CN101845817B - 一种平地型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对平地型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法，在新边界四周修建截水沟（1）；在原湿法赤泥堆场堤坝外坡面铺设碎石层（2），其底部埋设穿孔集水管（3）；穿孔集水管（3）连接渗水管（4），渗水管（4）入截水沟（1）。碎石层（2）的表面覆盖土工布。在截水沟（1）外修建赤泥浆储槽（5），赤泥浆储槽（5）连接喂料泵（6），在原湿法赤泥堆场堆积坝的坝顶安装压滤机（7），在截水沟（1）的最低点安装回水泵（10）。排洪竖井（12）加高到规划高程。赤泥浆经压滤机（7）压滤后送堆置区干法堆存，排洪竖井（12）排洪，截水沟（1）收集雨水、压滤机（7）产生的滤液和原堤坝外坡的渗水由回水泵（10）送回厂区。

Description

一种平地型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法

技术领域

本发明涉及一种对平地型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法，属于氧化铝生产中的赤泥堆存技术领域。

背景技术

赤泥是氧化铝生产中产生的废渣。赤泥主要组份是Si0₂、CaO、Fe₂0₃、A1₂0₃、Na₂0、TiO₂、K₂O，此外还含灼减成份和微量其它有色金属等。在赤泥还不能大量利用而必须堆存的情况下，目前主要有三种堆存工艺。

第一种堆存工艺是湿法堆存工艺。湿法堆存是较为传统的赤泥堆存方式，将赤泥及附液以（3～4）：1的液固比（固体含量为20％一25％左右)用离心泵和管道由氧化铝厂送到赤泥堆场，赤泥浆由排放口排入赤泥库内，浆体中的泥粒子借重力自然沉降分离，湿法赤泥堆场采用回水塔收集澄清附液。约80％左右的附液可通过回水系统返回氧化铝厂回收利用。湿法堆存工艺中，有两种筑坝方式。一种是中铝下属山东分公司、河南分公司、山西分公司、中州分公司、贵州分公司等用联合法生产氧化铝的企业所采用的初期坝加多级子坝的方式，先用土石等材料建设一定高度的初期坝，然后将烧结法赤泥排放在堆场外围，拜尔法赤泥排放在堆场中部，待初期坝堆满后，利用烧结法赤泥所特有的水硬自凝性冲填构筑多级赤泥子坝，继续向上堆存赤泥。该筑坝方式的前提条件是要有足够数量的烧结法赤泥用作子坝的筑坝材料。第二种是山东魏桥氧化铝厂、茌平氧化铝厂等用纯拜尔法以进口三水铝矿石生产氧化铝的企业采用的一次性建坝方式，用土石等材料建设一定高度的初期坝，然后堆放拜尔法赤泥，由于拜尔法赤泥在高含水量条件下呈流塑态，不具有力学强度，故无法构筑子坝，只能一次性建土石坝堆存，初期坝堆满后，即废弃另建堆场。该堆存方式的土地利用效率较低。

第二种堆存工艺是半干法堆存工艺，目前国内仅在中铝广西分公司、广西华银铝业公司等少数以一水硬铝石为原料的纯拜尔法氧化铝厂采用。半干法堆存工艺的赤泥附液约为湿法的1／5，其流程是：多次洗涤后经沉降槽分离的赤泥浆固体含量在30％～40％左右，再经进一步脱水，使固体含量提高到55％左右，赤泥滤饼经机械强力搅拌，使其动力粘滞数由100Pa·S左右降至10Pa·S以下，用隔膜泵经管道送到赤泥堆场。赤泥堆场表面一般无积水，水分在堆场内一部份（约60％)由于表面蒸发而损失。另一部分通过底部砂石排水层疏排进入附液收集系统。赤泥经翻晒后逐渐干燥固结为可塑态，力学指标增加，初期坝堆满后可以用干赤泥构筑子坝继续向上堆存，其缺点是需要选择晾晒面积较大的场址，占地面积较大。

第三种堆存工艺是干法堆存工艺。将赤泥过滤到固体含量67％左右后，将滤饼用汽车运送到堆场堆存。目前国内仅在贵州凯里氧化铝厂、重庆南川氧化铝厂、重庆武隆氧化铝厂等年产能小于20万吨的以一水硬铝石为原料的小型拜尔法氧化铝厂采用。正在建设中的中铝遵义氧化铝厂也采用该工艺。干法堆存工艺赤泥含水量最低，经适当晾晒后即具有较好的力学强度，初期坝堆满后可以用干赤泥构筑子坝继续向上堆存，是赤泥堆存工艺技术的发展方向。

赤泥堆场的场址，根据氧化铝厂周边地形的自然条件和土地资源状况，可以大致分为山谷型、傍山型、平地型三类，不同类型的场址有不同的堆存工艺。所谓山谷型，指在山谷谷口处筑坝形成的赤泥堆场，坝体工程量较小，我国赤泥堆场的主要类型；所谓傍山型，是在山坡脚下依山筑坝所围成的堆场，赤泥水澄清条件和防洪条件较差，筑坝工程量较大，一般在丘陵地区较常见；所谓平地型，是在平缓地形周边筑坝围成的堆场，筑坝工程量大，堆坝高度有限，多建于平原地区。

传统的平地型湿法赤泥堆场，在使用至设计标高后，由于澄清距离和干滩长度不能满足工艺要求，一般需进行闭库并另行选址新建赤泥堆场来满足氧化铝厂持续的赤泥排放需要。一座赤泥堆场占地面积高达数十公顷乃至上百公顷，随着人口的增长和土地资源日益减少，在厂区附近寻求满足堆存工艺要求的赤泥堆场新场址越来越困难。即使在离厂区较远的地方找到新的场址，其投资往往高达上亿元，运行费用也比较昂贵。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种对平地型湿法赤泥堆场进行干法增容改造的方法，通过采取一定的工程措施，充分利用原湿法堆场已经占用的土地和已经建成的防渗、排洪设施，增加原有湿法堆场的库容，延长原堆场的使用时间，节约新建赤泥堆场的大量投资和运行费用。

本发明是这样实现的：它包括以下过程：

根据原湿法赤泥堆场周边用地条件扩展堆置区边界，在新的堆置边界四周修建截水沟；在原湿法赤泥堆场初期坝和堆积坝的外坡面铺设具有一定厚度的碎石层，其底部埋设穿孔集水管；穿孔集水管连接渗水管，渗水管4以一定的坡度接入截水沟；碎石层的表面覆盖土工布。

在截水沟外修建赤泥浆储槽，每座赤泥浆储槽连接一台喂料泵，同时在原湿法赤泥堆场堆积坝的坝顶安装台数与喂料泵相同的压滤机，用赤泥管连接喂料泵的出口与压滤机的进口，用滤液管连接压滤机的滤液出口与截水沟。

在截水沟的最低点安装回水泵，回水泵的出口连接回水管，一直敷设到厂区；将排洪竖井加高到规划的干法堆存高程。

这样，就完成了平地型湿法赤泥堆场干法增容改造的主要工程建设。此后，停止湿法堆存工艺，按下面的步骤对赤泥进行干法堆存：

来自厂区的赤泥浆先进入赤泥浆储槽，再由喂料泵加压后通过赤泥管送入压滤机，经压滤机压滤后，所产生的滤液由滤液管排入截水沟，所产生的滤饼用设置在坝顶的推土机推下坝顶，沿坝坡滑落到新堆置边界与原初期坝之间的初期堆置区，再用设置在初期堆置区的推土机对赤泥滤饼分层进行摊平、晾晒、碾压作业，直到达到设计压实度再布放上一层滤饼重复摊平、晾晒、碾压过程。当原赤泥堆场四周的初期堆置区均上升到原湿法赤泥堆场的顶面时，开始后期的干法堆存过程。在初期堆置区的堆存过程中，堆置区外边坡保持向上倾斜的坡度，该坡度根据稳定计算确定。

初期堆置区堆满后，整个库区形成一个水平的堆积面，将赤泥滤饼布放在整个堆积面，进行后期堆存。先用干固后的赤泥滤饼作筑坝材料，用碾压法在堆积面外围构筑新子坝，将压滤机迁移到新子坝的坝顶，用移动式胶带输送机将压滤出的赤泥滤饼送到堆场内，继续按摊平、晾晒、碾压的流程逐层向上堆存赤泥滤饼，直到赤泥堆场的干滩长度低于规范要求时闭库。

在整个干法赤泥滤饼堆存期间，场内雨水仍通过排洪竖井和排洪管道排放到库外，干法堆置区的外坡面降雨沿坡面流入截水沟，沿原赤泥堆场外坡渗出的附液用碎石层和穿孔集水管收集后用滤液管排放到截水沟，截水沟收集的坡面雨水和滤液、渗水用回水泵加压后用回水管返回厂区工艺流程。

与新建赤泥堆场相比，本发明充分利用原平地型湿法堆场已经占用的土地和已经建成的排洪设施，增加原有湿法堆场的库容，延长原堆场的使用时间，节约新建赤泥堆场的大量投资和运行费用，可获得较大的经济效益。

附图说明

图1是本发明的剖面示意图。

具体实施方式

本发明的实施例：如图1所示，本发明的平地型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法，按下列步骤实施：

根据原湿法赤泥堆场周边用地条件扩展堆置区边界，在新的堆置边界四周修建截水沟1。在原湿法赤泥堆场初期坝和堆积坝的外坡面铺设具有一定厚度的碎石层2，其底部埋设穿孔集水管3。穿孔集水管3连接渗水管4，渗水管4以一定的坡度接入截水沟1。碎石层2的表面覆盖一层土工布。

在截水沟1外修建数座赤泥浆储槽5，每座赤泥浆储槽5连接一台喂料泵6，同时在原湿法赤泥堆场堆积坝的坝顶安装台数与喂料泵6相同的压滤机7，用赤泥管8连接喂料泵6的出口与压滤机7的进口，用滤液管9连接压滤机7的滤液出口与截水沟1。

在截水沟1的最低点安装回水泵10，回水泵10的出口连接回水管11，一直敷设到厂区。将排洪竖井12加高到规划的干法堆存高程。

然后，停止湿法堆存工艺，对赤泥进行干法堆存：

来自厂区的赤泥浆先进入赤泥浆储槽5，再由喂料泵6加压后通过赤泥管8送入压滤机7，经压滤机压滤后，所产生的滤液由滤液管9排入截水沟1，所产生的滤饼用设置在坝顶的推土机推下坝顶，沿坝坡滑落到新堆置边界与原初期坝之间的初期堆置区，再用设置在初期堆置区的推土机对赤泥滤饼分层进行摊平、晾晒、碾压作业，直到达到设计压实度再布放上一层滤饼重复摊平、晾晒、碾压过程。当原赤泥堆场四周的初期堆置区均上升到原湿法赤泥堆场的顶面时，开始后期的干法堆存过程。在初期堆置区的堆存过程中，堆置区外边坡保持向上倾斜的坡度，该坡度根据稳定计算确定。

初期堆置区堆满后，整个库区形成一个水平的堆积面，将赤泥滤饼布放在整个堆积面，进行后期堆存。先用干固后的赤泥滤饼作筑坝材料，用碾压法在堆积面外围构筑新子坝14，将压滤机7迁移到新子坝14的坝顶，用移动式胶带输送机15将压滤出的赤泥滤饼送到堆场内，继续按摊平、晾晒、碾压的流程逐层向上堆存赤泥滤饼，直到赤泥堆场的干滩长度低于规范要求时闭库。

在整个干法赤泥滤饼堆存期间，场内雨水仍通过排洪竖井12和排洪管道13排放到库外，干法堆置区的外坡面降雨沿坡面流入截水沟1，沿原赤泥堆场外坡渗出的附液用碎石层2和穿孔集水管3收集后用滤液管4排放到截水沟1，截水沟1收集的坡面雨水和滤液、渗水用回水泵10加压后用回水管11返回厂区工艺流程。

Claims (4)

1.一种对平地型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法，其特征在于：它包括以下过程：在扩展的堆置边界四周修建截水沟（1），在原湿法赤泥堆场初期坝和堆积坝的外坡面铺设碎石层（2），其底部埋设穿孔集水管（3）；穿孔集水管（3）连接渗水管（4），渗水管（4）接入截水沟（1）；碎石层（2）的表面覆盖土工布；在截水沟（1）外修建赤泥浆储槽（5），赤泥浆储槽（5）连接喂料泵（6），同时在原湿法赤泥堆场堆积坝的坝顶安装压滤机（7），用赤泥管（8）连接喂料泵（6）的出口与压滤机（7）的进口，用滤液管（9）连接压滤机（7）的滤液出口与截水沟（1）；在截水沟（1）的最低点安装回水泵（10），回水泵（10）的出口连接回水管（11），一直敷设到厂区；将排洪竖井（12）加高到规划的干法堆存高程；将来自厂区的赤泥浆先进入赤泥浆储槽（5），再由喂料泵（6）加压后通过赤泥管（8）送入压滤机（7）；经压滤机压滤后，所产生的滤液由滤液管（9）排入截水沟（1），所产生的滤饼用设置在坝顶的推土机推下坝顶，沿坝坡滑落到新堆置边界与原初期坝之间的初期堆置区，再用设置在初期堆置区的推土机对赤泥滤饼分层进行摊平、晾晒、碾压作业，达到设计压实度后再布放上一层滤饼重复摊平、晾晒、碾压过程，直到原赤泥堆场四周的初期堆置区均上升到原湿法赤泥堆场的顶面。

2.根据权利要求1所述的对平地型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法，其特征在于：初期堆置区堆满后，将赤泥滤饼布放在整个堆积面，先用干固后的赤泥滤饼作筑坝材料，用碾压法在堆积面外围构筑新子坝（14），将压滤机（7）迁移到新子坝（14）的坝顶，用移动式胶带输送机（15）将压滤出的赤泥滤饼送到堆场内，继续按摊平、晾晒、碾压的流程逐层向上堆存赤泥滤饼，直到赤泥堆场的干滩长度低于规范要求时闭库。

3.根据权利要求2所述的对平地型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法，其特征在于：干法堆置区的外坡面降雨沿坡面流入截水沟（1），沿原赤泥堆场外坡渗出的附液用碎石层（2）和穿孔集水管（3）收集后用滤液管（4）排放到截水沟（1），压滤机（7）产生的附液用滤液管（9）排入截水沟（1），截水沟（1）收集废水用回水泵（10）加压后用回水管（11）返回厂区工艺流程。

4.根据权利要求1所述的对平地型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法，其特征在于：每座赤泥浆储槽（5）连接一台喂料泵（6）、一台喂料泵（6）连接一台压滤机（7）。