角段的泥層上升越快，當(dāng)泥層上升速率較大時(錐角較大時)，等高情況下濃密機的儲料就較少。換言之，假如濃密機的儲料一定時，錐角越大，需要的高度就更大。

73.進(jìn)一步的，深錐濃密機的直徑為16～30m，推薦的深錐濃密機直徑為18m，可兼容各種尾砂連續(xù)濃密工況。設(shè)計了三種尾砂的濃密技術(shù)流程與參數(shù)，最終推薦了細(xì)粒級尾砂濃密技術(shù)流程，便于與現(xiàn)有的充填技術(shù)順利銜接。

74.根據(jù)凡口鉛鋅礦實際生產(chǎn)現(xiàn)狀及未來生產(chǎn)規(guī)劃，確定全尾砂設(shè)計濃密機直徑為18m，錐角為30

°

，濃密機高度為20m；細(xì)粒級尾砂設(shè)計濃密機直徑為17m，錐角為30

°

，濃密機總高度為17m；混合尾砂設(shè)計濃密機直徑為16m，錐角為30

°

，濃密高度為20m。為了滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需求，最終確定深錐濃密機直徑為18m，錐角為30

°

，濃密機高度為20m，能夠兼顧全尾砂、細(xì)粒尾砂的濃密作業(yè)。

75.進(jìn)一步的，深錐濃密機的耙架轉(zhuǎn)速為1～3r/min，同種錐角、不同耙架轉(zhuǎn)動速度，其上升速率接近。

76.在一些實施例中，混合溶液的ph值8.68～9.96，第三溢流ph平均值為7.73～9.98，向混合液中添加絮凝劑會改變混合溶液中的ph值，有益于尾砂的沉淀。

77.在一些實施例中，混合溶液的cod值為387～23402mg/l，第三溢流的cod值為387～564mg/l，根據(jù)國標(biāo)gb25466-2010污水排放要求，ph值處于6～9之間，直接排放時cod值處于60mg/l以下，間接排放時cod低于200mg/l，可正常排放。由此可知，尾砂濃密后溢流濁度雖然在100ppm以內(nèi)，但cod值明顯超標(biāo)，不允許直接排放。建議凡口礦將溢流水排放至原有的水處理系統(tǒng)，加強水處理質(zhì)量，將cod值降至60mg/l以后，再向環(huán)境排放。

78.在一些實施例中，第二底流中所含尾砂的重量占比為56～62.5％，第三溢流的水濁度小于200ppm，說明采用本技術(shù)實施例的尾砂漿濃密處理方法，可提高水和尾砂的分離度。

79.在一些實施例中，第二底流物形成的充填體的r

3d

的強度大于3mpa，可滿足作為填充體的要求。

80.在一些實施例中，第二底流物形成的充填體的r

28d

的強度大于3mpa，可滿足作為填充體的要求。

81.下面結(jié)合具體實施例進(jìn)行說明。

82.實施例1

83.圖1提供了一種尾砂分離方法流程圖，具體地，包括如下步驟：

84.步驟s101、首先檢查實驗設(shè)備及儀器儀表，確保相關(guān)設(shè)備能夠正常運轉(zhuǎn)后方可開展工作，開啟全尾砂供料閘閥，將24m濃密機附近的全尾砂中轉(zhuǎn)池注滿全尾砂料漿，測量全尾砂料漿的質(zhì)量濃度。

85.步驟s102、利用濃度壺測量全尾尾砂漿濃度，當(dāng)尾砂濃度低于最佳給料濃度12％時，根據(jù)最佳固體通量，調(diào)整全尾砂給料流量；當(dāng)全尾砂濃度高于最佳給料濃度12％時，通過反算稀釋水流量，將料漿稀釋至最佳給料濃度。

86.步驟s103、根據(jù)全尾砂給料參數(shù)及現(xiàn)場濃度測試結(jié)果，調(diào)整清水泵(控制稀釋水流量)、渣漿泵(控制全尾砂給料流量)、螺桿泵泵送參數(shù)至設(shè)計值(控制絮凝劑流量)，確保無誤方可進(jìn)行實驗。

87.步驟s104、在本實施例中的全尾砂料漿的質(zhì)量濃度為12％，用24m濃密機對全尾砂料漿進(jìn)行第一濃密處理，得到25％質(zhì)量濃度的第一底流和6.56％質(zhì)量濃度的第一溢流。

88.步驟s2、將第一底流進(jìn)行水力旋流器處理，得到質(zhì)量濃度為70％沉砂和質(zhì)量濃度為9.1％第二溢流。

89.步驟s3、用陶瓷過濾機對沉砂進(jìn)行處理，得到濾液和濾餅，并將濾餅運輸?shù)降牢采岸褕龊吞畛湔尽?br />
90.步驟s4、將第一溢流、第二溢流和濾液進(jìn)行混合處理，得到質(zhì)量濃度為7.13％的混合液。

91.步驟s501、開啟清水泵，向深17m深錐濃密機注滿清水，并開啟耙架，耙架轉(zhuǎn)速為6～7r/min。

92.步驟s502、稱取一定量的絮凝劑，通過系統(tǒng)自備的絮凝劑自動制備系統(tǒng)，將絮凝劑制備成0.01％的絮凝劑溶液，并充分?jǐn)嚢?0min，方可進(jìn)行實驗。并利用系統(tǒng)自帶的螺桿泵送，利用轉(zhuǎn)子流量計檢測流量。

93.步驟s503、通過污泥泵將全尾砂料漿泵送至17m深錐濃密機附近的攪拌筒內(nèi)，同時開啟攪拌系統(tǒng)，使全尾砂料漿充分?jǐn)嚢瑁_保全尾砂顆粒不沉降。

94.步驟s504、實驗開機后24個小時內(nèi)，為尋求最佳絮凝劑單耗，全尾砂以0.4t/m2.h固體通量保持不變，絮凝劑單耗從60從高往低添加，每個單耗持續(xù)8個小時，通過溢流水濁度值，確定最佳絮凝劑單耗。

95.步驟s505、當(dāng)泥層達(dá)到6～8m時，固體通量保持不變，以最佳絮凝劑單耗設(shè)置實驗參數(shù)，打開第第一溢流泵，持續(xù)進(jìn)料、排料24小時。

96.步驟s506、確保連續(xù)進(jìn)料，打開第二底流泵，快速放料使泥層高度達(dá)到3m處。

97.步驟s507、進(jìn)料保持不變，關(guān)閉第二底流泵，在泥層升至8m的過程中，泥層高度處于3、4、6、8m時刻，分別檢測第二底流濃度。

98.步驟s508、停止進(jìn)料，使泥層靜止8小時，并定期測量底流濃度及檢測耙架扭矩。

99.步驟s509、打開底流泵，關(guān)閉入料泵，進(jìn)入排放模式

100.步驟s510、向混合液中加入質(zhì)量濃度為0.01％的絮凝劑溶液后，用17m深錐濃密機進(jìn)行第二濃密處理，得到24.07質(zhì)量濃度的第三溢流和55.03％質(zhì)量濃度的第二底流，并將二滴液運輸?shù)捞畛湔局小?br />
101.根據(jù)凡口礦現(xiàn)場實際生產(chǎn)狀況，結(jié)合細(xì)粒級尾砂濃密參數(shù)及設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)，可計算出濃密機處理能力(尾砂工段平均產(chǎn)出細(xì)粒級尾砂量計算)，按平均給料濃度結(jié)合稀釋濃

度可計算出稀釋水流量，同時根據(jù)相關(guān)參數(shù)可計算出，尾砂單位時間給料體積、絮凝劑單位時間給料體積。詳見表1。

102.通過選廠日平均產(chǎn)量、井下充填量，可確定，深錐濃密機單位時間處理干砂46.07t/h，底流產(chǎn)量52.72m3/h，溢流水排放量585.7m3/h，濾餅產(chǎn)量42.73t/h。

103.類似地，當(dāng)采用16m直徑的深錐濃密機處理細(xì)粒級尾砂時，平均固體通量為0.20t/m2.h，少于推薦的固體通量0.25t/m2.h。究其原因，在設(shè)計濃密機時，細(xì)粒級尾砂入料流量考慮了1.15的波動系數(shù)。如果采用18m的深錐濃密機，其平均固體通量降為0.18t/m2.h。較小的固體通量，更有利于提高細(xì)粒級尾砂底流濃度，降低其溢流濁度。同時，較大的濃密機體積存貯尾砂能力較強，對于調(diào)節(jié)濃密機連續(xù)生產(chǎn)與井下充填不連續(xù)作業(yè)之間的矛盾。

104.當(dāng)采用17m直徑的深錐濃密機處理細(xì)粒級尾砂時，平均固體通量為0.29t/m2.h，少于推薦的固體通量0.35t/m2.h。究其原因，在設(shè)計濃密機時，細(xì)粒級尾砂入料流量也考慮了1.15的波動系數(shù)。當(dāng)采用推薦的18m深錐濃密機時，其平均固體通量進(jìn)一步下降到0.23t/m2.h?；旌衔采暗墓?yīng)參數(shù)波動較大，較大的濃密機適應(yīng)入料流量的波動程度，對于穩(wěn)定混合尾砂的生產(chǎn)具有較大的安全系數(shù)。

105.混合尾砂在濃密的過程中，24m濃密機產(chǎn)生的溢流、通過調(diào)控水力旋流器所產(chǎn)生的溢流、陶瓷過濾機產(chǎn)生的濾液進(jìn)入深錐濃密機進(jìn)行濃密，在此過程中要求進(jìn)濃密機的細(xì)粒級尾砂:分級尾砂＝1:1，濃密流程圖如圖8-5所示，濃密參數(shù)見表8-3，在正常生產(chǎn)過程中，溢流水排至集水池進(jìn)行處理后，或外排或泵送之選礦廠循環(huán)使用，底流輸送至充填站與膠凝材料按一定的比例進(jìn)行混合攪拌，攪拌均勻后輸送至井下進(jìn)行井下充填。當(dāng)深錐濃密機故障時，尾砂工段原有的30m普通濃密機可兼做事故設(shè)施使用。

106.通過選廠日平均產(chǎn)量、井下充填量?？纱_定深錐濃密機單位時間處理干砂57.59t/h，底流產(chǎn)量53.31m3/h，溢流水排放量597.07m3/h，濾餅產(chǎn)量31.21t/h。

107.實施例2至實施例4

108.實施例2至實施例4所用的尾砂分離方法與對照例1的方法相同，不同點在于選擇幾種不同重均分子量的非離子型絮凝劑，請參見表1所示。

109.表1不同重均分子量的非離子型絮凝劑

110.實驗編號實施例2實施例3實施例4類型非非非重均分子量/萬80012001400～1600

111.對照例1

112.對照例2至實施例1所用的尾砂分離方法相同，不同點在于，對照例1沒有用絮凝劑，直接將第一溢流用深錐濃密機進(jìn)行實驗，實驗結(jié)果請參見圖2至圖3所示。

113.分析不同重均分子量條件下全尾砂的沉降效果，非離子型絮凝劑重均分子量在800～1600萬之間，隨著重均分子量的不斷增加，添加非離子型絮凝劑的全尾砂料漿的最大沉降速度在逐漸提高。

114.實施例5至實施例7

115.目前礦區(qū)選廠的尾礦漿濃度在16％左右，一般來說，為了減小尾礦間的干涉，在進(jìn)入深錐之前，礦漿都要進(jìn)行稀釋。為了確定尾礦的最佳沉降濃度，進(jìn)行了不同料漿濃度沉降實驗。對照例2至實施例1所用的尾砂分離方法相同，不同點在于，具體方案如表2所示，應(yīng)用

最佳絮凝劑配制濃度1/5000的絮凝劑溶液，絮凝劑單耗設(shè)為30g/t。

116.表2稀釋濃度實驗方案表

[0117][0118][0119]

全尾砂不同給料濃度條件下沉降高度數(shù)據(jù)見附表3，沉降高度曲線見圖4，沉降速度曲線見圖5。

[0120]

表3全尾砂不同給料濃度條件下單位面積固體處理量表

[0121]

給料濃度/％481216干涉點時間/min2358干涉點高度/mm17.545.565101干涉點濃度/％29.830.733.430.9干涉點速度/mm

·

min-1

5566固體通量/t

·

m-2

·

h-1

0.2770.2860.3730.345

[0122]

由圖6可知，隨著料漿濃度增大，料漿絮凝沉降速度逐漸減慢，但下降幅度有所減小，單位面積固體處理量先升高后下降。

[0123]

凡口礦全尾砂雖然在4％濃度時沉降速度最快，但是固體處理量小；在12％濃度時達(dá)到固體處理量最大值。一般深錐濃密機自稀釋系統(tǒng)可以稀釋一倍，且需要稀釋倍數(shù)較大，在目前濃密機技術(shù)上，大的稀釋倍數(shù)具有一定難度。

[0124]

實施例8至實施例12

[0125]

綜合考慮尾礦固體處理量、尾砂給料濃度以及濃密機自稀釋的技術(shù)可行性，建議選用12％作為全尾砂稀釋后的濃度。

[0126]

在絮凝劑單耗優(yōu)選過程中，料漿濃度為12％，使用稀釋濃度為1/5000的最佳絮凝劑，絮凝劑單耗分別設(shè)置為10g/t、30g/t、50g/t、70g/t、90g/t、110g/t，按照絮凝劑單耗由低至高配制料漿，盡量保持液面高度相差不大，優(yōu)選絮凝劑單耗。具體方案請參考表4所示。

[0127]

表4絮凝劑單耗優(yōu)選方案

[0128]

實驗編號實施例8實施例1實施例9實施例10實施例11實施例12絮凝劑單耗(g/t)1030507090110全尾砂質(zhì)量(g)606060606060水質(zhì)量(g)437431425419413407絮凝劑溶液質(zhì)量(g)3915212733

[0129]

觀察尾砂沉降情況。為了表征絮凝劑對尾砂沉降速度的影響，選取前2min不同單耗條件下的平均沉降速率作為衡量指標(biāo)，確定絮凝劑最佳單耗。全尾砂的沉降高度數(shù)據(jù)見附表4，沉降高度曲線見圖7，沉降速度曲線見圖8。全尾砂2min中平均沉降速度見圖9。

[0130]

由圖9可知，對于全尾砂而言，隨著單耗的增加，沉降速度越來越快，但增長幅度變

小。但當(dāng)絮凝劑單耗從10g/t提高到30g/t時，沉降速度快速提高，超過30g/t后，沉降速度增長緩慢。因此，全尾砂最優(yōu)的絮凝劑單耗為30g/t。

[0131]

實施例13至實施例15

[0132]

由前面的絮凝劑選型可知，推薦的絮凝劑為非離子型絮凝劑。經(jīng)過給料濃度優(yōu)化和絮凝劑單耗優(yōu)化實驗，確定全尾砂最佳給料濃度為12％，絮凝劑單耗為30g/t；細(xì)粒級尾砂最佳給料濃度為8％，絮凝劑單耗為50g/t；混合尾砂最佳給料濃度為8％，絮凝劑最佳單耗為30g/t。現(xiàn)將三種尾砂最佳靜態(tài)濃密參數(shù)進(jìn)行對比，確定適合凡口礦使用的最佳尾砂種類。三種尾砂最優(yōu)組沉降高度數(shù)據(jù)見附表5，沉降高度曲線見圖10，沉降速度曲線見圖11。

[0133]

表5驗證性實驗設(shè)計表

[0134]

序號組別料漿濃度/％絮凝劑單耗/g.t-1

實施例13全尾砂1230實施例14細(xì)粒級尾砂850實施例15混合尾砂830

[0135]

確定各條曲線上的轉(zhuǎn)折點后，計算相應(yīng)的單位面積固體處理量，相關(guān)計算結(jié)果表6。

[0136]

表6單位面積固體處理量計算表

[0137]

項目全尾砂細(xì)粒級尾砂混合尾砂干涉點時間/min4.53.53干涉點高度/mm8689.576干涉點質(zhì)量濃度/％29.019.722.8干涉點速度/mm

·

min-1

81110固體通量/t

·

m-2

·

h-1

0.4320.3840.394

[0138]

由圖11和表6可知，全尾砂與混合尾砂絮凝劑單耗相同，但全尾砂入料濃度大于混合尾砂，固體通量也是全尾砂偏大，因此全尾砂絮凝沉降效果優(yōu)于混合尾砂；混合尾砂與細(xì)粒級尾砂入料濃度相同，但細(xì)粒級尾砂絮凝劑單耗大，細(xì)粒級尾砂的固體通量也小于混合尾砂，所以細(xì)粒級尾砂徐寧沉降效果劣于混合尾砂；最終得出三種尾砂的絮凝效果排序：全尾砂＞混合尾砂＞細(xì)粒級尾砂。

[0139]

依據(jù)前期靜態(tài)濃密實驗結(jié)論，確定了全尾砂料漿稀釋后的給料濃度為12％，絮凝劑單耗30g/t，最佳固體通量為0.432；細(xì)粒級尾砂料漿稀釋后的給料濃度為8％，絮凝劑單耗50g/t，最佳固體通量為0.384；混合尾砂料漿稀釋后的給料濃度為8％，絮凝劑最佳單耗為30g/t，最佳固體通量為0.444。

[0140]

實施例16至實施例27

[0141]

為優(yōu)化選擇最佳固體通量及絮凝劑單耗，通過進(jìn)行三種尾砂2因素4水平動態(tài)濃密實驗。實驗內(nèi)容如表7所示。

[0142]

表7室內(nèi)動態(tài)濃密實驗兩因素四水平均勻?qū)嶒炘O(shè)計表

[0143][0144][0145]

細(xì)粒級尾砂動態(tài)濃密實驗設(shè)置泥層高度設(shè)計為65cm，耙架轉(zhuǎn)速為3rad/min，實驗方法為2因素4水平；分別確定出最佳固體通量及絮凝劑單耗。每個獨立水平實驗中泥層達(dá)到循環(huán)高度后，打開底流泵，進(jìn)行底流循環(huán)操作，循環(huán)滿足2-4h后，排出沉降柱內(nèi)的尾砂料漿，實驗結(jié)束，整理實驗儀器。實驗設(shè)置相關(guān)參數(shù)見表8、表9、表10。

[0146]

表8細(xì)粒級尾砂實驗設(shè)計參數(shù)表

[0147][0148]

表9全尾砂實驗設(shè)計參數(shù)表

[0149][0150]

表10混合尾砂實驗設(shè)計參數(shù)表

[0151][0152]

實驗結(jié)果如附表11所示。由實驗記錄可知，細(xì)粒級尾砂溢流水濁度值隨時間變化在30～80ppm之間波動，其均值為53.9，在整個實驗過程中，隨實驗進(jìn)行時間增加，溢流水濁度保持在一定范圍內(nèi)波動，其溢流水濁度變化曲線如圖12所示。

[0153]

根據(jù)實驗結(jié)果附表11可知，在整個實驗過程中，隨實驗進(jìn)行時間增加，底流濃度在前期有一定的下降，隨后開始增大，后期基本穩(wěn)定保持不變，其底流濃度變化曲線如圖13所示。

[0154]

表11細(xì)粒級尾砂0.2t/m2.h固體通量動態(tài)濃密實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表

[0155][0156]

表12細(xì)粒級尾砂0.3t/m2.h固體通量動態(tài)濃密實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表

[0157][0158]

表13細(xì)粒級尾砂0.4t/m2.h固體通量動態(tài)濃密實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表

[0159][0160]

表14細(xì)粒級尾砂0.5t/m2.h固體通量動態(tài)濃密實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表

[0161][0162]

表15全尾砂0.2t/m2.h固體通量動態(tài)濃密實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表

[0163]

[0164][0165]

表16全尾砂0.3t/m2.h固體通量動態(tài)濃密實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表

[0166]

[0167][0168]

表17全尾砂0.4t/m2.h固體通量動態(tài)濃密實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表

[0169][0170]

表18全尾砂0.5t/m2.h固體通量動態(tài)濃密實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表

[0171]

[0172][0173]

表19混合尾砂0.2t/m2.h固體通量動態(tài)濃密實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表

[0174]

[0175][0176]

表20混合尾砂0.3t/m2.h固體通量動態(tài)濃密實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表

[0177][0178]

表21混合尾砂0.4t/m2.h固體通量動態(tài)濃密實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表

[0179]

[0180][0181]

表22混合尾砂0.5t/m2h固體通量動態(tài)濃密實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表

[0182][0183]

通過分析附表11至22各組實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)三種尾砂，不同絮凝劑單耗與固體通量組合下，其溢流水濁度與底流濃度兩個監(jiān)測指標(biāo)與實驗進(jìn)行時間的變化趨勢基本保持一致，因此后文對溢流水濁度及底流濃度關(guān)于時間變化的規(guī)律不再贅述。

[0184]

實施例28至實施例33

[0185]

本實驗選取濃密機錐角、泥層高度、耙架轉(zhuǎn)速三個因素，三個因素各三個水平；用擬水平法將u6(63)三列變?yōu)槿剑玫絬6(3*3*3)，見表7-1。

[0186]

表23用擬水平法將u6(36)變?yōu)榛旌暇鶆蛟O(shè)計u6(31*31*31)

[0187]

實驗編號錐角(

°

)高度(mm)轉(zhuǎn)速(r/min)實施例281(30)2(30)3(3)實施例291(30)1(25)2(2)實施例302(45)1(25)3(3)實施例312(45)3(35)1(1)實施例323(60)2(30)1(1)實施例333(60)3(35)2(2)

[0188]

泥層高度變換規(guī)律，指實驗進(jìn)行過程中泥層高度隨著入料量的增加，泥層上升數(shù)學(xué)表征。通過研究小型濃密機的上升規(guī)律，能夠演化不同錐角濃密機內(nèi)泥層的變化規(guī)律，進(jìn)

一步研究濃密機的運行工況參數(shù)——進(jìn)料時間參數(shù)。由此本文根據(jù)觀察的泥層高度隨時間的變化數(shù)據(jù)繪制數(shù)據(jù)點圖14。

[0189]

數(shù)字點圖，是由數(shù)字組成的點圖，能夠清晰辨明不同數(shù)據(jù)組間的規(guī)律關(guān)系。為區(qū)別不同組數(shù)據(jù)分別用不同數(shù)字為數(shù)據(jù)符號來表示。圖中共計6條點圖，每一條點圖由相同的阿拉伯?dāng)?shù)字組成，由阿拉伯?dāng)?shù)字1～6標(biāo)記出，代表不同的含義。

[0190]

在上圖中1，表示錐角為30

°

，泥層高度設(shè)計30cm，耙架轉(zhuǎn)速為3r/min；2，表示錐角為30

°

，泥層高度設(shè)計25cm，耙架轉(zhuǎn)速為2r/min；3，表示錐角為45

°

，泥層高度設(shè)計25cm，耙架轉(zhuǎn)速為3r/min；4，表示錐角為45

°

，泥層高度設(shè)計35cm，耙架轉(zhuǎn)速為1r/min；5，表示錐角為60

°

，泥層高度設(shè)計30cm，耙架轉(zhuǎn)速為1r/min；6，表示錐角為60

°

，泥層高度設(shè)計35cm，耙架轉(zhuǎn)速為2r/min。

[0191]

從圖14中可以看出，細(xì)尾砂泥層高度變化速率，與濃密機錐角存在明顯的關(guān)系。同種錐角、不同耙架轉(zhuǎn)動速度，其上升速率接近；而不同錐角的濃密機上升速率表現(xiàn)出差異較為明顯。

[0192]

為分析錐角對泥層上升速率的影響，取錐角段與直筒段分別分析，研究錐角段對泥層上升速率的影響，以及錐角對直筒段泥層上升速率的影響。圖15為不同濃密機的錐角泥層上升高度隨時間的變化。

[0193]

從數(shù)學(xué)計算上可以推導(dǎo)出濃密機的錐角角度越大，其錐角的體積越大，即60

°

錐角體積大于45

°

錐角體積，45

°

錐角體積大于30

°

錐角體積。從圖15中可以看出，當(dāng)泥漿進(jìn)料時間一樣時，錐角越小，其達(dá)到直筒段的時間越短，說明其容積較小。當(dāng)泥層高度一定時，不同錐角的的濃密機其達(dá)到的時間不同，說明錐角大小影響錐角高度的變化速率，當(dāng)泥層高度都是9cm時，進(jìn)料時間按照多少順序依次為30

°

錐角、45

°

錐角、60

°

錐角，說明當(dāng)高度一定時錐角越大上升速率越大。此外能從圖15中解讀出，在錐角達(dá)到錐角頂部時，其上升速率，也就是末速度趨于恒值，此在第二階段——泥層墻高階段分析，如下圖7-5所示。

[0194]

從圖16中可以看出，不同錐角的泥層上升速率與時間為典型的線性增長關(guān)系。為準(zhǔn)確地確定增長速率，對其線性回歸分析(la)，如下圖17所示，為其線性回歸數(shù)學(xué)模型。

[0195]

其模型的主要參數(shù)及擬合描述下表7-3，從中可以看出，6組實驗的上升速率分別為，第1組為0.289mm/min，第2組為0.279mm/min，第3組為0.323mm/min，第4組為0.277mm/min，第5組為0.242mm/min，第6組為0.268mm/min。擬合模型的r2分別為0.996、0.994、0.987、0.994、0.991、0.977。

[0196]

此外，可知泥層的上升速率在平均值為0.2735mm/min附近，其受錐角的波動性不大(《10％)，可以認(rèn)為直筒段泥層高度上升速率與錐角無關(guān)。

[0197]

表24圓筒段泥層上升速率

[0198][0199]

根據(jù)濃度實驗結(jié)果，進(jìn)行主效應(yīng)分析，得出泥層高度，錐角大小，耙架轉(zhuǎn)速對濃密的主效應(yīng)依次為：泥層高度》耙架轉(zhuǎn)速》錐角大小。建議濃密機設(shè)計時，將泥層高度作為提高濃度的主要影響因素。

[0200]

通過泥層高度上升速率分析，得出錐角越大錐角段的泥層上升越快，直筒段的上升速率與錐角無關(guān)的結(jié)論。即，當(dāng)泥層上升速率較大時(錐角較大時)，等高情況下濃密機的儲料就較少。換言之，假如濃密機的儲料一定時，錐角越大，需要的高度就更大。因此建議濃密及的錐角不易過大，設(shè)置為30

°

，既可以滿足多儲料，又利于濃度提高。

[0201]

以上僅為本技術(shù)的較佳實施例而已，并不用以限制本技術(shù)，凡在本技術(shù)的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種尾砂分離方法，其特征在于，包括如下步驟：將尾砂漿進(jìn)行第一濃密處理，得到第一底流和第一溢流；將所述第一底流進(jìn)行水力旋流處理，得到沉砂和第二溢流；將所述沉砂進(jìn)行過濾處理，得到濾液和濾餅；將所述第一溢流、第二溢流和濾液進(jìn)行混合處理，得到混合液；向所述混合液中加入絮凝劑后，進(jìn)行第二濃密處理，得到第三溢流和第二底流。2.如權(quán)利要求1所述尾砂分離方法，其特征在于，形成所述尾砂漿的尾砂包括全尾砂、細(xì)粒級尾砂和分級尾砂中的至少一種；或/和所述尾砂漿的質(zhì)量濃度為4～16％；或/和所述尾砂漿的固體通量為0.2～0.5t/m2.h。3.如權(quán)利要求2所述尾砂分離方法，其特征在于，以所述全尾砂的質(zhì)量為100％計，粒徑小于19μm的全尾砂質(zhì)量占比大于55％；或/和以所述細(xì)粒級尾砂的質(zhì)量為100％計，粒徑小于19μm的細(xì)粒級尾砂質(zhì)量占比大于55％；或/和以所述分級尾砂的質(zhì)量為100％計，粒徑小于19μm的分級尾砂的質(zhì)量占比為6.50％。4.如權(quán)利要求2所述尾砂分離方法，其特征在于，所述絮凝劑包括陰離子型、非離子型聚丙烯酰胺中的至少一種；或/和所述絮凝劑是按照每噸尾砂中添加10～80g絮凝劑的比例向所述混合液中添加的；或/和所述絮凝劑以絮凝劑溶液形式加入，且所述絮凝劑溶液的添加流速為33.9～148.4ml/min。5.如權(quán)利要求4所述尾砂分離方法，其特征在于，所述陰離子聚丙烯酰胺的重均分子量為1000～1400萬；或/和所述非離子聚丙烯酰胺的重均分子量為800～1600萬。6.如權(quán)利要求1所述尾砂分離方法，其特征在于，所述第二濃密處理步驟包括：采用深錐濃密處理方法對所述混合液進(jìn)行處理。7.如權(quán)利要求6所述尾砂分離方法，其特征在于，所述深錐濃密處理方法是通過深錐濃密機實施的，所述深錐濃密機的設(shè)置條件如下：所述深錐濃密機的錐角為30～60

°

；或/和所述深錐濃密機的直徑為16～30m；或/和所述深錐濃密機的耙架轉(zhuǎn)速為1～3r/min。8.如權(quán)利要求1所述尾砂分離方法，其特征在于，所述混合溶液的ph值8.68～9.96，所述第三溢流ph平均值為7.73～9.98；或/和所述混合溶液的cod值為387～23402mg/l，所述第三溢流的cod值為387～564mg/l。9.如權(quán)利要求1所述尾砂分離方法，其特征在于，所述第二底流中所含尾砂的重量占比為56～62.5％，所述第三溢流的水濁度小于200ppm。10.如權(quán)利要求1所述尾砂分離方法，其特征在于，所述第二底流物形成充填體的r

3d

的強度大于3mpa；或/和所述第二底流物形成充填體的r

28d

的強度大于3mpa。

技術(shù)總結(jié)

本申請涉及尾砂處理技術(shù)領(lǐng)域，本申請?zhí)峁┝艘环N尾砂漿濃密方法，包括如下步驟：將尾砂漿進(jìn)行第一濃密處理，得到第一底流和第一溢流；將底流進(jìn)行水力旋流處理，得到沉砂和第二溢流；將沉砂進(jìn)行過濾處理，得到濾液和濾餅；將第一溢流、第二溢流和濾液進(jìn)行混合處理，得到混合液；向混合液中加入絮凝劑溶液后，進(jìn)行第二濃密處理，得到第三溢流和第二底流。本申請?zhí)峁┑奈采胺蛛x方法可對礦漿進(jìn)行濃密處理，得到的第一底流和濾餅可用來作填充物料，為尾砂的利用提高的一條途徑。的利用提高的一條途徑。的利用提高的一條途徑。

技術(shù)研發(fā)人員：歐陽仕元 田志剛 杜向紅 方振鵬 崔國偉 湯德益 張幼權(quán) 劉運財

受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司凡口鉛鋅礦

技術(shù)研發(fā)日：2021.11.30

技術(shù)公布日：2022/3/21