尾矿浓缩池溢流的沉降研究

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摘要：磁性铁选矿厂生产使用循环水，但尾矿浓缩池溢流水不澄清，无法使用。针对这种情况对溢流水进行进一步的沉降研究，以得到符合选厂生产使用的循环水。本实验对尾矿浓缩池溢流水进行再次浓缩，研究并计算满足现场生产用水所需要的二次浓缩池尺寸。

关键字：沉降速度；沉降面积；矿浆浓度。

Tailings enrichment pool of settlement research overflow

SongShuYingZongJiChao

(henan anyang group wuyang mining Co., LTD)

Abstract: Magnetic iron concentrators production using circulating water, but tailing pool water not overflow concentrated clarify, cannot use. In view of this situation to overflow water further settlement research, to obtain the accord with the mill production use of circulating water. This experiment tailings enrichment pool water again overflow concentration, study and calculation satisfies site production water needed secondary enrichment pool size.

Key words: sedimentation velocity；Subsidence area；Pulp density.

中图分类号： TF351 文献标识码： A 文章编号：

一、试验内容

1、自然沉降试验

取尾矿浓缩池具有代表性溢流矿浆样品（给矿矿浆浓度为15％）100kg左右，将矿浆静置澄出矿浆上层澄清液（备用），预先确定下层矿浆的固体和水分的重量，为保证矿浆的粒度组成、泡沫粘度等条件与生产一致情况下，用原试样的澄清液配制浓度分别为15%、20%、25%、30%的矿浆。用四个相同规格1000ml的量筒取等量、等浓度的矿浆，经充分混合后，静止观察各量筒中矿浆的沉降情况。从停止搅拌开始，每隔五分钟时间间隔测记澄清界面下降高的H，绘制沉降曲线图，测定澄清界面一下部分浓度。

1.1、绘制沉降曲线：图根据试验数据（同一浓度取平均值），给入量筒矿浆总高度为340mm，绘制H－t沉降曲线：（浓度为25％、30％矿浆沉降速度过慢，无法绘制曲线）

H--澄清界面下降高度；

t--相应的时间。

自然沉降曲线图

对H－t沉降曲线进行分析，找出临界压缩点K（85，205），计算不同浓度时物料的沉降速度，考虑实际30米大井溢流浓度仅为10～15％，且20％浓度沉降曲线平缓，在计算及实践中意义不大，故计算时予以舍弃：根据图中数据，给矿矿浆浓度c＝15％时自然沉降排出的最大浓度即临界压缩点k的浓度为：

Ck＝d1*340*c/【d1*340-（340-Hk）/d水】

d1—给入矿浆比重； （试验测得给入矿浆浓度为15%时，比重为1.084g/ml）

c—给入矿浆浓度；

d水—实测水的比重，实测为0.99g/ml；

Hk—k点的纵坐标。

Ck＝1.084*340*15%/【1.084 *340-（340- Hk ）/0.99】=23.81％。

1.2沉降速度计算：

沉降速度V＝（H0－Hk）/t

V＝（340-205）/85＝1.59mm/min＝2.287（m/d）

1.3、计算每天单位处理量所需沉降面积：

a＝（R1－R2）/V

R1—给入浓密机矿浆的液固比；c＝12％时

R1＝【c/d2+（1-c）/ d水】/c

d2—干矿的实际比重（可计算出为2.35 g/ml）；

R1＝（15/2.35+88/0.99）/15＝6.149（m3/ t）;

R2—浓密机排出矿浆的液固比, 给入矿浆浓度为ck ＝23.81%时

R2＝【ck/d2+（1-ck）/ d水】/ck

＝【23.81/2.35+（100-23.81）/0.99】/23.81＝3.658 （m3/ t）。

每天单位处理量所需沉降面积

a15＝（R1－R2）/V＝1.089（m2 /t *d ）

所需浓缩机的总面积：

A＝K0aG

K0—校正系数，一般采用1.05～1.20；当试样的代表性较好，试验的准确性较高，处理的矿浆量较稳定以及选择的浓缩机直径较大时，可取小值，反之取大值；（计算取K0＝1.20）

a—求得每天单位处理量的所需沉降面积中最大值；

G—浓缩机的处理量，t/h（按年产原矿120万t，比重3.32，选比3.34，井下采出1m3矿，可产精矿1.42 t，产尾矿1.90t，充填1.19t/ m3，剩余0.71t/ m3外排，年生产330天，产尾矿1200000/3.3*0.71/330＝（782t/d。）即G＝782t/d。

A＝1.20*1.089*782＝1022.293m2

浓密机的直径D＝1.13A1/2＝36.130m由此浓密机直径取45米。

2、絮凝沉降试验（给矿浓度为15％）

由以上试验自然沉降后下层矿浆浓度较稀，未能达到要求，故考虑做絮凝沉降试验。用相同的原矿样，配置成浓度分别为15%、20%、25%、30%的矿浆。用1000ml量筒取等量、等浓度的矿浆，用滴定管分别注入不等量的聚丙烯酰胺，经充分混合后，静止观察各量筒中矿浆的沉降情况，绘制沉降曲线图。

2.1加药量：编号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为矿浆浓度为15%、20%、25%、30%时编号。

编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ

加药量(kg /t） 0.24 0.30 0.36 0.42

2.2绘制沉降曲线：根据试验数据（同一浓度取平均值），绘制H－t沉降曲线 絮凝沉降曲线图

2.3沉降速度计算：对H－t沉降曲线进行分析，找出临界压缩点K，KⅠ（72，176），KⅡ（75，150），KⅢ（80，152），KⅣ（60，144）计算不同浓度时物料的沉降速度，根据图中数据，自然沉降完全时排出矿浆的最大浓度为：

编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ

浓度 27.24 31.30 30.94 32.67

V＝（H0－Hk）/t

VⅠ＝（340-176）/72

＝2.778（mm/min）＝3.280m/d

VⅡ＝（340-150）/75

＝2.533（mm/min）＝3.648m/d

VⅢ＝（340-152）/80

＝2.350（mm/min）＝3.380m/d

VⅣ＝（340-144）/60

＝3.267（mm/min）＝4.704m/d

2.4、计算每天单位处理量所需沉降面积：

a＝（R1－R2）/V

R1—给入浓密机矿浆的液固比，给入矿浆浓度为c＝15%时，实测比重为1.084g/ml，算出R1＝【c /d2+（1-c）/ d水】/c

＝6.149m3/ t；

R2—浓密机排出矿浆的液固比，

R2＝【c排/d2+（1-c排）/ d水】/c

c排Ⅰ＝27.24％， c排Ⅱ＝31.30％，

c排Ⅲ＝30.94％， c排Ⅳ＝32.67％，

RⅠ2＝3.124 m3/ t RⅡ2 ＝2.643 m3/ t

RⅢ2＝2.680 m3/ t RⅣ2＝2.507m3/ t

每天单位处理量所需沉降面积

a＝（R1－R2）/V

aⅠ＝0.922m2 /t *d

aⅡ＝0.961m2 /t *d

aⅢ＝1.026 m2 /t *d

aⅣ＝0.774m2 /t *d

所需浓缩机的总面积：

A＝K0aG

AⅠ＝1.20*0.922*782＝865.205m2

AⅡ＝1.20*0.961*782＝901.802m2

AⅢ＝1.20*1.026*782＝962.798m2

AⅣ＝1.20*0.774*782＝726.322m2

浓密机的直径：

DⅠ＝1.13A1/2＝33.238m由此浓密机直径约为45m

DⅡ＝1.13A1/2＝33.934m由此浓密机直径约为45m

DⅢ＝1.13A1/2＝35.063m由此浓密机直径约为45m

DⅣ＝1.13A1/2＝31.200m由此浓密机直径约为45m

二、试验结论：

自然沉降的排矿浓度范围21.58~23.81%之间；

絮凝沉降的排矿浓度范围24％~32%之间；

由于此尾砂比重轻（2.35g/ml），粒级极细，悬浮难沉，故外排浓度很难再提高，强行浓缩会使成本过高；

建议实际生产中选用∮53m浓缩池用自然沉降的方法浓缩矿浆，当生产过程中产量增加或浓缩池浓缩效果不好时，可考虑加絮凝剂加速沉降，考虑到聚丙烯酰胺对环境及八台精矿指标的影响，建议最好不用聚丙烯酰胺絮凝。

参考文献：《矿石可选性研究》冶金工业出版社213-218

《选矿手册》冶金工业出版社265-269