浮选柱技术在矿山尾矿综合利用中的应用现状

尾矿是在特定选矿工艺条件下，将矿石经过破碎、磨细后，选取有用矿物，随后排放的在当前技术水平下暂无开发利用价值的废弃物，是被放错位置的矿产资源。目前我国尾矿排放量巨大，每年产生约 16 亿 t，截至 2015 年，我国尾矿堆存量达 146 亿t，其中 83% 为选铁、选铜和选金产生的尾矿，尾矿综合利用率仅为 18. 9%。国外对尾矿的综合利用率已达 60% ，一些发达国家对尾矿在内的各种废弃物利用率可达 80% 以上。相比之下我国的尾矿综合利用潜力巨大。国家“十三五”规划明确指出要加强矿产资源节约和管理，大力推进绿色矿山建设，大力发展循环经济，做好工业固废等大宗废弃物的资源化利用，并制定了矿产资源节约与综合利用专项资金，鼓励尾矿资源综合利用。大量的尾矿堆积，不仅浪费资源，而且存在诸多安全隐患和环境污染风险。尾矿直接暴露在地面上，在氧气和降雨的作用下，尾矿中的硫化矿会氧化生成酸性废水，同时会溶出尾矿中的重金属，污染地表和地下水，破坏周边生态环境。如大部分的有色金属尾矿，由于其残留的有色金属和硫化物，是潜在的重金属污染源和酸污染源。并且，关于大量堆积的尾矿导致溃坝等社会安全问题的报道屡见不鲜。因此回收尾矿中有用金属，提高尾矿综合利用率，降低尾矿堆存量，避免环境污染，对企业经济效益和社会安全关系巨大。尾矿资源粒度细，有用组分嵌布关系复杂，因此采用常规浮选机进行回收利用工艺流程长，浮选效率低，生产基建运行成本高，这就导致了一些尾矿资源不能经济地开发利用。浮选柱因其在细粒浮选方面表现的不可比拟的优势，适合尾矿有价组分的回收，其生产投资成本低，浮选性能较好，在细粒尾矿资源有价组分回收上具有广泛的应用前景。浮选柱以其显著的技术优势，在尾矿回收利用和微细粒矿物浮选方面获得广泛应用，但浮选柱应用中仍存在一些问题尚待解决:

(1)气泡发生器在使用石灰高碱度调浆时容易发生结垢堵塞，且气泡发生器在使用过程中易磨损，导致结构发生变化，造成气泡产生的不稳定，从而影响浮选稳定性;

(2) 浮选柱柱体较高，维修控制麻烦;

(3)浮选柱工艺参数，如充气量、液位、泡沫层厚度、淋洗水流量和矿浆浓度等对柱选生产影响较大，易造成生产运行的不稳定;

(4)浮选柱对粗粒级尾矿回收效果较差。

浮选柱今后发展方向:

(1) 优化气泡发生器结构，改良气泡发生器材料性能，使其产生更适合浮选柱生产的气泡群，同时应加强气泡群行为和浮选行为之间的耦合关系研究，提高浮选柱调泡技术。

(2) 浮选柱是朝着大型化、系列化发展的。应加强浮选柱柱体结构对内部流场的影响研究，同时加强矿石性质与浮选柱内部流态的耦合关系研究，生产制造出适应不同性质矿石的针对性、系列性浮选柱。

(3) 复合力场浮选柱的开发利用。结合矿石性质将磁场、离心力场等与浮选柱相结合，进一步提高浮选柱对微细粒物料的分选性能。

(4) 优化浮选柱控制技术。将现有的液位自动控制、充气量自动控制、加药自动控制等与泡沫图像处理技术、在线荧光分析技术相结合，借助模糊控制理论、神经网络控制理论以及遗传算法、粒子群优化算法，建立浮选柱应用专家系统，实现浮选柱无人智能化控制，提高浮选柱控制水平和生产效率。

我国矿山固体尾矿资源巨大，但综合利用率较低，尾矿的大量堆积不仅造成了资源的浪费还具有一定环境污染风险和社会安全隐患。进行尾矿资源二次回收利用符合国家绿色矿山建设要求，随着浮选技术和设备的进步，从尾矿中回收有价组分可以给企业带来良好的经济效益和环境效益。由于尾矿资源大多粒度较细，有价组分含量较低，应用柱浮选技术回收尾矿中有价组分可节省企业投资成本。优化浮选柱气泡发生器结构、优化浮选柱内流场、提高浮选柱控制水平是尾矿柱浮选回收技术发展的方向。