一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法技术

本发明专利技术公开了一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，采用在平地四边干堆筑坝、中间排尾矿方式或者选择在山体旁三边干堆筑坝、中间排尾矿方式，将尾矿干堆场的每一边分为4~10层空间区域，每层空间区域长度80~200m、宽度L=40~60m；在第一层空间区域两侧分别堆筑外侧基础拦挡坝（1）及内侧拦挡坝（4），在其它层空间区域两侧分别堆筑外侧尾矿拦挡坝（2）及内侧拦挡坝（4），在每一层空间区域内铺设透水性土工材料（5），并将浓缩至重量浓度为60±2%的、添加尾矿固化剂的尾矿浆排放至已铺设透水性土工材料（5）的该空间区域内，分层、分区域堆置。本发明专利技术方法缩短了堆场和选矿厂的距离，降低了尾矿输送成本，节省了尾矿坝建设投资和时间，适应性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种尾矿干堆方法，尤其是涉及一种能够在平地或山体旁对细粒尾矿进行固化干堆的方法，是一种新型的尾矿处置技术，特别适用于我国南方多雨地区干堆处置细粒尾矿。
技术介绍
目前,国内的绝大多数尾矿还是采用湿式排放，即建设尾矿库，采用尾矿库储存尾矿。根据2012年统计，我国有尾矿库12000多座，尾矿堆存总量已超100多亿吨，每年新增尾矿10多亿吨，其中大多排向尾矿库堆存。这种处理办法虽然方便，但同时带来了种种弊端。首先，尾矿库需要大面积的场地，而且用泵、管道组成庞大尾矿水力输送系统，其动力、设备材料消耗高，造成尾矿输送和处理费用过高；其次，由于土地资源越来越紧张，征地的费用越来越高，导致尾矿库的基础建设费用占整个采选企业费用的比例越来越大，且尾矿库的日常维护和运营也需消耗大量的资金；再次，尾矿中残留的选矿药剂，尤其是含重金属的尾矿对生态环境的影响非常严重；最后，尾矿库存在很大的安全隐患，这是悬在每一个厂矿企业心头的大事。传统水力冲填法尾矿库内浸润线位置始终较高,对坝坡安全稳定不利。近年来尾矿坝失事的最主要因素即是尾矿库内水管理的不到位,例如山西襄汾9.8新塔矿业有限公司尾矿库溃坝事故,除了造成严重人员和财产损失,还对下游生态环境造成了毁灭性的影响。近年来，随着尾矿浓缩、固化等技术研究日趋成熟，尾矿干堆技术也在快速发展。如适用于较粗尾矿的机械压滤干堆技术，用于较细尾矿的真空压滤干堆技术，多段浓密膏体干堆技术，适用于小型矿山的沉淀池自然浓缩干堆技术等。尾矿储存方式由筑坝式排放改为干式堆存排放，库内无存水，避免了溃坝、漫坝、垮坝事故的发生，从而解决尾矿堆存的安全性问题；干排干堆还可节省大量的山地、林地甚至耕地，为国家节省大量的土地资源。目前国内关于尾矿干堆堆存的方法很多，如《矿业工程》2011年10月第5期介绍了一种“尾矿干堆处理技术”，其采用的尾矿干堆关键技术是：选矿厂产生的尾矿浆,经浓缩机浓缩,再经渣浆泵送入压滤车间搅拌槽,经压滤渣浆泵喂料、压滤机压滤,充分挤压后形成片状的尾渣饼,重量浓度达到80%以上,含水量仅约20%。尾矿滤饼经带式运输机运输,将其分层堆存在尾矿干堆场中。压滤的出水进入沉淀池,沉淀池上部清水溢流进入清水池,清水池中的清水由水泵加压供选厂生产用。沉淀池底流细粒尾矿浆经液下渣浆泵压力输送至搅拌槽,再次进入压滤流程。该尾矿压滤干堆技术在实际工程中应用后，日处理量可达5000t，实现了尾矿干堆，并带来了一定的经济效益、环境效益和安全效益，但由于该技术设计的尾矿干堆场仍然需要建设拦砂坝、溢洪道、渗滤水收集系统、水质监测井等设施，而且压滤技术对细粒度尾矿的处理量小，建设与运营成本较高，不适合在平地对细粒尾矿进行大规模干堆应用。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是针对现有技术存在的上述问题，而提供一种适应性强、适于在工业上应用的适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，该方法可以提高固结强度并缩短固结周期，并能够解决南方多雨地区进行尾矿干堆问题。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法采用的技术解决方案是：本专利技术一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法采用以下工艺：1）尾矿干堆场场址选择、尾矿特性分析及尾矿固化剂选择①尾矿干堆场场区及尾矿特性调查、分析：对尾矿干堆场场区所在位置的地基承载力、基础水文地质进行调查、分析，通过技术、经济比较确定细粒尾矿干堆场的最优场址；对选矿厂产出的尾矿浆的尾矿重量浓度、流速进行调查，对尾矿特性进行分析，包括尾矿粒度、矿物组成，以便选择合适的尾矿固化剂材料；②尾矿固化剂选择：在对尾矿特性进行调查、分析的基础上，通过试验确定合适的尾矿固化剂；2）尾矿干堆场设计①在对尾矿干堆场场区地基调查与研究基础上，确定尾矿干堆的总高度；根据设计的尾矿堆存量确定尾矿干堆场占地面积；②采用在平地四边干堆筑坝、中间排尾矿方式或者选择在山体旁三边干堆筑坝、中间排尾矿方式，根据尾矿干堆场占地面积及尾矿排放流量将尾矿干堆场的每一边分为4~10层空间区域，每层空间区域长度80~200m、宽度L=40~60m；在最底部的第一层空间区域两侧设计采用堆石、粘土或尾矿分别堆筑高h=1.0~2.0m、顶宽b=1.0~1.5m、内外坡比a=1:1.5~1:3.0的外侧基础拦挡坝及内外坡比为1:1.5~2.0的内侧拦挡坝；3）尾矿浓缩：将选矿厂产生的尾矿浓缩至重量百分浓度为55%~68%的高浓度尾矿浆，其中以58%~62%的重量百分浓度为优；4）固化剂添加：将浓缩后的高浓度尾矿浆导入尾矿搅拌机中，将第1）步中选择的尾矿固化剂加入到尾矿搅拌机中，经过充分搅拌均匀。所述的尾矿固化剂的主要成分为水泥、粉煤灰、石灰，三者的重量比为1.0:（2.0~6.0）:（1.0~3.0），尾矿固化剂添加量为每立方米尾矿浆中添加35~60千克尾矿固化剂。也可以选择市场上销售的尾矿固化剂，如WPA尾矿固化剂、高浓度胶结充填尾矿固化剂。5）在最底部的第一层空间区域内铺设透水性土工材料，并将第4）步中搅拌均匀的尾矿浆排放至已铺设透水性土工材料的该空间区域内，待尾矿浆自然沉淀填满后，利用尾矿在该空间区域外上侧堆积一个外侧尾矿拦挡坝，外侧尾矿拦挡坝的坝体高h=1.0~2.0m、顶宽b=1.0~1.5m、内外坡比a=1:1.5~1:3.0，将透水性土工材料包裹缝制起来，形成土工织物复合尾矿固结体，并最终完成第一层土工织物复合尾矿固结体的铺设；然后向堆场中部区域排放尾矿浆，填满并自然沉淀至第一层高度。当外侧基础拦挡坝、内侧拦挡坝采用堆石堆筑时，所述的外侧基础拦挡坝内外坡比为1:1.5~1:1.25，内侧拦挡坝的内外坡比为1:1.5~1:2.0；当外侧基础拦挡坝、内侧拦挡坝皆采用粘土堆筑时，所述的外侧基础拦挡坝内外坡比为1:2.0~1:3.0，内侧拦挡坝的内外坡比为1:1.5~1:2.0。在第一层土工织物复合尾矿固结体的固结强度≥0.2Mpa后，接着进行第二层土工织物复合尾矿固结体的铺设：在第二层空间区域内侧的堆场中部区域上利用堆石、粘土或尾矿堆筑高h=1.0~2.0m、顶宽b=1.0~1.5m内外坡比为1:1.5~2.0的内侧拦挡坝，在第二层空间区域内铺设透水性土工材料，并将第4）步中搅拌均匀的尾矿浆排放至已铺设透水性土工材料的该空间区域内，待尾矿浆自然沉淀填满后，利用尾矿在该空间区域外上侧堆积一个外侧尾矿拦挡坝，外侧尾矿拦挡坝的坝体高1.0~2.0m、顶宽1.0~1.5m、内外坡比1:1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其特征在于采用以下工艺：1）尾矿干堆场场址选择、尾矿特性分析及尾矿固化剂选择①尾矿干堆场场区及尾矿特性调查、分析：对尾矿干堆场场区所在位置的地基承载力、基础水文地质进行调查、分析，通过技术、经济比较确定细粒尾矿干堆场的最优场址；对选矿厂产出的尾矿浆的尾矿重量浓度、流速进行调查，对尾矿特性进行分析，包括尾矿粒度、矿物组成；②尾矿固化剂选择：在对尾矿特性进行调查、分析的基础上，通过试验确定合适的尾矿固化剂；2）尾矿干堆场设计①在对尾矿干堆场场区地基调查与研究基础上，确定尾矿干堆的总高度；根据设计的尾矿堆存量确定尾矿干堆场占地面积；②采用在平地四边干堆筑坝、中间排尾矿方式或者选择在山体旁三边干堆筑坝、中间排尾矿方式，根据尾矿干堆场占地面积及尾矿排放流量将尾矿干堆场的每一边分为4~10层空间区域，每层空间区域长度80~200m、宽度L=40~60m；在最底部的第一层空间区域两侧设计采用堆石、粘土或尾矿分别堆筑高h=1.0~2.0m、顶宽b=1.0~1.5m、内外坡比a=1:1.5~1:3.0的外侧基础拦挡坝（1）及内外坡比为1:1.5~2.0的内侧拦挡坝（4）；3）尾矿浓缩：将选矿厂产生的尾矿浓缩至重量百分浓度为55%~68%的高浓度尾矿浆；4）固化剂添加：将浓缩后的高浓度尾矿浆导入尾矿搅拌机中，将第1）步中选择的尾矿固化剂加入到尾矿搅拌机中，经过充分搅拌均匀；5）在最底部的第一层空间区域内铺设透水性土工材料（5），并将第4）步中搅拌均匀的尾矿浆排放至已铺设透水性土工材料（5）的该空间区域内，待尾矿浆自然沉淀填满后，利用尾矿在该空间区域外上侧堆积一个外侧尾矿拦挡坝（2），外侧尾矿拦挡坝（2）的坝体高h=1.0~2.0m、顶宽b=1.0~1.5m、内外坡比a=1:1.5~1:3.0，将透水性土工材料（5）包裹缝制起来，形成土工织物复合尾矿固结体（3），并最终完成第一层土工织物复合尾矿固结体（3）的铺设；然后向堆场中部区域（6）排放尾矿浆，填满并自然沉淀至第一层高度；在第一层土工织物复合尾矿固结体（3）的固结强度≥0.2Mpa后，接着进行第二层土工织物复合尾矿固结体（3）的铺设：在第二层空间区域内侧的堆场中部区域（6）上利用堆石、粘土或尾矿堆筑高h=1.0~2.0m、顶宽b=1.0~1.5m内外坡比为1:1.5~2.0的内侧拦挡坝（4），在第二层空间区域内铺设透水性土工材料（5），并将第4）步中搅拌均匀的尾矿浆排放至已铺设透水性土工材料（5）的该空间区域内，待尾矿浆自然沉淀填满后，利用尾矿在该空间区域外上侧堆积一个外侧尾矿拦挡坝（2），外侧尾矿拦挡坝（2）的坝体高h=1.0~2.0m、顶宽b=1.0~1.5m、内外坡比a=1:1.5~1:3.0，将透水性土工材料（5）包裹缝制起来，形成土工织物复合尾矿固结体（3），并最终完成第二层土工织物复合尾矿固结体（3）的铺设；然后继续向堆场中部区域（6）排放尾矿浆，填满并自然沉淀至第二层高度；以此类推，直至完成最上一层土工织物复合尾矿固结体（3）的铺设，最终完成堆场后期堆积区域（7）的尾矿堆筑工作。...

【技术特征摘要】
1.一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其特征在于采用以下工艺：
1）尾矿干堆场场址选择、尾矿特性分析及尾矿固化剂选择
①尾矿干堆场场区及尾矿特性调查、分析：对尾矿干堆场场区所在位置的地基承载力、
基础水文地质进行调查、分析，通过技术、经济比较确定细粒尾矿干堆场的最优场址；对选
矿厂产出的尾矿浆的尾矿重量浓度、流速进行调查，对尾矿特性进行分析，包括尾矿粒度、
矿物组成；
②尾矿固化剂选择：在对尾矿特性进行调查、分析的基础上，通过试验确定合适的尾矿
固化剂；
2）尾矿干堆场设计
①在对尾矿干堆场场区地基调查与研究基础上，确定尾矿干堆的总高度；根据设计的
尾矿堆存量确定尾矿干堆场占地面积；
②采用在平地四边干堆筑坝、中间排尾矿方式或者选择在山体旁三边干堆筑坝、中间
排尾矿方式，根据尾矿干堆场占地面积及尾矿排放流量将尾矿干堆场的每一边分为4~10层
空间区域，每层空间区域长度80~200m、宽度L=40~60m；在最底部的第一层空间区域两侧设
计采用堆石、粘土或尾矿分别堆筑高h=1.0~2.0m、顶宽b=1.0~1.5m、内外坡比a=1:1.5~1:
3.0的外侧基础拦挡坝（1）及内外坡比为1:1.5~2.0的内侧拦挡坝（4）；
3）尾矿浓缩：将选矿厂产生的尾矿浓缩至重量百分浓度为55%~68%的高浓度尾矿浆；
4）固化剂添加：将浓缩后的高浓度尾矿浆导入尾矿搅拌机中，将第1）步中选择的尾矿
固化剂加入到尾矿搅拌机中，经过充分搅拌均匀；
5）在最底部的第一层空间区域内铺设透水性土工材料（5），并将第4）步中搅拌均匀的
尾矿浆排放至已铺设透水性土工材料（5）的该空间区域内，待尾矿浆自然沉淀填满后，利用
尾矿在该空间区域外上侧堆积一个外侧尾矿拦挡坝（2），外侧尾矿拦挡坝（2）的坝体高h=
1.0~2.0m、顶宽b=1.0~1.5m、内外坡比a=1:1.5~1:3.0，将透水性土工材料（5）包裹缝制起
来，形成土工织物复合尾矿固结体（3），并最终完成第一层土工织物复合尾矿固结体（3）的
铺设；然后向堆场中部区域（6）排放尾矿浆，填满并自然沉淀至第一层高度；
在第一层土工织物复合尾矿固结体（3）的固结强度≥0.2Mpa后，接着进行第二层土工
织物复合尾矿固结体...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪斌，秦柯，汪良峰，朱君星，周玉新，杨胜强，
申请(专利权)人：中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司，华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34