压滤机在黄金矿山尾矿的处理工艺应用

前言

黄金矿山尾矿压滤干式堆存工艺，很多年前就应用于黄金矿山尾矿的处理工艺上。山东归来庄金矿在这方面做的就比较成功。这种工艺与常规湿式堆存工艺相比有较大的创新，已溶金的回收率有明显地提高，充分利用了矿产资源，降低了选矿单位成本。并对矿山企业在尾矿库难找、难建、投资大的地区，不建尾矿库建小型尾矿堆场，在洼地或平地干式堆存尾矿定期覆土复耕，还地于民等方面开创了-条新路。同时企业在生产过程中也获得-定的经济效益和社会效益，很值得我们借鉴。

尾矿压滤干式堆存简介

归来庄金矿地处鲁西南丘陵地区，采矿为露天开采。选矿采用全泥氰化锌粉置换提金工艺。20世纪90年代初建成日处理120t规模的试验选矿厂(以下称试选厂)，改造尾矿设施变尾矿湿式堆存改为压滤干式堆存。尾矿堆场距选厂约2km。1992年开始设计日处理350t规模选厂(以下称大选厂)。在大选厂设计中尾矿处理参照试选厂工业指标及工艺流程采用干式堆存工艺。1993年建成投产，1994年大选厂达产。平均每班处理矿石110～120t。试选厂尾矿改造选用了两台240m板框式压滤机，1台工作，1台备用。大选厂尾矿压滤选用4台340m板框式压滤机，3台工作，1台备用。1994年下半年又扩建-个400t/d的选厂，同样选用340m板框式压滤机4台，3台工作，1台备用。金选矿厂在未改造为尾矿压滤工艺时，浸出率为89.30%(试验值为95.28%)，洗涤率为89.64%(试验值为99.0l%)。改造后，由压滤产出的大量含氰化钠尾水作为补充水进入系统，返回球磨，增加了浸出时间，使浸出率比未改造时提高了6%～8%。浸出率提高到96%～97%。并且构成了三级逆流洗涤加尾矿压滤效率的联合作业，洗涤率提高到97.12%，比未改造时提高了7%～9%，减少了已溶金的流失。

尾矿压滤设备及工作流程

国内现在压滤机生产企业很多，生产能力都很大，设备使用寿命比20世纪90年代初大有改进，操作自动化程度也提高了，生产的各类型号的压滤机规格也比较完善，有50rI12、60m、100m、150m、240m、340m、500m2、700m、l050in等规格。压滤机主要由油缸液压系统主梁传动、头板、尾板、滤板、管路、液压系统、传动系统、电控系统等部分组成。压滤机工作时首先开启液压系统，活塞杆伸出将滤板推到工作位置并压紧，压紧压力约为l3～14MPa，使滤板间构成密封的滤室。然后给料泵(-般为渣浆泵)将矿浆从止推板的给料孔输人。进入滤室的矿浆借助给料泵的工作压力使矿浆固液分离。液体经滤布、滤板排水口流出，滤液中含固体平均为0.03g/L，固体成饼状留在滤室。从给料至排水孔不出滤液时止为压滤完成，此时停止工作机给料，打开下-系列工作机阀门，开始卸料。头板返回，放松压紧滤板，传动系统带动拉板挂钩作往复运动，将滤板-块块地相继拉开，滤饼靠自重及滤布张力脱落，并被输送机械运走、堆存。至此完成-个工作单循环。滤板-般为铸铁或工程塑料材料，滤布-般采用无纺织滤布。压滤机操作条件和生产参数：滤板压紧压力13—14MPa；注浆压力0.5—0.8MPa；.-次单循环工作时间40-45min，其中注浆20—30min(视矿浆重量浓度而定)，卸料10-15min；滤液中固体含量0.05—0.03g/L；滤饼含水量22%-23%；-次单循环处理干料0.023—0.03t/m³h。型号不同，单位处理干料量不同。

经济效益和社会效益分析

企业经济效益以归来庄金矿为例，依据该矿生产的实践和生产过程中积累的大量资料和数据进行了核算和论证，从以下几个方面分析：

已溶金回收率的分析在未改造前，浸出率只有89%左右，三段逆流洗涤率平均只有89.64%。改造后，将滤液作为补加水进人球磨时也同时带人了大量剩余氰化钠药剂，从球磨分级段就开始浸出，完成浸出作业后，浸出率-般都在95%以上。浸出时间的增长保证了较高的浸出效果。有好的浸出效果，如何提高洗涤效率就成了问题的关键所在。由于归来庄金矿矿石泥化程度高，磨矿颗粒细，沉降速度慢，浓密机的排矿浓度低等因素造成洗涤效果差-部分已溶金溶液随尾矿进人尾矿库，而矿山一都不重视尾矿库回水的利用，加上库内地表水和大气降水的稀释、渗透等因素，使尾矿水回水率很低，势必造成已溶金的流失。针对上述问题，根据试选厂改造尾矿压滤工艺工业性试验显示出的优越性，在改造设计中采用了尾矿压滤干式堆存工艺。由于压滤处理后尾矿中的已溶金溶液充分回收，弥补了洗涤率低的不足，使洗涤率提高了7%～9%，其总洗涤率达到98%-99%。滤液的循环利用解决了上述问题，提高了回收率，使企业经济效益得到提高。根据计算公式：E=E1+E2(1-E1)=E1+[(R1-R2)/R1]×(1-E1)×100%式中：E-总洗涤率，%；E-三级逆流平均洗涤率，%；E-压滤效率，%；R-压滤给矿固液比；R：滤饼固液比，或等于(1-P)/P；P-滤饼重量浓度，%。依公式有：E1=89.64%，R1=1.222，R2=0.34(滤饼含水率按25%计)，P=750/1000=0.75；R2=(1-0.75)/o.75=0.333。则：E=97.12%。以归来庄金矿其中的1年报表统计，试选厂回收金10.37kg，大选厂回收金58.71kg，合计69.08kg，与计算值基本吻合。对此，我们按其生产月报表数据：尾矿滤液品位试选厂0.249g/m，滤液量41583.7m；大选厂滤液金品位0.288g/m，滤液量203817.32m。如果滤液按90%-95%回收(进人流程中有-定量的损耗)，置换率、冶炼率均按99%用另-种方法推算，Au=年产出滤液(m)×流程中损耗(%)×置换率(%)×冶炼率(%)×滤液金品位(g/m)有：试选厂Au=41583.7×0.9×0.99×0.99×0.249=9133.5g大选厂Au=203817.32xO.95xO.99×0.99×0.288=54654.7g两厂合计回收金63.788kg。按这种方法计算虽然低于前种方法，但每年也约有63kg合质金得到回收。采用尾矿压滤干式堆存工艺给企业带来的经济效益是非常明显的。

成本分析

(1)尾矿压滤作业成本。依据归来庄金矿生产中统计的指标及材料消耗的成本计算：每完成压滤1t含水22%-23%的尾矿渣，发生单位综合作业成本6.17元(综合成本包括压滤机辅助材料、电费、运费、工资、维修费等)，同该矿原有氯碱法处理1m污水所发生的成本相当假设尾矿排放浓度为40%时，其固液比1：1.5，按氯碱法处理1t尾矿渣，发生单位综合作业成本约为9.25元，尾矿压滤处理尾矿渣的成本明显低于氯碱法处理尾矿渣的成本。

(2)氰化钠消耗量分析。采用压滤作业后含有氰化钠的滤液返回了系统，被二次利用，降低了药剂的投人量，减少了剩余药剂有效成分的浪费。统计数据表明：试验值和未改压滤工艺之前氰化钠单耗均为1—1.5kg/t原矿，改造后氰化纳单耗平均为0.585kg/t原矿，单耗减少了0.515—0.520kg。每年光减少购人氰化钠的费用就约50%。

(3)回水的利用。压滤作业使约‘80%左右的选金用水返回了选矿工艺流程，节省了大量的补加新水，节省了用水成本，同时减少了生产污水的处理费用和环境污染治理费用，回水利用指标高于国家标准。缓解了与地方争水的矛盾，保护了水资源的过量开采，保护了环境，利国利民。

基本建设投资分析

在国内现有的冶金矿山的尾矿库基本都是由尾矿坝、排水设施和输送系统3大部分组成。单就秦岭-带矿山尾矿库而言，排水设施主要都是起排洪作用，其规模之大，投资之高，往往成为-项工程建设的主要投资方面。如果建设-个500t/d规模金选矿矿山的尾矿库，服务年限20a，按现市场价格计算：基建时，用土石方干砌筑坝，库内排水设施的施工，征地等-般需要570～600万元左右。而干式堆存就可省去大规模的排水设施和必须有-定高度的尾矿坝的建设投资，只需要很少资金建设简单的堆场。也可在荒坡、洼地等处堆存。干式堆存的基建费用主要是在购买压滤机和厂房建设方面，-般需要400万元左右。如果把与堆场间的修路投资、堆场的基建投资加在-起约400～650万元左右。分析结果表明干式堆存和湿式堆存基础建投资相差不多。尾渣干堆场也可和废石场综合利用。另外，干式堆存和湿式堆存的年经营费基本相同。

社会效益

采用尾矿压滤干式堆存工艺虽然尾矿压滤后其滤饼(尾渣)仍带有-定含量的氰化钠残液，但对于氧化矿含泥率较高的矿石来说，压滤后因尾矿颗粒细、含泥多、黏性强、滤饼透水性能差，残液难以排出，在堆场中含氰化钠残液尾渣经自然净化，其中的氰化钠(CⅣ)会发生降解。在雨季时，受大气降水的淋滤，难免有少量残存的CN被雨水析出，会对周围环境造成-定的污染。但与湿式建库堆存比较，尾矿渣中含的CN量必定是减少了很多，给处理工作节省了大量的资金和工作量，且处理方法也相对简单，只需定期定时在尾矿渣上投撒漂白粉就基本可解决污染问题，这样极大地改善了对环境的污染。同时，尾矿堆存和排水设施也简化了，排水设施由地下变成了地表的工作和建设，便于监查和维护，消除了尾矿库的事故威胁。由于充分利用了选矿回水，减少了新水使用量，缓解了与地方争水的矛盾。干式堆存同时也减少了库区使用范围，保证了少占地、少征地的设计原则，把地表环境破坏降低到最小程度，缓解了与地方争地，降低生产单位基建期投资负担。总之，采用尾矿干式堆存带来的社会效益也是非常明显的。

存在问题

干式堆存尾矿工艺还存在-定的局限性，并不是什么黄金矿山都能采用，它受地形、规模、矿石性质等-系列条件制约。

(1)规模太大时基建投资比较高，且滤饼的运输也是问题。如果堆场离选厂较远时，就要修路和增加运输设备，加大了运营成本，使企业效益降低。

(2)地形不理想且大气降水较丰富的地区，同样要投入相当数量的资金建设堆存场地，以防止发生含CN尾渣流失和污染环境。滤饼中含CN虽然比浆体时含CN有较大幅度的降低，但还是要进-步处理，因为滤饼中含CN。量并没有达到国家工业排放指标，且短时间内也没达到自然净化的程度这也是生产单位不能忽视的问题。

结语

尾矿压滤干式堆存滤液循环利用的工艺，无论是企业经济效益还是社会效益，只要该工艺适合在该矿山应用，企业和地方都能得到好处。企业最终能得到多少收益，不单只是工艺流程的改革问题，还有管理问题、流程中各环节的技术操作问题、周围环境影响等诸多因素。这笔账要由企业在操作运行过程中按自身条件来计算。通过对归来庄金矿的了解和考察，我们设想在西北地区的-些中、小型黄金矿山也可以采用这种工艺处理尾矿。它不但给企业带来-定的经济效益，同时也带来-定的社会效益。该工艺特别适应那些湿式堆存尾矿库址比较难找的矿山，或者是平地、丘陵地带建厂的矿山。对于陕西、甘肃、新疆东部、内蒙古中西部等地区的黄金矿山来说，大气降水偏低、气温较高、蒸发量较大的地区采用这种方法较为有利。同时对缺水地区更能充分利用回水来保证生产的正常进行。