浅议选矿厂水系统优化设计探讨-以金矿场为例

■陈波华

（江西金山矿业有限公司 江西上饶334200）

浅议选矿厂水系统优化设计探讨-以金矿场为例

■陈波华

（江西金山矿业有限公司 江西上饶334200）

近年来，选矿厂水系统的优选受到有关学者的关注。金选矿厂属于高水耗行业，对水系统进行优化设计，不仅可以提高水资源重复利用率、降低水耗成本，而且可以减轻对环境的污染。介绍了选矿各生产单元的用水水质要求，根据用水水质对给水系统进行了划分，并探讨了选矿厂节水措施。

金选矿厂水量平衡水系统优化零排放

金选矿厂属于高水耗行业，选矿过程中每吨原矿耗水量可达10m3以上［1］。我国南方地区很多有矿藏的地方严重缺水，生产用水需要远距离输送［2］。水资源短缺和高成本输水方式严重制约了南方地区金选矿企业的发展。如何提高水的综合利用率，高效利用有限的水资源，成为各企业的重要研究课题。本文根据金选矿企业的用水特点，从选矿厂水系统优化设计入手，就分质供水、废水回用、减少水资源的消耗及雨水的收集等方面进行探讨。

1　选矿厂水系统

为满足选矿厂生产工艺用水要求，提高水的综合利用率，选矿厂水系统设计需要精细化，做到“高水（高品质）高用，低水（低品质）低用”，不随意外排。根据选矿企业生产工艺和用水水质要求，给水系统可细分为生产消防水系统、净环水系统、冷却水系统、生活用水系统。生产消防水系统为厂区生产水源水，SS的质量浓度不大于50mg/L，主要用于选矿厂生产消防系统、净环水系统补充水、软化或除盐水制备的原水。净环水系统为中矿、精矿、尾矿浓缩池溢流水以及车间排出的生产废水经过澄清处理后的出水，SS的质量浓度不大于200mg/L。

2　选矿工艺用水的选择

选矿工艺流程主要为破碎、筛分、磨矿、选别、精矿/尾矿。破碎筛分部分一般为干式作业，用水主要为湿式除尘用水、车间地坪清洗以及少量的冷却水。湿式除尘一般选用雾化除尘器或者喷水花管直接在矿石下料口加湿，当水中浊度较高时容易发生喷头堵塞现象，所以除尘用水一般选用水质较好的生产新水。车间地坪清洗一般用净环水即可满足要求。破碎设备及皮带机传动冷却一般为封闭式冷却，用水选用软化水，冷却后水量利用供水余压回收。磨矿选别部分一般为湿式作业，是选矿厂的主要用水单元，磨矿部分对水质要求不高，选矿厂中矿及尾矿浓缩池溢流水均可满足磨矿用水需求，但浊度太高会造成后段选别泥化现象。选别部分对用水有一定要求，浊度太高会加速选别系统的泥化现象，浪费浮选药剂，增大浮选难度，降低精矿品位。设计考虑磨矿及选别均同时供给净环水。浮选工艺对絮凝剂比较敏感，影响精矿与脉石的分离效果，需要控制净环水给水水质的残留聚丙烯酰胺量［3］。

3　选矿厂水量平衡设计

选矿厂水量平衡遵循零排放的原则，提高水的循环利用率。某300万t/a原矿选矿厂的水量平衡设计。

选矿厂原矿规模为300万t/a，精矿产量为121.19万t/a，产出精矿压滤后外运，尾矿采用高浓度排放方式。水平衡计算精矿含水率按10%考虑损失；冷却水系统冷却塔考虑风吹及蒸发损耗按3%计算；破碎车间除尘部分由于用于矿物加湿，较大部分水量难以回收，损失较大；尾矿浓缩后输送浓度按50%设计，尾矿库回水率为70%。计算选矿厂总用水量为3165m3/h，循环水量为3060m3/h，新水补充量为148m3/h，原矿耗水量为8.36m3/t，循环水利用率达到96.68%，明显高于金矿采选行业清洁生产一级标准［4］。

4　节水优化措施

4.1回收所有生产排水

选矿厂车间众多，每个车间都有不同性质的排水，包括所有生产性车间地坪冲洗排水、软化水处理过程产生的废水、冷却水系统冷却塔排污水等。废水均自流进入回收管道，统一收集后待澄清处理。车间地坪冲洗废水由于含有大量的泥砂，直接进入废水回收管道容易造成管道淤积，根据生产性实践，可首先经室外设置的小型沉淀池初步处理，然后再排入废水回收管道。废水回收系统采用水力条件及密闭性较好的塑料管道，检查井采用钢筋混凝土结构，防止废水回收过程中出现渗漏损失。

4.2降低尾矿处理过程的水损失

选矿厂尾矿需要最终送至尾矿库储存，由于渗漏蒸发等因素，尾矿带走的水分会大量损失。我国南方尾矿库蒸发比较严重，若尾矿库设计不合理，每年将会有一段时间无水可回，形成枯水期［2］。控制尾矿处理环节带走的水量在节水优化方面就显得尤其重要。尾矿处理方案较多，可采用高浓度排放或尾矿压滤干排等。深锥高效浓密机的占地面积小，底流质量分数可达到70%以上，正常情况下溢流水中SS的质量浓度小于500mg/L。目前矿山应用较多的国外进口浓密机有Outotec（奥图泰）、West-tech（西方技术）等，国内淮北矿机、长沙院等改进型的高效浓密机也有不错的效果，如包钢巴润选矿厂尾矿一次浓缩采用西方技术高效浓密机、太钢俄口金矿采用奥图泰高效浓密机，浓缩效果都比较稳定，溢流水中SS的质量浓度基本在200mg/L以下，底流质量分数控制在50%左右；包钢巴润选矿厂二次浓缩选用西方技术深锥浓密机，底流质量分数控制在69%左右，溢流水中SS的质量浓度小于400mg/L。条件允许情况下，尾矿处理还可采用干排措施，尾矿经浓缩后进入压滤机，压滤采用带式压滤机或板框压滤机。

5　结语

选矿厂水系统设计是较复杂的系统工程，不仅要满足工艺专业不同水质的用水需求，还要满足环保审批以及节水指标要求，这使得给排水专业设计人员应根据实际的工程概况具体分析，积极消化吸收新工艺、新技术，优化系统设计，提高水资源重复利用率，为建设绿色矿山、集约型社会努力。

［1］中国冶金矿山企业协会.黑色冶金矿山统计年报（2010年） ［R］.北京：中国冶金矿山企业协会，2011.

［2］王海滨.雅满苏金矿选矿供水系统节水新措施及实践［J］.金属矿山，2008，（S0）：462-464.

［3］胡立嵩，罗廉明.水质对大冶金矿选矿厂浮选指标的影响［J］.有色金属（选矿部分），2004，（3）：29-33.

［4］HJ/T294-2006，清洁生产标准金矿采选业［S］.

TL353+.2[文献码]B

1000-405X（2016）-2-377-1