一种含水尾矿砂的脱水生产线及脱水工艺

技术领域

本发明涉及尾矿资源的回收利用领域，具体是一种含水尾矿砂的脱水生产线及脱水工艺。

背景技术

尾矿砂是矿山开采过程中产生的一种废弃物，其成分主要是由矿物、水及杂质组成。矿物是尾矿砂的主要成分，包括铁、铜、铝、锰、钨等金属元素，以及硅酸盐、碳酸盐等非金属元素。水是尾矿砂中的重要组成部分，其含量通常在20％以上。杂质则包括有机物、微生物、重金属等。

尾矿砂的成分对环境有着重要的影响。首先，尾矿砂中的金属元素和非金属元素可能会对周围的土壤和水体造成污染。这些元素在矿山开采过程中被释放出来，随着尾矿砂的对方和运输，可能会渗入地下水和地表水中，对水质造成影响。此外，尾矿砂中的重金属元素还可能对生态系统造成危害，影响生物的生长和繁殖。尾矿砂中的水分含量较高，容易造成土地沉降和滑坡等地质灾害，尾矿砂的堆放和运输需要占用大量的土地，如果不加以妥善处理，可能会对周围的生态环境造成破坏。

尾矿砂回收利用的一个重要的用途是作为砂浆、混凝土、水泥等建筑材料的原材料使用，但是在使用前需要将尾矿砂脱水，以便和其他原材料一起以粉末的形态混合在一起，在施工工地现场加水使用。现有技术中的尾矿砂脱水一般都是外部加热来将水分烘干，有使用窑炉烘干、有使用物理沥水+烘干的方式。这些方式需要额外使用天然气、煤炭或电能的方式来提供热能，能源消耗较大，提高了尾矿砂的回收利用成本。

尾矿砂存量巨大，采用现有技术中的脱水方式需要消耗大量的能源，增加了企业的成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种含水尾矿砂的脱水生产线及脱水工艺，该种脱水工艺采用化学放热反应中放出的热量来实现含水尾矿砂的脱水，不用额外使用能源消耗，并且反应生成物可以二次利用。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种含水尾矿砂的脱水生产线，包括储矿仓，还包括搅拌机，所述储矿仓通过绞龙连接在搅拌机的入料口处，所述搅拌机通过绞龙连接反应仓，反应仓底部通过传送带连接至分级装置中，所述分级装置包括一级分级装置和二级分级装置，所述一级分级装置为振动筛，二级分级装置为风选机，所述分级装置连接有包装设备。

优选的，一级分级装置包括粗料排出口和细料排出口，所述粗料排出口连接包装设备，其细料排出口连接二级分级装置，二级分级装置的排料口连接包装设备。

一种含水尾矿的脱水工艺，储矿仓内放置有含水尾矿砂，含水尾矿砂由绞龙带动进入到搅拌机的入料口，搅拌机内添加氧化钙粉末，其中氧化钙粉末的重量为含水尾矿砂的10％-30％，在搅拌机内均匀搅拌后，自搅拌机底部的出料口处排出由绞龙传输至反应仓，反应仓内氧化钙与含水尾矿砂中的水分发生反应，反应仓内充分反应后经由传送带将反应生成的氢氧化钙和脱水后的尾矿砂传输至分级装置中；反应物和脱水后的尾矿砂粉末先进入到一级分级装置振动筛中，在一级分级装置振动筛中，粗颗粒的尾矿砂粉末先被分离出来，进行包装，一级分级装置分离出的细颗粒中包括氢氧化钙颗粒和未反应完全的氧化钙颗粒及一些细颗粒的尾矿砂粉末，经二级分级装置风选机风选后，各自包装。

优选的，所述搅拌机内搅拌时间为10-30min，转速为2000r/h。

优选的，所述反应仓包括多个。

优选的，所述反应仓底部排出尾矿砂粉末粒径为20-140mu，氢氧化钙的粒径为140-325mu。

本发明的作用原理为：利用氧化钙遇水生成氢氧化钙，一方面在搅拌机内投入干燥的氧化钙粉末，氧化钙粉末吸取含水尾矿砂中的水分进行反应，实现了含水尾矿砂的脱水；另一方面，反应过程中放出大量的热量，也可以起到烘干的作用。反应生成的氢氧化钙粒径大都在140-325mu范围内，而脱水尾矿砂的粒径大都在20-140mu范围内，因此二者可以较轻易的实现筛选分级。

本发明的有益效果在于：1、无需外部施加热能，通过化学反应吸水且放热，实现对含水尾矿砂的脱水及烘干。与现有技术中，通过天然气、电能及煤炭燃烧等方式来提供热能对含水尾矿砂进行脱水的方式相比，本发明中利用生石灰和水反应，生成熟石灰的方式显然更加节能环保，整个过程无额外能源消耗，生成的熟石灰可以继续进行利用，整个工艺过程节能环保。2、最终的生成物包括脱水的尾矿砂和氢氧化钙，对其分别进行包装，可以再次利用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图标记：

1、储矿仓；2、搅拌机；3、绞龙；4、反应仓；5、传送带；6、分级装置；61、一级分级装置；62、二级分级装置；63、粗料排出口；64、细料排出口；7、包装设备。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如说明书附图所示，一种含水尾矿砂的脱水生产线，包括储矿仓1，还包括搅拌机2，所述储矿仓1通过绞龙3连接在搅拌机2的入料口处，所述搅拌机2通过绞龙3连接反应仓4，反应仓4底部通过传送带5连接至分级装置6中，所述分级装置6包括一级分级装置61和二级分级装置62，所述一级分级装置61为振动筛，二级分级装置62为风选机，所述分级装置6连接有包装设备7。

优选的，一级分级装置61包括粗料排出口63和细料排出口64，所述粗料排出口63连接包装设备7，其细料排出口64连接二级分级装置62，二级分级装置62的排料口连接包装设备7。

在搅拌机2内含水尾矿砂和氧化钙被均匀搅拌，混合均匀后的反应物通过绞龙3运送至反应仓4中，反应仓4中氧化钙吸取含水尾矿砂中的水分生成氢氧化钙，该反应需要一定的时间，因此需要设置多个反应仓4，反应物在其中充分反应。根据含水尾矿砂中含水量的多少及氧化钙的添加量，反应时间也有不同，一般情况反应时间在5-24h。反应生成物经由传送带5输送至一级分级装置61和二级分级装置62，其中一级反应装置为振动筛，其实现粗分离过滤，大颗粒的聚结在一起的尾矿砂被遗留在筛上，单独打包；而颗粒较小的氢氧化钙和细粉尾矿砂及未反应完全的氧化钙粉末被筛至筛下，经输送带运送至二级分级装置62风选机中，尾矿砂的粒径较大，密度较大，而氧化钙和氢氧化钙的粒径较小，密度较小，因此，二者可以通过风选筛分，筛分后各自包装即可进行再利用。

显然的，在加工过程中会有粉末逸出，因此需要在搅拌机、分级装置及车间内增加除尘器等，在筛分完成后，为了保证产品粒径的均匀一致，还可以增添研磨设备，这些都属于是本领域中现有技术的常用手段，因此并未赘述。

在该发明中，所述搅拌机只要能实现搅拌功能即可，型号、大小等均不限制，包括输料用的绞龙及传送带均可根据实际情况进行替换。

经实践得知，一种含水尾矿的脱水工艺，储矿仓1内尾矿砂和氧化钙的添加比例大体为(15-25)：1，经均匀混合后，氧化钙可以彻底地将尾矿砂内的水分吸取，当然根据尾矿砂含水量的不同，添加比例也可进行调整。反应时间根据实际情况有所不同，一般5-24h内可以彻底反应并反应热可以较好的释放，实现对尾矿砂的烘干。

本发明的作用原理为：利用氧化钙遇水生成氢氧化钙，一方面在搅拌机2内投入干燥的氧化钙粉末，氧化钙粉末吸取含水尾矿砂中的水分进行反应，实现了含水尾矿砂的脱水；另一方面，反应过程中放出大量的热量，也可以起到烘干的作用。反应生成的氢氧化钙粒径大都在140-325mu范围内，而脱水尾矿砂的粒径大都在20-140mu范围内，因此二者可以较轻易的实现筛选分级。

本发明的有益效果在于：1、无需外部施加热能，通过化学反应吸水且放热，实现对含水尾矿砂的脱水及烘干。与现有技术中，通过天然气、电能及煤炭燃烧等方式来提供热能对含水尾矿砂进行脱水的方式相比，本发明中利用生石灰和水反应，生成熟石灰的方式显然更加节能环保，整个过程无额外能源消耗，生成的熟石灰可以继续进行利用，整个工艺过程节能环保。2、最终的生成物包括脱水的尾矿砂和氢氧化钙，对其分别进行包装，可以再次利用。

以天然气为例，烘干每吨含水尾矿砂需要20-30元/吨，每100吨烘干用天然气费用为2000-3000元，对于一个尾矿砂坑的回收利用只天然气消耗费用即可达到数十万元甚至上百万元。而本发明所述的脱水工艺，减少了该部分的投入。除了其较好的经济效益之外，更重要的是，天然气提供热能必须产生大量的二氧化碳，而本发明所述的脱水工艺，以化学反应为原理基础，一方面以含水尾矿砂中的水分为反应物参与了化学反应，这些水分转化为固体的氢氧化钙，不再以游离的水分子存在，这是该工艺脱水的关键，另一方面该反应为放热反应，会产生的大量的反应热，反应热又可以进一步地将液体水汽化使其变为水蒸气，进一步实现脱水。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。