摘要：近年来南方某矿山加大尾矿回收，随着加以率的增加，尾矿中细粒级回收量增加，而细粒级尾矿回收目前是世界难以攻克的难题。本文通过对1540万分子量、2000万分子量阴、阳、非离子聚丙烯酰胺对南方某矿山尾矿的沉降脱水试验，及絮凝剂在全尾砂回收工艺中的应用，为尾矿絮凝沉降提供可借鉴的经验。
关键词：阴离子；聚丙烯酰胺；细粒级；全尾砂；COD
南方某矿山是国内大型铅锌矿地下开采矿山之一，随着近年的扩产改造，年产铅锌金属量达到18万t，开采矿石160万t，每年井下充填需要37万m3。自从1989年水砂充填实验取得成功之后，选矿尾砂作为充填骨料的比重越来越大。随着井下废石的减少，棒磨砂也逐步减少，为了解决充填骨料方面的矛盾，南方某矿山骨料生产方面积极探索，取得了较好的成绩，其中于2003年8月采用国产陶瓷过滤机生产分级尾砂提供适合胶面用的骨料；于2008年10月立式砂仓改造成功的解决了部分细粒级尾砂作为充填骨料。但是大部分细料级尾砂还需要通过GP80过滤机脱水，细粒级尾砂沉降和脱水目前都是一大难题，本文主要介绍絮凝剂在全尾砂生产中的应用，为絮凝剂的合理使用提供可借鉴的经验。
1 絮凝剂试验
1.1 1540万分子量絮凝剂的考查实验
2008年10月为了配合立式砂仓调试选矿工程技术人员针对絮凝剂选型和用量做了大量实验室实验，首先是对1540万分子量阴、阳、非离子聚丙烯酰胺絮凝剂进行实验。表1是对1540万分子量阴、阳、非离子絮凝剂进行同条件考查实验，考查矿浆深度是13.98%，絮凝剂用量是每升矿浆15mg。通过对比认为阴离子絮凝剂更有利于凡口尾矿的沉降。
1.2 不同类型的絮凝剂考查实验
通过第一步实验选择了阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂，接着对1540万分子量聚丙烯酰胺絮凝剂、2000万分子量聚丙烯酰胺絮凝剂、DBC2608絮凝剂、DBC2303絮凝剂进行了考查，表2是不同类型絮凝剂对比实验。从实验中得出以下结论：1、DBC2608絮凝剂、DBC2303絮凝剂沉降效果不如聚丙烯酰胺絮凝剂；2、分子量高的聚丙烯酰胺絮凝剂更有利于南方某矿山尾矿的沉降；3、无论那种絮凝剂最终的压缩浓度都不是很高。但由于1540万分子量聚丙烯酰胺絮凝剂易于购买，便于投入生产试验，通过检验能够适应生产的需要，所以在生产过程中选择了1540万分子聚丙烯酰胺絮凝剂。
2 尾砂的生产工艺
2009年3月份，为了适应采矿对尾砂的需求，要求最大化生产分级尾砂，矿成立试验小组进行了工艺优化，通过试验小组为期一个月的试验，找到了目前分级尾砂最大化的生产工艺，流程见图1。这种生产工艺大量的细粒级尾砂进入φ30米浓密机，细粒级尾砂的沉降除了加絮凝剂目前没有很好的方法。
图1 分级尾砂最大化生产流程
3 絮凝剂的使用与探索
3.1 絮凝剂的选型
分级尾砂最大化生产给全尾砂的生产带来了难题，首先要解决的是沉降问题，为了更好的让细粒级尾砂沉降目前最好和方法在φ30m浓密机添加絮凝剂，2007年开始使用1200万分子量阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂，2008年10月通过实验发现分子量高的聚丙烯酰胺絮凝剂更有利于尾砂的沉降以后采用了1540万分子量阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂取代了1200万分子量阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂。通过一年的使用1540万分子量阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂完全能够适应全尾砂生产的需要。
3.2 絮凝剂用量的探索
1540万分子量阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂取代了1200万分子量阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂后，对于絮凝剂用量的探索也在生产中稳步开展，原来使用的1200万分子量阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂为了达到比较好的效果每个班要用20kg，合50g/t。用1540万分子量阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂后考虑沉降效果比1200万分子量阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂好，为了节约成本减少不必要的浪费寻找合适添加量成值得深入研究。于是进行了1540万分子量阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂用量的工艺试验，分15kg/班、10kg/班、5kg/班进行了跟踪，发现每个班用5kg，合12.5g/吨，就能够满足生产的需要。
3.3 絮凝剂配制探索
3.3.1配制方法探索
聚丙烯酰胺絮凝剂是一种有沾到水后极具粘性的物质，而且很容易粘成一团，这给絮凝剂的配制带来麻烦，分子量越大的聚丙烯酰胺絮凝剂水溶性越差，成团越容易，絮凝剂成团以后极难弄散，在配制絮凝剂的过程中都会有大量的絮团状物，这种絮团状物被泵加入矿浆中后起不到很好的效果，造成絮凝剂的浪费，而且这种絮团差不多占了1/3，1200万分子量阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的水溶性稍好一些，以前南方某矿山曾经引进进口的絮凝剂配制的加药装置，效果也不是太理想。通过使用和摸索我们寻找到了更好的絮凝剂配制方法，采用管道泵加强搅拌的方法，使95%的絮凝剂都能溶解于水中，解决了这一难题。
3.3.2 新方法配制原理
新方法引进管道泵作为搅拌泵配制絮凝剂，增强了絮凝剂的溶解性，管道泵的配制过程主要起两方面的作用，一方面是采用泵出口的高压力来打散絮团，借助外力作用让絮团从紧紧相拥到逐步分散；另一方面一些小絮团可以通过隔筛在管道泵的叶轮剪切力的作用下促使絮团分离，增加絮凝剂与接触的面积，阻隔絮凝剂再次形成絮团，达到溶解于水的目的。
4 絮凝剂对环境的影响
尾砂回收后的滤液及多余的尾砂排放到了尾矿库，经过尾矿库的澄清，自然降解，尾矿库废水处理然后排放于水体中。由于使用的絮凝剂是有机物，降解难度非常大，增加尾矿库水处理的难度，特别是对COD（化学耗氧量）的升高有一定的贡献。
5 结语
1540万分子量阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂能提升细粒级尾砂的回收率，在加大尾砂的回收过程中起到较好的作用，但也存在一定的环保问题，后续尾砂污水的处理方面也会增加处理成本，但目前从尾砂库的使用寿命，以及国家对尾矿排放的控制也是有着较为长远的意义。
参考文献：
[1]现场工业试验调试整理报告（内部资料）2008年10月
[2]史宝忠 《环境影响评价》
论文作者:廖智祥
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
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