專利名稱：高濃度高粘度尾礦輸送與堆存方法
技術領域：
高濃度高粘度尾礦輸送與堆存方法，涉及選礦中尾礦輸送與堆存，尤其是涉及高濃度、高粘度鋁土礦浮選尾礦輸送與堆存。
背景技術：
高濃度、高粘度尾礦的輸送目前主要采用高揚程的泵來實現，當進行長距離輸送時單臺離心泵揚程不夠，還需要串聯多臺泵來實現，另外還有采用油隔泵、螺桿泵、隔膜泵等。電耗高，設備投資大，運行成本高，資源浪費嚴重。
尾礦堆存主要有兩種，干法與濕法。干法堆存需要礦漿濃度高、粘度大，堆積角大才能實現，對于低濃度、低粘度的尾礦只能采用濕法堆存，濕法堆存的需要庫容量大，蒸發(fā)量小，回水利用困難，對尾礦庫的安全構成威脅。
六偏磷酸鈉在浮選過程中常用于抑制方解石、石灰石等碳酸鹽，也可用作石英、硅酸鹽等脈石礦物的抑制劑。例如浮選鐵礦石時，以妥爾油為捕收劑，以六偏磷酸鈉和硅酸鋁為石英和硅酸鹽的抑制劑，使含鐵礦物與石英、硅酸鹽分離。
六偏磷酸鈉在浮選過程中還常作分散劑使用。在鎳礦浮選過程中，蛇紋石泥化后罩蓋在鎳黃鐵礦表面，惡化浮選過程。加一定量的六偏磷酸鈉有利于鎳黃鐵礦的浮選回收，這主要是由于六偏磷酸鈉的添加使得浮選礦漿分散，減少蛇紋石在鎳黃鐵礦表面的罩蓋。其分散機理主要降低礦物表面電位，使礦物顆粒之問的靜電排斥力增大。由于六偏磷酸鈉是一種直鏈化臺物，其鏈長約為20-100個PO3-單位，當其吸附在礦物表面時，會加劇顆粒之間的空問位阻效應。
六偏磷酸鈉還用作軟化劑。六偏磷酸鈉的陰離子有吸附活性，易吸附在多種礦物表面，與金屬離子可形成可溶性絡合物，能軟化硬水，也能溶解多價金屬，如油酸鈣等。
在鋁土礦浮選脫硅過程中，六偏磷酸鈉用作分散劑，對含硅脈石礦物起抑制作用和對礦泥起分散作用，六偏磷酸鈉能夠降低一水硬鋁石和高嶺土種礦物表面的動電位，增大礦物表面的靜電斥力，有利于礦泥的分散，增強了分選的選擇性。
鋁土礦浮選尾礦含有一水硬鋁石含量約26～29％、高嶺石含量約22～34％、伊利石含量約21～35％、赤鐵礦含量約6～9％、銳鈦礦含量約2～4％、金紅石含量約0.7～1.0％、方解石含量約1.5～2.5％。鋁土礦正浮選尾礦主要是由高嶺石、伊利石等含硅粘土礦物組成，約占50～70％，并含有部分未分離出去的一水硬鋁石。大量極細的粘土礦物顆粒，并有部分膠體顆粒。表面荷較高負電，ζ電位在-30.55mv左右。
鋁土礦浮選尾礦漿的粘度較大，其值取決于濃度。當尾礦漿質量濃度大于40％后，粘度成指數急劇上升，40％濃度時，粘度為110mPa.s，57％濃度時，粘度為1000mPa.s，如果將57％濃度的尾礦直接輸送，僅管道阻力損失就達到每千米6.4MPa。一般選礦廠距離尾礦庫的距離都有2～10km，尾礦輸送泵出口壓力將達到12MPa以上，目前，普通的離心泵、油隔泵都無法輸送，即使隔膜泵最高輸送壓力也只能達到35MPa，無法輸送6km以上。而且，高揚程的泵必然浪費大量的電力資源，同時設備投資較大，輸送管道必須是高壓管道。輸送工藝較為復雜，輸送成本較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了克服上述已有技術存在的不足，提供一通過降低和提高尾礦漿粘度來實現高濃度、高粘度的輸送與堆存的方法。
本發(fā)明的方法是通過以下技術方案實現的。
高濃度高粘度尾礦輸送與堆存方法，其特征在于尾礦輸送前加入降稠劑，將尾礦粘度從5000～10000mPa.s降低至30～150mPa.s，然后用泵輸送至堆場；再加入增稠劑，將尾礦漿粘度提高至10000mPa.s后，進行干法堆存。
本發(fā)明中的降稠劑為在選礦生產中廣泛采用的六偏磷酸鈉，用量為干尾礦質量0.01‰～0.2‰。
本發(fā)明中的增稠劑為硫酸或選自硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鋇、明礬中的一種水解后呈酸性的硫酸鹽，用量為干尾礦質量的0.1‰～5‰。
以鋁土礦浮選尾礦為例闡述它的原理造成高粘度、高濃度尾礦輸送困難的根本原因在于粘度過高，增大了阻力損失，因此，如果能降低粘度，就能減少尾礦輸送難度。對于鋁土礦浮選尾礦通過降低濃度，能大幅度降低粘度，但濃度降低將增多排放尾礦漿量，同時無法實現干法堆存。
六偏磷酸鈉能降低粘度的原因在于，在鋁土礦浮選尾礦中加入高用量的六偏磷酸鈉后，鋁原子豐度角度低的高嶺石礦物表面的的鋁活性位被六偏磷酸鈉的吸附完全罩蓋，鋁原子豐度角度較高的一水硬鋁石礦物表面的的鋁活性位被六偏磷酸鈉的吸附完全罩蓋，礦物原來所帶的電位被完全消除，取代的是六偏磷酸鈉在水中電離，由于顆粒表面電荷的存在影響到溶液中離子的分布，帶相反電荷的離子被吸引到表面附近，帶相同電荷的離子則被排斥而遠離表面。于是礦物-水溶液界面產生了電位差，但此時整個體系仍是電中性的，形成了界面兩邊分布的異號電荷的兩層體系即雙電層，使礦物更加親水，同時電荷增多，礦漿顆粒分散，脫離原來絮凝劑的吸附。顆粒分散后，尾礦漿粘度大幅度降低。
從機理上分析，六偏磷酸鈉的用作降稠劑作用與在浮選上用作分散劑的機理有相同之處，不同在于，用作降稠劑是利用其改變所有礦物的電位，將所有的顆粒進行分散，脫離絮凝劑的吸附，用量大；用作分散劑主要是利用其進行有用礦物一水硬鋁石與脈石礦物高嶺土等的分散，改變二者的電位差異，讓一水硬鋁石有利于吸附于捕收劑，高嶺土等脈石礦物不利于捕收劑的吸附，從而抑制了高嶺土等脈石礦物的浮選，用量少。
硫酸或選自硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鋇、明礬中的一種水解后呈酸性的硫酸鹽來做為增稠劑，作用與六偏磷酸鈉分散作用相反，是利用其消除電位的影響，讓顆粒之間緊密聯系，提高粘度。粘度提高后，尾礦能夠堆積，擴大了蒸發(fā)面積，在尾礦庫能迅速的蒸發(fā)。
本發(fā)明的工藝過程降低了尾礦輸送難度，減少輸送的能耗，提高堆存的安全性，工藝簡單，有明顯的技術優(yōu)勢和經濟優(yōu)勢。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明的工藝方法進一步的說明高濃度高粘度尾礦輸送與堆存方法，尾礦輸送前加入降稠劑，將尾礦粘度從5000～10000mPa.s降低至30～150mPa.s，再用泵輸送至堆場。在進入堆存前，加入增稠劑，提高尾礦漿粘度至10000mPa.s，實現干法堆存。本發(fā)明中的降稠劑為在選礦生產中廣泛采用的六偏磷酸鈉，用量為干尾礦的0.01‰～0.2‰，可以配制成質量濃度為10％～20％溶液使用。本發(fā)明中的降稠劑加入點在泵輸送前。使用的的增稠劑為硫酸或選自硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鋇、明礬中的一種水解后呈酸性的硫酸鹽，用量為干尾礦的0.1‰～5‰，使用時配置成質量濃度為30～100％的溶液。本發(fā)明中的增稠劑加入點為尾礦入離堆場點10～50m。
實施例1首先在尾礦輸送泵前的喂料槽內加入濃度20％的六偏磷酸鈉，加入量為干尾礦的0.1‰，加入前鋁土礦尾礦粘度為10000mPa.s，質量濃度為55％，加入后尾礦粘度為150mPa.s，尾礦泵采用離心泵，輸送距離2km，泵出口壓力為0.3Mpa。
在尾礦排放口前10m的管道內加入硫酸鋁，硫酸鋁濃度30％，加入量為干尾礦量的0.1‰，尾礦排放粘度12000mPa.，尾礦在庫內堆存，堆存高度10mm，夏天1天開裂。
實施例2首先在尾礦輸送泵前的喂料槽內加入濃度10％的六偏磷酸鈉，加入量為干尾礦的0.2‰，加入前鋁土礦尾礦粘度為8300mPa.s，質量濃度為50％，加入后尾礦粘度為30mPa.s，尾礦泵采用離心泵，輸送距離7km，泵出口壓力為1.7Mpa。
在尾礦排放口前50m的管道內加入硫酸鋁，硫酸鋁濃度50％，加入量為干尾礦量的5‰，尾礦排放粘度10000mPa.，尾礦在庫內堆存，堆存高度10mm，夏天1天開裂。
實施例3首先在尾礦輸送泵前的喂料槽內加入濃度10％的六偏磷酸鈉，加入量為干尾礦的0.01‰，加入前鋁土礦尾礦粘度為5000mPa.s，質量濃度為45％，加入后尾礦粘度為100mPa.s，尾礦泵采用離心泵，輸送距離7km，泵出口壓力為1.2Mpa。
在尾礦排放口前30m的管道內加入硫酸，硫酸濃度50％，加入量為干尾礦量的5‰，尾礦排放粘度12000mPa.，尾礦在庫內堆存，堆存高度10mm，夏天1天開裂。
權利要求
1.高濃度高粘度尾礦輸送與堆存方法，其特征在于尾礦輸送前加入降稠劑，將尾礦粘度從5000～10000mPa.s降低至30～150mPa.s，然后用泵輸送至堆場；再加入增稠劑，將尾礦漿粘度提高至10000mPa.s后，進行法堆存。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于降稠劑為六偏磷酸鈉，配置用量為尾礦中干礦質量的0.01‰～0.2‰。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于增稠劑為硫酸或選自硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鋇、明礬中的一種水解后呈酸性的硫酸鹽，用量為尾礦干礦質量的0.1‰～5‰。
全文摘要
高濃度高粘度尾礦輸送與堆存方法，涉及選礦中尾礦輸送與堆存，尤其是涉及高濃度、高粘度鋁土礦浮選尾礦輸送與堆存。尾礦輸送前加入降稠劑，將尾礦粘度從5000～10000mPa.s降低至30～150mPa.s，然后用泵輸送至堆場。在進入堆場前，加入增稠劑，提高尾礦漿粘度至10000mPa.s以上，實現干法堆存。發(fā)明中的降稠劑為在選礦生產中廣泛采用的六偏磷酸鈉。增稠劑為硫酸或選自硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鋇、明礬中的一種水解后呈酸性的硫酸鹽。本方法降低了尾礦輸送難度，減少輸送的能耗，提高堆存的安全性，工藝簡單，有明顯的技術優(yōu)勢和經濟優(yōu)勢。
文檔編號F17D1/00GK1776286SQ20051012401
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月28日 優(yōu)先權日2005年11月28日
發(fā)明者汪明宏, 王海軍, 王大慶, 李培增, 李太昌, 劉焦萍, 晏華釬 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司