矿产资源节约和综合利用先进适用技术—— 微细粒尾矿膏体浓缩及充填技术

矿产资源节约和综合利用先进适用技术——

微细粒尾矿膏体浓缩及充填技术

一、技术类型

黑色金属矿综合利用技术。

二、适用范围

微细粒铁尾矿处置与利用。

三、技术内容

（一）基本原理

采用尾矿旋流器分级-粗粒振动筛脱水技术，实现粗粒尾矿的回收利用；通过微细粒分级尾矿膏体浓缩技术获得膏体尾矿，并与矿渣基胶凝材料混合制备胶结充填料浆，实现细粒尾矿充填；膏体浓缩溢流水作为回水自流返回生产系统使用。实现低品位铁矿山的无尾排放。

（二）关键技术或设备

（1）粗粒尾矿分级回收技术；

（2）微细粒分级尾矿膏体浓缩技术；

（3）微细粒膏体尾矿胶结技术；

（4）微细粒膏体尾矿输送技术。

（三）工艺流程

选厂尾矿采用膏体浓缩充填工艺进行浓缩充填，具体工艺流程为：选厂尾矿经泵输送至新建浓缩机顶部的旋流器，经过旋流器分级，旋流器溢流自流至膏体浓缩机进行膏体浓缩，浓缩底流自流入原充填站内搅拌机，加入胶凝材料混匀后自流充填入井下采空区，浓缩机的溢流作为循环水返回选厂使用；旋流器底流分流出一部分与膏体浓缩机底流一同给入原有搅拌系统，加入胶凝材料混匀后制备成微细粒尾矿胶结料浆输送至井下采空区，剩余部分尾矿自流给入脱水筛，筛上粗粒脱水后直接进行干堆，干堆砂可外卖。筛下矿浆泵送给入膏体浓缩机。

 

 

四、主要技术指标

（1）针对微细粒铁尾矿，研发了高压缩层、絮凝剂多点多水平添加及底流剪切增浓技术，开发了无耙柱式膏体浓密机，设备直径12m、容积3300m3、单台处理能力达到40万吨/年以上；

（2）在相同灰砂比和尾矿浓度条件下，本项目研制的矿渣基胶凝材料较42.5普硅水泥具有更高的抗压强度性能。在尾矿浓度58%、灰砂比为1:12条件下，养护3d和28d后胶结体抗压强度分别达到0.43MPa和1.72MPa，28d抗压强度较42.5普硅水泥提高35%以上；

（3）矿山采用上向点柱式连续分层充填采矿方法，需要直接在充填体进行作业，对充填体的凝固时间和凝固强度要求高。通过实验研究，采用底层与浇面层结合的充填工艺，浇面层胶结时，灰砂比控制1：10～1：8的条件下，长期（28d）强度即可满足要求（>1.5MPa）；底层胶结时，灰砂比控制1：20～1：15的条件下，长期（28d）强度即可满足要求（>0.2MPa）。

五、典型实例及成效

该技术成功应用于中钢集团山东富全矿业，取得了较好的成效：项目实施后，尾矿综合处理新增成本主要包括电费、絮凝剂、胶凝材料、折旧费和维修费，2017年度新增成本合计391.77万元/年，而浓密机回收清水、节省尾矿库建设投资、减少尾矿外排以及出售粗砂等节省开支合计2429.35万元，取得经济效益共2037.58万元；该技术尾砂利用率高，充分利用尾砂、废石等矿山废弃物，减少尾矿外排，能够有效减少、甚至消除尾矿库占地，是建设“无尾”矿山的重要途径。膏体堆存不扬尘，无积水，易复垦，几乎对生态环境没有影响。

六、推广前景

该技术为我国微细粒尾矿综合利用以及大宗安全处置提供了新的技术途径，可根据矿山实际情况部分或全部实施，为类似矿山尾矿综合利用、采空区胶结充填等提供技术支撑，具有广泛的推广应用前景。

[推荐单位：中国中钢集团有限公司；申报单位：中钢矿业开发有限公司、山东科技大学]