尾矿沉积制造技术

本发明专利技术涉及一种处理来自矿石的粉碎和加工的残渣的方法。该方法包括将加工残渣分级为透水砂部分和尾砂部分，将尾砂部分和砂部分沉积以形成由至少一个隔离墙(14)容纳的多层结构，砂部分形成通过尾矿部分(10)的连续通道(12)，从而允许尾矿和砂中的水通过重力经过砂通道流到排水点(16)，并从排水点回收水(18)。并从排水点回收水(18)。并从排水点回收水(18)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】尾矿沉积


[0001]本专利技术涉及一种从开采的尾矿中回收水并形成稳定地貌的方法。

技术介绍

[0002]在硬岩采矿作业中消耗的大量水，例如用于回收碱金属或贵金属的水，都包含在非常微小的浮选或浸出尾矿中。需要精细研磨以释放矿石中的有价值成分，以达到令人满意的回收率。产生的尾矿被增稠以部分回收水，并且由于增稠的浆料仍处于液化状态，因此被水力沉积在称为尾矿储存设施(TSF)的专门建造的大坝中。
[0003]尾矿颗粒的直径通常小于150微米，并且由于它们的低渗透性，不容易排出或过滤以去除夹带的水。
[0004]即使在实施尾矿过滤的情况下，过滤产品的堆放和储存也可能存在问题，因为过滤后的尾矿难以处理且缺乏结构完整性。过滤和机械堆放都是高成本操作，并且仍然会产生在许多地貌中仍然难以储存的残留物。
[0005]因此，硬岩采矿业(例如铜或金或铂族金属(PGM)或其他碱金属)的两个长期目标是首先回收尾矿中消耗的水，其次是寻找一种低成本的方法将尾矿以干和稳定的形式堆放。
[0006]农业、建筑和土地稳定行业长期以来一直使用芯吸(wicking)的概念来脱水低导水率的土壤。
[0007]通过在排水不良的土壤中插入一层连续的较高导水率材料来创建芯式排水管(垂直和横向)，以允许水从低导水率土壤区域转移到更多孔的排水管，从那里它可以流到可以排放的地方。大多数芯式排水管使用包裹在中心多孔芯周围的透水土工织物，以使水从饱和土壤中选择性地流入多孔芯。
[0008]砂也被用作芯吸材料(通常称为法国排水管)，因为它具有很高的导水率(比排水不良的土壤高约2个数量级)。砂通道实现了从低电导率土壤(例如粘土)稳定地排放到砂井(sand drain)中，从那里它可以流到脱水点。不饱和砂的芯吸作用看起来将水从周围的饱和土壤中“抽出”。
[0009]对于矿山尾矿的脱水，可以应用类似的芯吸原理。
[0010]然而，矿山尾矿的尺寸分布使得它们的导水率较低(通常为10^
‑
4至10^
‑
6厘米/秒)，因此，当以任何大体积存在时，“永久”保持在饱和度以上；如果施加外部压力，可能出现尾矿液化的含水量。
[0011]沉降尾矿的最终含水量通常约为每吨尾矿0.5
‑
0.55m3水。
[0012]事实上，在许多行政辖区，官方坚持在尾矿储存设施(TSF)的底部和侧面安装不透水衬层，以防止水从TSF持续泄漏到周围环境中。
[0013]由于所涉及的体积，用于容纳采矿残渣的TSF的隔离墙的偶尔故障可能是灾难性的。此类故障已造成生命损失和大规模环境破坏。
[0014]利用使用土工织物材料的垂直芯排水管对尾矿进行脱水的概念已成功试验用于
加固历史尾矿，以便重新安置部分干燥的材料(Proceedings Tailings and Mine Waste 2015Vancouver,BC，2015年10月26日至28日)。然而，在大型尾矿储存设施中以1
‑
3米的间距安装非常大量的垂直芯排水管的成本令人望而却步。每个传统土工织物芯排水管的材料成本很高，每个排水管的放置成本也是如此。
[0015]与尾矿储存中的芯排水概念最接近的商业应用是一层砂或工程排水通道，它们通常放置在TSF底部的衬层上，以使水能够横向转移到脱水泵位置。然而，在更长的时间段上，TSF从大坝底部砂子中的有效脱水率是有限的。由于上覆尾矿的许多米的导水率低，并且空气无法进入置换尾矿中包含的水，因此只有与这些排水通道相邻的几米脱水。
[0016]因此，芯吸并未在整个采矿业中取得进展，即使在那些可回收的水具有重要价值的TSF位置也是如此。
[0017]正如Bentley等人(US3767050A)所请求保护的，提供高渗透层以帮助位于上方的较薄的低渗透尾矿层脱水的类似概念是带式过滤。通过将尾矿放置在下面的砂层上，可以加速低渗透尾矿浆的过滤。
[0018]在另一个类似的概念中，Ren等人(US 9188389 B2)通过重力将连续平行的多层细油砂尾矿分布在另一种渗透率较高的基础材料(例如从油砂精炼过程中获得的砂)的层上，以增加细尾矿的结构完整性。。
[0019]为了保持这些平行的多层的尾矿和砂(它们通过重力在一个扩展区域上水力沉积并流动)，在沉积之前对相应的浆料进行化学处理。这种化学处理与砂和尾矿部分的搁浅角度相匹配，以保持结构的两个部分的均匀深度，并使该角度与计划沉积的地貌坡度相匹配。该搁浅角通常大于1％，上限和下限受到通过相应浆料的化学改性可实现的调整的限制。层状结构中可达到的层厚度通常小于1m，并受到在添加下一层之前达到所需剪切强度所需的阈值脱水时间的限制。在此阈值脱水时间内，较高渗透性的层部分排水，提供可用于使覆盖的低渗透性层部分脱水的不饱和底部，从而提高复合结构的剪切强度。
[0020]此外，正在开发粗选矿技术以剔除粗粒度的脉石。这些粗选矿技术包括粗颗粒浮选(CPF)和非常粗的CPF残渣浸出等技术，以将矿石的有价值成分以更粗的研磨尺寸回收成更浓缩的形式。
[0021]这种来自CPF或砂堆浸出(SHL)的残余砂具有与常规尾矿相似的金属含量，因此被指定用于永久丢弃而不是更细的粉碎。这种在不牺牲回收率的情况下生产粗渣的能力为从所得砂渣中部分回收水开辟了选择。例如，使用CPF增加研磨粒度会产生单独的脉石流，它可以作为高渗透性、自由排水的砂渣沉积。
[0022]CPF砂渣可以单独堆放并排干以脱水至90％左右的固体(WO2017/195008)，或者与一定比例的常规尾矿混合以将尽可能多的尾矿混入砂中，同时仍保持堆积稳定性(WO2018/234880)。
[0023]由于CPF回收仍然依赖于有价值矿物的部分暴露和研磨过程中脉石的释放，因此只有在矿石被磨碎成小于中等砂的尺寸(通常约为3
‑
500微米)时，才会发生所需矿物的充分暴露。当尺寸分布的上限是在CPF中可以实现高回收率的这个尺寸时，大约50％
‑
70％的研磨矿石已经被研磨到与常规尾矿一致的尺寸。因此，即使利用在WO2018/234880中要求的CPF砂和尾矿的混合，也必须牺牲回收率以实现自由排水混合，或者只能通过混合实现尾矿的部分处置。因此，尾矿的储存问题仍然存在。

技术实现思路

[0024]本专利技术涉及一种处置矿石粉碎和加工残渣的方法，包括以下步骤：
[0025]将加工残渣分为透水砂部分和尾矿部分；
[0026]沉积尾矿部分和砂部分以形成由至少一个隔离墙容纳的多层结构，其中砂部分形成通过尾矿部分的连续通道，以允许尾矿和砂中包含的水通过重力流过砂通道并到达排水点；和
[0027]从排水点回收水。
[0028]隔离墙是人造或天然屏障，由可渗透或不可渗透的材料构成，其容纳沉积的尾矿层，以便随后放置砂通道和使尾矿层脱水。
[0029]一旦沉积，砂通道就会被一层水力沉积的尾矿覆盖。
[0030]砂部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种来自矿石粉碎和加工的残渣的处理方法，包括以下步骤：将加工残渣分为透水砂部分和尾矿部分；沉积尾矿部分和砂部分以形成由至少一个隔离墙容纳的多层结构，其中砂部分形成通过尾矿部分的连续通道，以允许尾矿和砂中包含的水通过重力经过砂通道流到排水点；和从排水点回收水。2.根据权利要求1所述的方法，其中，一旦沉积，砂通道就被一层水力沉积的尾矿覆盖。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述砂部分包括p80大于150微米的砂颗粒。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述砂部分包括p80大于300微米的砂颗粒。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述砂部分包括p80大于400微米的砂颗粒。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述砂部分是自由排水的。7.根据权利要求6所述的方法，其中水通过重力从所述砂部分排出，以形成不饱和砂。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述不饱和砂含有小于15wt％的水。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述尾矿部分包括p80小于200微米的颗粒。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述尾矿部分包括p80小于150微米的颗粒。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述尾矿部分具有在30wt%和70wt%之间的水含量。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在沉积之前用化学添加剂处理所述尾矿部分，以产生更具渗透性的尾矿层，或改变自然搁浅角。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中至少50％的砂渣处于0.1至1mm的粒度范围内。14.根据权利要求13所述的方法，其中至少70％的砂渣处于0.1至1mm的粒度范围内。15.根据权利要求14所述的方法，其中至少90％的砂渣处于0.1至1mm的粒度范围内。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述砂渣包含少于25%的小于0.75mm的材料。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述砂渣包含少于15％的小于0.75mm的材料。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述砂渣包含少于10％的小于0.75mm的材料。19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中位于所述结构的水回收端处的隔离墙是透水的，并且水通过所述墙从所述排水点排出。20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，其中在所述结构的水回收端处的隔离墙是不透水的，并且通过从中心排水点泵送以将水从所述结构中去除。21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述结构的沉积端处或通过与空气连接的任何其他手段，为所述砂通道提供空气进入点。22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述砂通道如此放置，使得从尾矿中的任何点到最近的砂通道的最大距离小于10米。23.根据权利要求22所述的方法，其中砂通道如此放置，使得从尾矿中的任何点到最近的砂通道的最大距离小于10米，优选小于3米，甚至更优选小于2米。24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述砂通道如此放置，使得从尾矿中的任何点到最近的砂通道的最大距离小于3米。
25.根据权利要求24所述的方法，其中砂通道如此放置，使得从尾矿中的任何点到最近的砂通道的最大距离小于2米。26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中砂通道垂直和横向连接，以在尾矿内形成可渗透通道的3维矩阵。27.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述尾矿部分被水力沉积，以提供约0.5％至2％的搁浅角。28.根据权利要求27所述的方法，其中所述尾矿部分被水力沉积，以提供约0.5％至1％的搁浅角。29.根据权利要求28所述的方法，其中所述尾矿部分被水力沉积，以提供约0.5％的搁浅角。30.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述砂部分和尾矿部分依次分层沉积，以形成1至10m厚的尾矿层和平均0.05至2m厚的砂通道。31.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述砂通道的厚度在0.05至2m之间。32.根据权利要求31所述的方法，其中所述砂通道的厚度在0.2至1m之间。33.根据权利要求32所述的方法，其中所述砂通道的厚度在0.3至0.7m之间。34.根据权利要求1至29中任一项所述的方法，其中将所述砂部分沉积成间隔开的离散排，并且将尾矿部分依次分层沉积，以形成1至10m厚的尾矿层和0.05至2m厚且间隔2至10m的砂通道。35.根据权利要求34所述的方法，其中将所述砂部分沉积成间隔开的离散排，并且将尾矿部分依次分层沉积，以形成1至10m厚的尾矿层和0.05至1m厚且间隔2至5m的砂通道。36.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中沉积砂，以在上砂通道和下砂通道之间的尾矿层中形成垂直芯吸排水管。37.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使用砂来建造内部和外部沙堤，并且将所述堤细分以形成单独的隔离围场，然后通过尾矿的水力沉积将每个围场填充到适当的高度，允许水排入下面的砂通道，并通过可渗透的沙堤排出到集水点。38.根据权利要求37所述的方法，其中在层沉积期间的任何时间，只有顶部的3个尾矿层被水饱和。39.根据权利要求37所述的方法，其中在层沉积期间的任何时间，只有顶部的两个尾矿层被水饱和。40.根据权利要求37所述的方法，其中在层沉积期间的任何时间，只有顶部的一个尾矿层被水饱和。41.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述砂通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼，
申请(专利权)人：英美资源技术与可持续发展服务有限公司，
类型：发明
国别省市：