自旋流尾矿脱泥设备及方法与流程

本发明涉及一种尾矿脱泥设备，尤其是一种高效脱出各种尾矿中泥土杂质的设备，属于尾矿处理技术领域。

技术背景

各种矿物资源的持续开发利用，极大地促进了经济的发展，但也使各地堆存了数以万亿吨计的各种尾矿，不仅占用了大片土地，而且又成为环境公害之一。这些尾矿虽然在当时是作为废弃物堆存的，但据测试，在数量如此巨大的废物中却含有大量的有价成分，有人称其为“人工矿床”。随着技术的进步和发展以及矿资源的日益贫化，入选原矿的品位越来越低，有的原矿品位接近甚至低于尾矿中的有用成分，因此，能否将尾矿作为接替资源或将矿山尾矿作为二次资源开发利用，已引起人们的高度重视，尤其在有色金属价格上涨、现代选冶技术特别是细粒选矿和低含量金属物料冶炼技术进步较大的今天，更加速了矿山尾矿再利用的进程。

尾矿中大多伴生有很多组分。以锡为例，单一形式出现的锡矿仅占我国总储量的12%，锡作为主金属的锡矿占66%，锡作为伴生组分的锡矿占22%，与锡共生或伴生的金属有：铜、铅、锌、钨、锑、钼、铋、银、铌、钽、铍、铟、镓、锗、铬以及铁、硫、砷、萤石等。据有关统计资料显示，云南省个旧市的锡矿平均每吨锡中伴生有铅、锌、铜、铋、钨、钼等金属2吨以上，云南省的马关都龙锡锌矿铜以及厂街、曼家寨的矿段，每吨锡中伴生的锌、铜、硫、砷等有21吨之多，广西大厂锡矿则是每吨锡中伴生有大量的铅、锌、锑、铜、钨、汞等矿产。我国目前的共生或伴生的有价元素的尾矿，其综合回收水平仍然很低，有用成分的综合利用率达到75%的选矿厂仅占总数的2%，大量有价成分仍存留在尾矿中。同时，我国矿资源中又以含铁高的难选残积砂矿为主，且95%为多金属硫化矿床，属于含有多种共生、伴生有用元素或组分的综合矿，与其它国家的同类矿石相比，存在平均品位低、有色矿石粒度细、伴生矿物多、组分复杂、共生关系密切等问题，致使我国有色矿的开发利用难度远大于其它国家。此外，我国矿山采选水平参差不齐，共生、伴生金属资源利用率低，一些中小型矿山均采用“单一开发，丢弃其他”的方式进行开采，仅对常规的、价值较高的锡、铅、锌等进行回收，难以回收或价值不高的矿物则流失于尾矿中。因此，我国矿山尾矿中有价金属含量较多，潜在的价值巨大。如云锡公司现有30多个尾矿库就堆存2亿多吨尾矿，含锡约0.18%，铁含量十分丰富，是锡金属量的100多倍，按目前的生产能力，其堆积的尾矿可供云锡公司生产25年以上；而且云锡尾矿还共生、伴生有一定数量的铜、银、铅、锌、砷、铋等有用成分，综合利用价值很大。广西南丹50多年来也堆积了几千万吨尾矿，主要集中在大厂、车河、芒场3个地带，由于多数选厂回收指标较低，微细粒级金属在尾矿中损失严重，尾矿中尚含有锡、铅、锌、锑、砷、硫等多种可以回收利用的矿物，仅大厂尾矿中锡金属就达10万吨，锌铜金属50万吨，铅锑金属12万吨，还有磁黄铁矿、黄铁矿、毒砂等。湖南柿竹园矿有“世界有色金属博物馆”之称，该矿称为钨锡多金属矿，但在早期阶段却不生产锡，其正在生产的3号矿体，对共生矿的综合利用也很不理想，以往的攻关研究也仅从如何降低钨精矿中的锡来考虑，根本没有考虑难选锡资源的利用问题，数以10万吨计的金属锡进入了尾矿库。隶属柿竹园矿的东城铅锌锡多金属矿，选别铅锌后尾矿含锡高达2.5%，也一直未综合回收利用。

可见，我国矿山尾矿资源综合利用潜力巨大，但由于尾矿含泥量高达40～60%，且成分复杂，用传统的脱泥工艺设备不仅效率低下，而且成本极高。因此，在矿产资源日益贫化的大背景下，为保障我国有色工业的持续发展，有必要研究、开发新的脱泥设备来提高品位及选矿效率。

技术实现要素：

为解决尾矿脱泥工艺效率低下、成本高的缺陷，本发明提供一种脱泥效率高、能耗低、成本低的自旋流脱泥设备。

本发明还提供一种基于所述自旋流尾矿脱泥设备的脱泥方法。

本发明通过下列技术方案完成：一种自旋流尾矿脱泥设备，包括带锥底的桶体，锥底上设有排矿口，其特征在于桶体上切向设有进料口、桶体底部设有隔旋缓流机构，隔旋缓流机构底部与桶体锥底保持间隙，桶体上端为溢流口，溢流口外围设有溢流槽，溢流槽与溢流管相连，以便尾矿浆切向送入桶体后，一部分尾矿浆在桶体中心处形成旋流，并在隔旋缓流机构作用下使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，另一部分尾矿浆直接与隔旋缓流机构碰撞后，使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，最后经锥底的排矿口排出，得到一次有用矿物，而其余尾矿浆则经桶体上端的溢流口溢出至溢流槽中，再经排浆管排出，得溢流矿浆。

所述隔旋缓流机构包括中部的中空筒体，该中空筒体的顶部和底部敞开，中空筒体外围间隔设有多块呈螺旋分布的缓冲立板，每一缓冲立板的外端固定在桶体壁上、内端与中空筒体保持间隙、高度低于桶体切向进料口中心线，以便通过隔旋缓流机构将进入的尾矿浆分为上部的旋流和下部的缓流二个部分，有利于提高脱泥效率及有用矿物的品位。

所述桶体依次设为底、顶相连的多个，上桶体锥底排矿口通过排矿管与下桶体的切向进料口相连，形成至少二级脱泥后，一次矿物经下桶体锥底排矿口排出；而上部的至少二个桶体的溢流槽的溢流管均与分流管相连，分流管通过送流管与下部的至少一个桶体的切向进料口相连，该桶体的锥底排矿口再与下方桶体的切向进料口相连，以便再次对溢流矿浆中的有用矿物进行脱泥，得二次有用矿物，提高选矿得率。

所述切向设置的进料口沿桶体下部间隔设置多个；所述隔旋缓流机构的缓冲立板的数量与切向进料口数量相对应。

所述溢流槽沿桶体上端外壁设置一周，溢流槽底部间隔设置多个出口，多个出口分别与对应的多根溢流管相连。

所述分泥管独立设置成至少一个环形管，环形管的上端间隔与溢流管相连、下端间隔与送泥管相连，通过溢流管与上部一个或多个桶体的溢流槽相连，通过送流管与下部一个或多个桶体的切向进料口相连，以便对溢流矿浆中的有用矿物进行脱泥分离，得二次有用矿物。

所述上桶体锥底排矿口通过排矿管与多通管相连，该多通管分别与对应的分矿管相连，分矿管与下桶体的切向进料口相连。

所述最上部的桶体的切向进料口分别与对应的分矿管下端相连，各分矿管上端与多通管相连，多通管上端与尾矿浆总管相连。

所述各个桶体上设有补水口，补水口与补水管相连，以根据需要向桶体内补水，或用作清洗桶体。

本发明提供的基于所述自旋流尾矿脱泥设备进行脱泥的方法，其特征在于经过下列各步骤：

1）、尾矿经常规兑水后，磨成粒度为60～150目的矿浆；

2）、将步骤1）的矿浆以0.3～2.5米/秒的流速，经尾矿浆总管、多通管、分别从分矿管、切向进料口送入第一桶体中，一部分尾矿浆在桶体中心处形成旋流，并在隔旋缓流机构作用下使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，另一部分尾矿浆直接与隔旋缓流机构碰撞后，使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，得到一次矿，其余尾矿浆经桶体上端的溢流口溢出至溢流槽中，得一次溢流矿浆；

3）、步骤2）的一次矿经锥底的排矿口、排矿管、多通管、分矿管、切向进料口送入第二桶体中，一部分尾矿浆在桶体中心处形成旋流，并在隔旋缓流机构作用下使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，另一部分尾矿浆直接与隔旋缓流机构碰撞后，使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，得到精矿a，其余尾矿浆经桶体上端的溢流口溢出至溢流槽中，得二次溢流矿浆；

4）、步骤2）的一次溢流矿浆和步骤3）的二次溢流矿浆经过与溢流槽相连的溢流管一同送入分流管中，再经送流管、第三桶体的切向进料口送入第三桶体中，一部分溢流矿浆在桶体中心处形成旋流，并在隔旋缓流机构作用下使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，另一部分溢流矿浆直接与隔旋缓流机构碰撞后，使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，得到二次矿，其余尾矿浆经桶体上端的溢流口溢出至溢流槽中，得溢流矿浆；

5）、步骤4）的二次矿经锥底的排矿口、排矿管、多通管、分矿管、切向进料口送入第四桶体中，一部分尾矿浆在桶体中心处形成旋流，并在隔旋缓流机构作用下使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，另一部分尾矿浆直接与隔旋缓流机构碰撞后，使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，得到精矿b，其余尾矿浆经桶体上端的溢流口溢出至溢流槽中，得二次溢流矿浆；

6）、步骤5）的二次溢流矿浆送入沉淀池沉淀后，上清液返回步骤1循环使用、沉淀物回填或另用。

本发明具有下列优点和效果：采用上述方案，可方便地将尾矿浆切向送入桶体后，一部分尾矿浆在桶体中心处形成旋流，并在隔旋缓流机构作用下使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，另一部分尾矿浆直接与隔旋缓流机构碰撞后，使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，最后经锥底的排矿口排出，得到一次有用矿物，而其余尾矿浆则经桶体上端的溢流口溢出至溢流槽中，再经排浆管排出，得溢流矿浆，再通过分泥管、送泥管，将溢流矿浆切向送入下部的桶体，再次对溢流矿浆中的有用矿物进行脱泥，得二次有用矿物，不仅极大提高选矿得率，而且脱泥效率高，能耗低，成本低，并能集中收集泥流中的固体泥用于回填，沉淀后的上层水可重复利用，不会造成二次污染，脱泥后的矿其选矿效率可大幅提升60%—80%，得到的复合矿砂纯度高，脱泥工艺不添加任何添加物，属自然处理，不对环境造成污染，是解决尾矿开采中决定开采效率与成本的脱泥工艺环节，为有色金属的尾矿开采，发展尾矿经济的较佳思路。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1的a-a视图；

图3为图1的b-b视图；

图4为图1的c-c视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

本发明提供的自旋流尾矿脱泥设备，包括带锥底的桶体1，锥底上设有排矿口11，桶体1上切向设有进料口12、桶体1底部设有隔旋缓流机构，隔旋缓流机构底部与桶体锥底保持间隙，桶体1上端为溢流口，溢流口外围设有溢流槽15，溢流槽15与溢流管16相连；

所述隔旋缓流机构包括中部的中空筒体23，该中空筒体23的顶部和底部敞开，中空筒体23外围间隔设有四块呈螺旋分布的缓冲立板24，每一缓冲立板24的外端固定在桶体1内壁上、内端与中空筒体23保持间隙、高度低于桶体1切向进料口12中心线，以便通过隔旋缓流机构将进入的尾矿浆分为上部的旋流和下部的缓流二个部分，有利于提高脱泥效率及有用矿物的品位；

所述桶体1依次设为底、顶相连的四个，第一桶体锥底排矿口11通过排矿管19、多通管14、分矿管13与第二桶体的切向进料口12相连，形成二级脱泥后，一次矿物a经第二桶体锥底排矿口排出；上部的第一、第二桶体的溢流槽15的溢流管16均与分流管17相连，分流管17通过送流管18与下部的第三桶体的切向进料口相连，该第三桶体的锥底排矿口通过排矿管19、多通管14、分矿管13与下方的第四桶体的切向进料口相连，以便再次对溢流矿浆中的有用矿物进行脱泥，得二次有用矿物b，提高选矿得率;

所述切向设置的进料口12沿桶体1下部间隔设置四个；所述隔旋缓流机构的缓冲立板24的数量与切向进料口12数量相对应，也为四个；

所述溢流槽15沿桶体上端外壁设置一周，溢流槽15底部间隔设置四个出口，四个出口分别与对应的四根溢流管16相连；

所述分流管17独立设置成至少一个环形管，环形管的上端间隔与溢流管16相连、下端间隔与送流管18相连，通过溢流管16与上部的第一、第二这两个桶体1的溢流槽15相连，通过送流管18与下部的第三、第四这两个桶体的切向进料口相连，以便对溢流矿浆中的有用矿物进行脱泥分离，得二次有用矿物b；与第三、第四这两个桶体的溢流槽15相连的四根溢流管21分别与排泥总管相连，以将选矿后的尾泥流经排泥总管送后序沉淀池处理；

所述最上部的桶体1的切向进料口12分别与对应的分矿管13下端相连，各分矿管13上端与多通管14相连，多通管14上端与尾矿浆总管20相连；

所述各个桶体1上均设有补水口，补水口与补水管22相连，以根据需要向桶体内补水，或用作清洗桶体.

本发明提供的基于所述自旋流尾矿脱泥设备进行脱泥的方法，经过下列各步骤：

1）、尾矿经常规兑水后，磨成粒度为60～150目的矿浆；

2）、将步骤1）的矿浆以0.3～2.5米/秒的流速，经尾矿浆总管20、多通管14、分别从分矿管13、切向进料口12送入第一桶体1中，一部分尾矿浆在桶体中心处形成旋流，并在隔旋缓流机构23、24作用下使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，另一部分尾矿浆直接与隔旋缓流机构23、24碰撞后，使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，得到一次矿，其余尾矿浆经桶体上端的溢流口溢出至溢流槽15中，得一次溢流矿浆；

3）、步骤2）的一次矿经锥底的排矿口、排矿管19、多通管14、分矿管13、切向进料口12送入第二桶体中，一部分尾矿浆在桶体中心处形成旋流，并在隔旋缓流机构23、24作用下使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，另一部分尾矿浆直接与隔旋缓流机构23、24碰撞后，使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，得到精矿a，其余尾矿浆经桶体上端的溢流口溢出至溢流槽15中，得二次溢流矿浆；

4）、步骤2）的一次溢流矿浆和步骤3）的二次溢流矿浆经过与溢流槽15相连的溢流管16一同送入分流管17中，再经送流管18、第三桶体的切向进料口送入第三桶体中，一部分溢流矿浆在桶体中心处形成旋流，并在隔旋缓流机构23、24作用下使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，另一部分溢流矿浆直接与隔旋缓流机构23、24碰撞后，使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，得到二次矿，其余尾矿浆经桶体上端的溢流口溢出至溢流槽15中，得溢流矿浆；

5）、步骤4）的二次矿经锥底的排矿口、排矿管19、多通管14、分矿管13、切向进料口12送入第四桶体中，一部分尾矿浆在桶体中心处形成旋流，并在隔旋缓流机构23、24作用下使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，另一部分尾矿浆直接与隔旋缓流机构23、24碰撞后，使质量大的矿物靠自重下沉至锥底，得到精矿b，其余尾矿浆经桶体上端的溢流口溢出至溢流槽15中，得二次溢流矿浆；

6）、步骤5）的二次溢流矿浆经溢流管21、排泥总管送入沉淀池沉淀后，上清液返回步骤1循环使用、沉淀物回填或另用。

脱泥过程中，根据需要通过补水管22向对应的桶体内补水，满足脱泥需要。

通过本发明方法得到的脱泥后的矿，其选矿效率大幅度提升60%—80%，得到的复合矿砂纯度高，同时脱泥工艺不添加任何添加物，属自然处理，不会对环境造成污染，并能集中收集泥流中的固体泥用于回填，沉淀后的上层水可重复利用，不会造成二次污染，极大提高了选矿得率，而且脱泥效率高，能耗低，成本低，是解决尾矿开采中决定开采效率与成本的脱泥工艺环节，为有色金属的尾矿开采提供可靠技术支持。