砂锡矿选矿是个用水大户。传统工艺每处理一吨原矿需要三到五吨水，一个日处理五百吨的选厂，每天用水量一千五百到两千五百吨。这些水大部分随尾矿排走，新水补充量巨大。水资源费越来越高，环保政策越来越严，缺水地区想拿这么多水指标都拿不到。水资源循环利用不是可选项，是必选项。今天把砂锡矿选矿厂的水资源循环利用方案从头到尾讲清楚。包括用水分析、循环流程设计、设备配置、水质管理、投资回报，以及几种不同规模的具体方案。
选厂的水都去哪了
先搞清楚水是怎么用掉的。砂锡矿选厂的用水点主要有几个。洗矿机需要大量冲洗水，把泥巴从矿石上冲下来。这部分用水量最大，占总用水量的百分之四十到六十。重选设备需要水作为介质，螺旋溜槽、跳汰机、摇床都需要连续供水。这部分占百分之二十到三十。管道冲洗和设备清洗占百分之五到十。还有一部分水蒸发损耗或者渗漏损失。
水流失的途径也有几个。精矿带走的水分，一般百分之十到十五。尾矿带走的水分是大头，湿排尾矿的含水率百分之三十到五十，大部分水都随尾矿进了尾矿库。蒸发和渗漏损失，露天水池和尾矿库的水面蒸发，以及管道和池体的渗漏。这三部分加起来，就是需要补充的新水量。
循环利用的目标是把新水补充量降到最低。理想状态下，吨矿新水补充量可以降到零点五到一吨，水循环利用率达到百分之八十到九十。
三级循环体系设计
水资源循环利用不是简单的把水接回来再用，而是建立分级分质的循环体系。不同工段对水质的要求不同，不同来源的回水水质也不同。把水质要求高的工段用干净的水，水质要求低的工段用差一点的水，这样最经济。
一级循环是工段内部的小循环。洗矿机的冲洗水可以部分循环使用。圆筒洗矿机的筛下水含泥量高，不能直接回用，但可以经过简单沉淀后用于槽式擦洗机的补充水。擦洗机对水质要求不高，含泥量百分之五以下都能用。螺旋溜槽的尾矿水相对干净，可以直接回到螺旋溜槽的给料端重复使用。摇床的尾矿水也比较干净，可以回到摇床的冲洗水系统。
一级循环的优点是管道短、泵送成本低、回水及时。缺点是循环范围小，水量平衡难做。一般作为辅助手段，配合大循环使用。
二级循环是工段之间的中循环。重选工段的尾矿水经过简单处理后，送到洗矿工段使用。重选尾矿水的固含量一般在百分之一到三，经过沉淀池沉降一小时后，固含量可以降到百分之零点五以下。这个水质对洗矿机来说完全可以用。洗矿工段的排水经过旋流器脱泥后，清水可以回到重选工段。洗矿排水经过旋流器处理，溢流水质较好，固含量百分之零点三以下，可以用于摇床和螺旋溜槽的补充水。
二级循环的管道比一级循环长，需要泵送，但循环范围大，水量平衡更容易。
三级循环是全厂的大循环。所有工段的排水最终都进入尾矿处理系统。尾矿经过浓密机、旋流器、压滤机处理后，出来的水是相对干净的。浓密机的溢流水固含量在百分之零点一到零点三，完全可以作为全厂的补充水。压滤机的滤液更干净，固含量百分之零点一以下，可以用于对水质要求最高的摇床冲洗水。
三级循环是水循环利用的主力，循环水量最大，回水水质最好。缺点是投资大，需要建设浓密机、沉淀池、回水泵站等设施。
回水处理的技术方案
不同来源的回水水质不一样，处理方法也不同。
螺旋溜槽和摇床的尾矿水，固含量低、粒度细，不需要特殊处理，直接收集到回水池就能用。这些水占总排水量的百分之三十到四十。
洗矿机的排水，固含量高、含泥量大，需要经过沉淀或者旋流器处理。最简单的办法是排入沉淀池，自然沉降两到四小时。沉淀池可以是土池铺防渗膜，也可以是钢混结构的水池。沉淀池的溢流清水进入回水池，底泥定期清理。沉淀池的缺点是占地面积大，清理底泥费人工。用旋流器处理更高效，占地面积小，可以连续运行。一组旋流器的溢流可以直接回用，底流进入尾矿系统。
尾矿浓密机的溢流水质最好，可以直接回用。浓密机的直径根据处理量来定，日处理五百吨的选厂用直径六到十米的浓密机就够了。浓密机需要加絮凝剂加速沉降，聚丙烯酰胺的用量每吨干矿五到十五克。浓密机的底流浓度可以达到百分之四十到五十，进入压滤机进一步脱水。
压滤机的滤液非常干净，固含量低于百分之零点一。这种水可以用于对水质要求最高的环节，比如摇床的冲洗水。压滤机可以是板框压滤机或者带式压滤机，根据尾矿量选型。
回水池的设计很关键。回水池的容积要按一到两小时的用水量设计，保证用水高峰期不断水。日处理五百吨的选厂，小时用水量约一百到一百五十立方米，回水池容积一百五十到三百立方米。回水池要设两个，一个进水沉淀，一个出水回用，交替使用。
水质管理
循环水的水质不是一成不变的。随着循环次数增加，水中的细泥和可溶性盐分会逐渐积累。细泥积累会影响重选效果，盐分积累会腐蚀设备。所以水质管理很重要。
细泥含量的控制指标是固含量低于百分之三。超过这个值，螺旋溜槽和摇床的分选效果会明显下降。检测方法是用比重瓶或者浓度壶，每班测一次回水池的水样。固含量超标时，需要增加沉淀时间或者加强絮凝剂投加。
可溶性盐分的控制指标是总溶解固体低于每升两克。盐分主要来自原矿中的可溶性盐类和补水的盐分。海滨砂矿的盐分问题更突出。盐分积累到一定程度，需要用淡水置换一部分循环水。每月排掉百分之十到二十的循环水，补充等量淡水。
pH值的控制也很重要。偏酸或者偏碱都会腐蚀设备。砂锡矿选厂的循环水一般偏中性，pH值六到八。如果偏离了这个范围，需要加酸或者加碱调节。
微生物和藻类会在回水池中生长，堵塞管道和喷头。夏季这个问题更严重。可以定期在回水池中投加少量杀菌剂，或者在池中养鱼控制藻类。更简单的办法是在水池上方加盖遮阳网，减少阳光直射。
几种规模的具体方案
日处理一百吨的小型线。水资源循环方案可以简化。用一个小型沉淀池，容积五十到一百立方米。洗矿排水和重选尾矿水都排入沉淀池，自然沉降两到四小时。上清液用泵打回高位水箱，底泥定期用挖掘机清理。不需要浓密机和压滤机，投资省。缺点是底泥含水率高、清理频繁。吨矿新水补充量约一到两吨。设备投资约三到五万。
日处理五百吨的中型线。需要比较完整的循环系统。配置一个容积三百到五百立方米的沉淀池，一台直径八到十米的浓密机，一台板框压滤机。洗矿排水先进入沉淀池，溢流进回水池。重选尾矿水直接进浓密机，加絮凝剂沉降。浓密机溢流进回水池，底流进压滤机压成滤饼。吨矿新水补充量约零点五到一吨。设备投资约三十到五十万。
日处理一千吨以上的大型线。需要完整的循环系统。配置两组浓密机，直径十五到二十米。尾矿经旋流器分级后，粗粒底流进脱水筛干排，细粒溢流进浓密机。浓密机底流进高压板框压滤机或者陶瓷过滤机。所有回水收集到回水池，用变频泵送到各用水点。吨矿新水补充量约零点三到零点八吨。设备投资约一百五十到两百五十万。
投资回报分析
水资源循环利用系统需要投资，但回报也快。以一个日处理五百吨的中型选厂为例。
不搞循环利用，吨矿新水用量四吨，日用水量两千吨，水价按每吨两元计算，日水费四千元，年生产三百天，年水费一百二十万元。搞了循环利用后，吨矿新水补充量降到一吨，日新水用量五百吨，日水费一千元，年水费三十万元。每年节省水费九十万元。
循环系统的投资。沉淀池和回水池建造费约八万，浓密机约十五万，压滤机约十二万，泵和管道约五万，合计约四十万。年节省水费九十万元，投资回收期约五到六个月。这还没算减少的排污费和环保风险。
如果当地水资源费更高，或者取水指标受限，循环利用的价值更大。有些缺水地区，水价高达五到八元每吨，投资回收期更短。
运行管理要点
水资源循环利用系统的运行管理比一次性用水要精细。
水量平衡要每天核算。记录新水补充量、回用水量、精矿带水量、尾矿带水量、蒸发渗漏量。水量不平衡说明有漏水或者计量不准，要及时排查。建立水量台账，每月汇总分析。
絮凝剂投加要精确。絮凝剂太少，沉降效果差，回水水质不好。絮凝剂太多，浪费药剂，而且可能影响回水的化学性质。通过浓密机溢流的浊度来调整投加量，浊度高了多加，浊度低了少加。
沉淀池和浓密机要定期清理。底泥积累多了会占用有效容积，影响沉降效果。根据泥量大小，每一到三个月清理一次。清理出来的底泥可以运到尾矿库，也可以作为复垦用土。
管道和喷头要定期检查。循环水中的细泥会慢慢沉积在管道和喷头里，造成堵塞。每班检查喷头的出水情况，发现堵塞及时清理。定期冲洗管道，把沉积的细泥冲出来。
水质要定期化验。每星期取一次回水样，化验固含量、盐分、pH值。发现指标超标及时调整处理工艺。建立水质档案，跟踪水质变化趋势。
砂锡矿选矿厂的水资源循环利用，技术路线清晰，投资回收期短，环保效益明显。三级循环体系，工段内部小循环、工段之间中循环、全厂大循环，层层利用，把水的价值榨干。回水处理根据水质分级处理，好水用好设备出，差水用简单方法出。水质管理要盯紧固含量、盐分、pH值三个指标。不同规模的选厂可以选用不同配置，小厂用沉淀池就够了，大厂要上浓密机和压滤机。水循环系统不是成本，是投资。省下的水费、避免的环保罚款、拿到的绿色矿山补贴，几年下来就是一笔大账。
