Какие существуют процессы обработки хвостов обогащения

Хвосты обогащения — это часть процесса на обогатительной фабрике, характеризующаяся низким содержанием полезных компонентов и непригодная для дальнейшего производственного использования; они являются основным компонентом промышленных твердых отходов. Переработка хвостов представляет собой одно из ключевых звеньев в горнодобывающем производстве. Какие же существуют методы обработки хвостов?

Почему необходимо перерабатывать хвосты?

Как правило, обогатительные фабрики используют метод складирования хвостов в отвалах или хвостохранилищах. Однако токсичные химические реагенты, сточные воды и ионы тяжелых металлов, остающиеся после процесса обогащения, не только вызывают загрязнение окружающей среды и экологический ущерб вблизи рудника, но и повышают риски безопасности хвостохранилищ. В отвалах могут возникать скрытые угрозы, такие как оползни, сели, прорывы дамб хвостохранилищ и другие аварийные ситуации. Именно поэтому вопросам управления хвостами всегда уделяется пристальное внимание.

Методы переработки хвостов

На сегодняшний день основные направления переработки хвостов включают три категории: доизвлечение (переобработка) хвостов, обезвоживание хвостов и закладка выработанного пространства хвостами. Ниже мы подробно рассмотрим каждый из этих методов.

1. Процесс повторного обогащения хвостов

Несмотря на относительно низкое содержание ценных компонентов в хвостах, применение передовых технологий и рациональных схем переработки позволяет максимально извлечь полезные компоненты из хвостов, обеспечивая полную рециркуляцию ресурсов и сокращение объемов конечного выхода хвостов. Это снижает нагрузку на окружающую среду от складирования хвостов. В настоящее время распространены следующие процессы повторного обогащения хвостов:

1) Флотационный процесс

Флотация применяется для переработки хвостов, содержащих коллеманит, оксид цинка, апатит и другие минералы. Благодаря разработке новых реагентов и технологических решений стало возможным повторно флотировать некоторые относительно простые по составу хвосты, особенно старые отвалы. В результате обработки получают концентраты, пригодные для вторичного использования.

2) Новый процесс доизвлечения

Для извлечения мелкодисперсных минералов из хвостов обогащения применяется новое оборудование гравитационного разделения. После разработки и модернизации многие традиционные устройства для гравитационного разделения могут эффективно использоваться при доизвлечении тонких и сверхтонких классов хвостов, такие как центробежные концентраторы вертикального типа, композитные концентрационные столы, центрифуги с составным силовым полем и другие.

3) Микробиологическая обработка и технология выщелачивания

Данная технология основана на биохимическом воздействии микроорганизмов для улучшения свойств хвостов обогащения. Извлечение вредных ионов металлов из хвостов осуществляется посредством микробиологического выщелачивания или микробиологической минерализации, что позволяет предотвратить загрязнение окружающей среды.

2. Процесс обезвоживания хвостов обогащения

На этапе разделения пульпа часто содержит большое количество воды, а избыточная влажность хвостов может легко привести к прорыву хвостохранилища. Поэтому на обогатительной фабрике сгущение и обезвоживание хвостов являются важными этапами обработки. Ниже приведены два наиболее распространенных аспекта этого процесса.

1) Процесс сгущения на основе гидроциклонов

Гидроциклон — это оборудование для твердо-жидкостного разделения, использующее центробежную силу, которое отличается компактными размерами и высокой концентрацией продукта в сливе (underflow). Данный процесс сгущения преимущественно использует гидроциклоны и сгустители для создания последовательности замкнутых циклов, что позволяет получить продукт с высокой степенью концентрации.

2) Процесс обезвоживания хвостов обогащения на фильтр-прессе

При переработке хвостов золотых рудников также применяется метод обезвоживания с помощью . Данный способ отличается низким содержанием влаги в кеке и возможностью повторного использования фильтрата. Однако из-за ограниченной производительности одного аппарата сложно обеспечить разделение крупных объемов хвостов обогащения.

3) Сухой склад хвостов обогащения

Сухой склад хвостов — это современная технология, использующая , высокоэффективные высокочастотные , высокоэффективные конусные и другое оборудование. Она позволяет снизить влажность хвостов до менее чем 15%, сократить затраты и эффективно предотвратить загрязнение окружающей среды.

3. Заполнение выработанного пространства хвостами

Заполнение выработанного пространства хвостами предполагает использование обработанных хвостовых отходов для рекультивации отработанных участков, что позволяет сохранить рельеф местности и снизить затраты на строительство . В настоящее время применяются два основных метода заполнения пустот хвостами:

1) Технология сплошного цементного заполнения хвостами

При сплошном цементном заполнении обезвоженные хвосты смешиваются с цементом, зольным уносом и другими компонентами для получения заполняющей смеси с прочностью 1–2 МПа. Заполняющий раствор подается в зону заполнения за счет самотечного движения по трубопроводу, обеспечивая эффективное заполнение выработанного пространства.

2) Технология высоководного твердения и сплошного заполнения хвостами

Технология высоководного твердения со сплошным заполнением хвостами аналогична методу цементного заполнения, однако в качестве вяжущего материала вместо цемента используются высоководные компоненты. Данный метод предполагает раздельную пульпацию и транспортировку первого компонента (основанного на алюминатах и сульфоалюминатах) и второго компонента (содержащего ангидрит, негашеную известь и коагулянт), которые смешиваются непосредственно перед подачей в зону заполнения, обеспечивая высокую скорость схватывания.

Вышеперечисленные три аспекта определяют основные направления обработки хвостов обогащения. Выбор конкретной схемы применения должен основываться на масштабе производства и инвестиционных возможностях предприятия. Рекомендуется обратиться к поставщику обогатительного оборудования, обладающему соответствующими проектными компетенциями, для подбора оптимальной технологии обработки хвостов с учетом специфики вашего проекта.