四川某硫鐵礦采用較為落后的選礦工藝，選礦回收率不高，礦產綜合利用水平不高。硫精砂品位低，僅35%左右；制取硫酸后硫酸燒渣含鐵率低，僅40%左右，尾礦含硫率高，為5%左右；硫精砂銷售單價低，硫酸燒渣難以作為鐵精礦利用，造成鐵資源的浪費。由于尾礦難以被回收利用，大量無序堆存帶來資源浪費、環境污染、安全隱患和土地占用等諸多問題。

尾礦干排干堆技術是近年來國內外逐漸興起的尾礦處理技術，主要通過疏干尾礦水分、減少庫內積水實現。臥螺離心機是高效固液分離設備，以其結構緊湊、占地面積小、自動化程度高、處理能力強、固液分離效果好等特點得到廣泛應用。大型臥式螺旋卸料沉降離心機（簡稱臥螺離心機）在尾礦泥漿處理中已有不少成功案例。

在該背景下，該硫鐵礦選礦廠在對選礦工藝流程進行整體改造以提高硫、鐵等礦產資源綜合利用水平的基礎上，應用離心脫水技術對尾礦進行干排干堆工藝改造。

1 原工藝流程

原礦經對輥磨、振動篩、跳汰工藝分別產出粗礦砂、細礦砂、半精砂，通過洗選工藝產生硫精砂和尾礦。硫精砂經濃縮池和陶瓷過濾機過濾產出高品位硫精砂；尾礦經濃縮池濃縮后，產生上清液和尾礦泥漿，尾礦泥漿作為尾礦廢氣或回填。該工藝提高了硫精砂品位，但尾礦處理方式較為傳統，僅運用濃縮池自然沉降原理簡單濃縮，尾礦含水量仍較大，運輸成本高，只能選擇廢棄于尾礦庫或回填礦井下，無法對尾礦進行綜合處置或利用。

2 臥螺離心機工作原理

尾礦漿經泵送或自流進入臥螺離心機，在轉鼓高速旋轉產生的離心力作用下，尾礦漿固相和液相成分由于密度不同而分層，從而實現固液分離。密度大的固相顆粒沉降在轉鼓內壁，在螺旋輸送器的推動作用下，向轉鼓錐段出口行進，在轉鼓錐段和螺旋葉片間產生的雙向擠壓作用下進一步脫水，降低固相含水率。分離后的液相溢流出工作腔體，并經收集腔體收集后排出離心機外。

3 尾礦干排干堆工藝

尾礦具有產量大、濃度高且不穩定、固體物顆粒直徑分布范圍廣的特性，大型臥螺離心機單位時間處理量大、效率高、處理濃度范圍廣、固體顆粒直徑對脫水效果影響小、出料穩定、操作簡單等優點，適宜作為該尾礦干排干堆工藝的離心脫水設備。

根據現場已有設備，采用臥螺離心機對尾礦處理工藝進行干排干堆工藝改造。

尾礦漿經濃縮池處濃縮后，經臥螺離心機離心脫水，產出重相固渣和輕相出液，輕相出液再通過分級設備分級，獲得清液（作為礦區作業回用水）和分級后固渣。

4 新工藝施工與調試

根據現場工藝指標，濃縮池產生尾礦泥漿量約100m3/h，泥漿含固率35%左右。為滿足尾礦處理工藝不間斷連續作業，極大程度地發揮臥螺離心機優勢，需配置2臺LW900NY型臥螺離心機，并利用現場尾礦濃縮池旁空地進行布置和試生產，考察在不使用絮凝藥劑時，臥螺離心機尾礦泥漿的處理能力、重相固渣含固率、輕相出液的含固率等指標。

4.1 離心機主要技術參數

LW900NY臥螺離心機轉鼓內徑900mm，轉鼓工作長度3600mm，轉鼓轉速1800r/min，分離因數2000，長徑比4.0；整機外形尺寸（長×寬×高）為6500mm×2700mm×1900mm，設備總質量20t；控制柜外形尺寸（長×寬×高）為1000mm×1000mm×2200mm，控制柜質量600kg；裝機功率355kW。

尾礦泥漿預設處理指標：處理量（按含固率35%的泥漿計）為60m3/h，重相固渣含固率不小于70%，輕相出液含固率不大于25%。

4.2 干排干堆工藝施工

尾礦泥漿通過濃縮池出口進入泥漿過濾箱，由閥門控制分配至2套進料泵組，控制相應的臥螺離心機進料量，再通過臥螺離心機離心脫水，重相固渣從無軸螺旋輸送機排出；輕相出液則從管道進入過濾箱，作為分級設備進料，經分級產出固渣和清液。

4.3 干排干堆工藝調試

根據設計要求，2套臥螺離心機需同時運行，分別調整相關參數如轉速、轉速差，記錄并考核處理量、重相固渣和輕相出液含固率是否滿足預設指標要求。

（1）轉速差為33.8r/min時，設置主機轉速750、1040、1110r/min，進料量60m3/h，穩定運行后，分別取各參數下的進料泥漿、固相出渣及輕相出液樣。

（2）在轉速為1110r/min時，設置轉速差33.6，37.3r/min，進料量60m3/h，穩定運行后，分別取各參數下的進料泥漿、固相出渣以及輕相出液樣。

（3）采用烘干儀器對各試樣進行含固率測定，調試現場臥螺離心機參數與指標見下表所示：

由上表可知：

①進入臥螺離心機尾礦泥漿含固率均在37%以上，進料量60m3/h，滿足預設生產要求。

②重相固渣含固率均在76%以上，輕相出液含固率均低于25%，滿足臥螺離心機產品含固率要求。重相固渣中的高嶺土可以應用于陶瓷、造紙、化肥及化工等行業，具有一定的經濟效益。

③主機轉速提高，根據公式計算發現分離因數提高，固相含固率升高，說明臥螺離心機脫水效率提高，扭矩值也從側面反映了這一現象。若尾礦泥漿在臥螺離心機中停留時間過長，也會加劇已分層液相的攪動，液相含固率可能會上升。

④主機轉速一定，轉速差的提高意味著泥漿在離心機設備中的停留時間變短，因此固相含固率會有一定的下降，但液相攪動相對減少，因此液相逃逸率下降，含固率亦下降。

5 結論

四川某硫鐵礦應用臥螺離心機對原尾礦處理工藝中濃縮池產生的尾礦泥漿進行離心脫水濃縮，產出重相固渣和輕相出液，輕相出液再經分級設備產出清液和固渣，其中清液可供選礦回用。該尾礦干排干堆工藝中，臥螺離心機在尾礦泥漿含固率37%以上、進料量60m3/h的預設條件下，重相固渣含固率在76%以上、輕相出液含固率低于25%，滿足預設指標。

尾礦干排干堆工藝現場運行效果滿足該硫鐵礦對尾礦的處理要求，既解決礦山尾礦堆存帶來的環保和安全問題，也提高了企業經濟效益，實現了礦產資源的綜合利用，有利于礦山的可持續發展。臥螺離心機適合于現代礦山生產，具有廣闊的市場前景。