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这个问题，行业内经常被讨论。砂金矿选矿是用水大户，小时处理100方的选厂，每小时耗水几百到上千方。没有可靠的水资源循环方案，要么水源不够被迫减产，要么排水超标被环保叫停。水循环系统到底该怎么设计，才能既保证生产又符合环保？
根据行业普遍情况，砂金矿选矿水资源循环的核心方案是：生产用水经沉淀净化后回用，尾矿脱水带走部分水分，系统补充少量新水维持平衡。具体技术路径为：选厂尾水进入沉淀池，自然沉降去除悬浮物，上清液泵送回高位水箱循环使用；沉淀池底流进入尾矿脱水系统，分离出的水返回沉淀池，干尾矿带走少量水。水循环利用率普遍可达百分之八十五到九十五，吨矿补水量可降到0.2到0.8方。
国内多个砂金项目已成功运行这套方案，既降低了取水成本，又满足了环保排放要求。
沉淀池是水循环的心脏，设计不合理，后续一切无从谈起。
砂金选矿废水的主要特点是悬浮物浓度高，每升含泥砂几十到几百克，颗粒从粗砂到细泥都有。沉淀池的作用就是让这些颗粒在重力作用下沉降下来。设计时需要把握三个关键参数：停留时间、表面负荷、有效容积。
停留时间一般取2到4小时。时间太短，细颗粒来不及沉降就流出去了，回用水浊度高，会干扰重选效果。时间太长，池子太大，投资增加。日处理1000吨的选厂，小时尾水量约1500到2000方，按3小时停留计算，沉淀池总有效容积需要4500到6000方。
表面负荷控制在1到2方每平方米每小时。这个数值决定沉淀池的占地面积。表面负荷越小，沉降效果越好，但占地越大。多数选厂取中间值1.5左右。
沉淀池建议采用三级串联或三级并联加串联的布置方式。一级沉淀池接收原尾矿浆，沉降粗颗粒，底泥直接进入脱水系统。二级沉淀池进一步沉降细颗粒，上清液已经比较清澈。三级沉淀池作为清水池，储存回用水。三级之间用溢流堰或管道连通。一级池需要定期清理底泥，二级池清理频率低一些，三级池基本不用清理。
西北某砂金矿的类似案例显示，采用三级沉淀池后，回用水悬浮物浓度从每升2000毫克降到50毫克以下，完全满足选矿要求。
尾矿脱水是水循环的第二个关键环节。尾矿中夹带的水分如果不回收，就会造成水资源的净流失。
主流脱水设备是水力旋流器加脱水筛组合。尾矿浆用泵送入旋流器，旋流器底流粗颗粒进入脱水筛，筛上产品含水率百分之十五以下，直接堆存；旋流器溢流和脱水筛筛下水返回沉淀池。这个组合的脱水效率高，水回收率可达百分之九十以上。
脱水筛选型时要注意筛缝宽度，一般选0.3到0.5毫米。筛缝太小容易堵，太大则脱水效果差。筛网材质推荐聚氨酯或楔形不锈钢丝，使用寿命长。
水分平衡计算很重要。进入选厂的水包括原矿自带水、洗矿补加水、循环回用水。离开选厂的水包括精矿带出水、尾矿带出水、蒸发损失。水循环系统稳定运行的条件是补水量等于尾矿和精矿带出的水量加上蒸发量。日处理1000吨的选厂，尾矿含水率控制在百分之十五时，每天尾矿带走约150方水；精矿带走少量；蒸发按气候条件一般每天几十方。因此每天需要补充新水约150到250方。
如果补水量大于这个数，说明系统有泄漏或者尾矿脱水效果不好。如果补水量明显小于这个数，可能是尾矿含水率被低估，或者沉淀池有渗漏。
水泵和管道将水从沉淀池送回生产车间，这个环节的能耗和可靠性直接影响循环系统的运行成本。
回水泵通常选用耐磨渣浆泵，因为回用水中仍含有少量细砂。清水泵虽然效率高，但叶轮磨损快。水泵流量按最大小时用水量的1.1倍选，扬程按实际提升高度加管道损失再乘1.2的系数。日处理1000吨的选厂，回水泵流量一般在800到1200方每小时，扬程30到50米。
变频器是回水泵的标配。因为生产用水量不是恒定的，筛分和跳汰的用水量会有波动。变频器根据高位水箱水位自动调节泵的转速和流量，既省电又避免水泵频繁启停。
管道设计要避免急弯和缩颈，减少阻力损失。主回水管道直径通常200到300毫米，材质推荐PE管或钢管内衬橡胶。PE管耐腐蚀、重量轻，但怕紫外线照射，明敷需要做遮阳处理。钢管强度高，但内壁容易结垢，需要定期清理。
管道内流速控制在1.5到2.5米每秒。流速太低，泥砂容易沉积堵塞；流速太高，阻力损失大、磨损快。在管道低点设置排泥阀，高点设置排气阀。
即使最好的循环系统也需要补充新水。补水用于弥补尾矿带走、蒸发和泄漏损失。补水水源可以是河水、井水、收集的雨水或者矿区涌水。
补水的关键是水质。补充水中的悬浮物、硬度、含盐量不能过高。悬浮物过高会增加沉淀池负担；硬度过高容易在管道和设备内结垢；含盐量过高对金属设备有腐蚀。河水一般可以直接补入，井水需要检测硬度，硬度过高需要软化处理。
应急方案不能少。常见突发情况有：沉淀池清淤时无法回水、水泵故障停机、管道爆裂。解决方案包括：设置备用水泵，一用一备或两用一备；沉淀池至少分两格，一格清淤时另一格继续工作；备用水源接口，紧急情况下可从河流或消防水池临时取水；重要管道设旁路，局部故障时可切换。
南方某砂金选厂的类似案例显示，某次暴雨导致河水浑浊无法直接补水，依靠沉淀池的储水和尾矿脱水回收的水，系统维持了三天正常生产。
第一个误区：沉淀池容积越大越好。池子太大，投资和占地都增加，而且长宽比不合适会导致短流和死水区，沉降效果反而不如合理设计的池子。有效容积按2到4小时尾水量设计是最经济的。
第二个误区：回用水可以直接用不需要处理。虽然重选不添加药剂，但回用水中细泥含量高时会影响跳汰机和离心机的分层效果。回用水悬浮物应控制在每升200毫克以下，最好是100毫克以下。达不到这个标准，需要在沉淀池后增加过滤或混凝沉淀。
第三个误区：尾矿脱水越干越好。尾矿含水率从百分之十五降到百分之十，脱水设备的投资和能耗可能要翻倍。多回收的几方水未必划算。一般尾矿干排含水率控制在百分之十二到十八即可。
第四个误区：忽视冬季防冻。北方选厂冬季水系统最容易出问题。沉淀池表面结冰后有效容积减少，管道冻裂后漏水。解决方案：沉淀池设计深度时考虑冰层厚度，一般取1.5到2米；管道埋入冻土层以下或加电伴热；泵房和阀门井设保温。
砂金矿选矿水资源循环，三级沉淀加尾矿脱水是骨架，合理选泵布管是关键，补水应急方案不能少，利用率和浊度两手抓。
