尾矿干排是矿山行业实现水资源循环利用、降低环境污染的关键工艺,其核心是通过机械脱水将尾矿浆体(含水率60%-80%)转化为含水率15%-25%的干渣,便于堆存或综合利用。尾矿干排设备以“浓缩+脱水”双阶段设计为主流,结合物理挤压与重力沉降原理,实现高效、低能耗的固液分离。

一、预浓缩阶段:重力沉降与药剂协同作用
尾矿浆体首先进入高效浓缩机(如深锥浓缩机),通过重力沉降与絮凝剂添加实现初步固液分离。
重力沉降:浓缩机内设置倾斜板或斜管,增大沉降面积,尾矿颗粒在重力作用下快速下沉,形成高浓度底流(含固量40%-60%);
药剂絮凝:添加聚丙烯酰胺(PAM)等高分子絮凝剂,使微细颗粒聚集成大絮团,加速沉降速度,同时减少澄清液中的悬浮物含量;
溢流循环:澄清液(含固量<0.1%)通过溢流口返回选矿流程作为回水,实现水资源闭路循环,降低新鲜水消耗。
二、深度脱水阶段:机械挤压与真空抽滤的协同
预浓缩后的高浓度尾矿底流需进一步脱水至干渣状态,主要依赖以下两类设备:
压滤机:高压挤压脱水
工作原理:尾矿浆体通过进料泵注入压滤机滤室,液压系统推动压紧板,对滤室内的尾矿施加8-15MPa高压,迫使水分通过滤布排出,形成滤饼;
技术优势:脱水效率高(单台设备处理量可达50t/h),滤饼含水率低至15%-20%,适用于铁矿、金矿等粗粒尾矿;
典型设备:厢式压滤机、隔膜压滤机(后者通过二次膨胀隔膜进一步降低含水率)。
真空过滤机:负压抽吸脱水
工作原理:尾矿浆体铺展在环形滤带上,真空泵在滤带下方形成-0.08至-0.09MPa负压,水分被抽吸至气液分离器,干渣随滤带移动至卸料区;
技术优势:连续作业能力强(处理量可达200t/h),适用于铜矿、铅锌矿等细粒尾矿;
典型设备:陶瓷盘式真空过滤机(滤盘采用氧化铝陶瓷材质,耐腐蚀、寿命长)。
三、辅助系统:保障脱水效率的关键
搅拌调浆系统:通过变频搅拌器调节尾矿浆体浓度与絮凝剂分散度,避免局部结块影响脱水效果;
自动反冲洗系统:压滤机滤布定期通过高压水或超声波清洗,防止堵塞,延长使用寿命;
干渣输送系统:采用皮带输送机或刮板机将干渣转运至堆场,配套除尘装置减少扬尘污染。
四、技术优势与应用价值
尾矿干排设备通过“浓缩+脱水”组合工艺,实现三大效益:
环保效益:干渣堆存减少尾矿库渗漏风险,降低重金属污染;
经济效益:回水利用率提升至85%以上,节约选矿成本;
资源效益:干渣可直接用于制砖、铺路或回填采空区,推动尾矿综合利用。
结语
尾矿干排设备是矿山绿色转型的核心装备,其工作原理融合了流体力学、材料科学与自动化控制技术。随着耐磨材料(如高分子聚乙烯滤板)、智能控制系统(如压力自适应调节)的应用,设备处理效率与稳定性持续提升,为矿业可持续发展提供技术支撑。