CN103397645B - 一种干堆与湿排相结合的尾矿堆排方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种干堆与湿排相结合的尾矿堆排方法。选矿厂（10）排出来的尾矿浆体,一部分进入压滤脱水车间（9）进行脱水过滤，干尾矿用于堆筑干尾矿坝体（5），剩下的尾矿浆体输送至干尾矿坝体（5）顶部内侧排入尾矿库内，湿尾矿（2）沉积于干尾矿坝体（5）上游坡面；在干尾矿坝体（5）形成初期，在干尾矿坝体（5）底部内侧设立用于拦挡湿尾矿（2）及洪水的围堰（4）。在干尾矿坝体（5）底部与坝基（7）之间设置水平排水体（6′），干尾矿坝体（5）下游坡脚部位设置棱柱式排水体（6）。采用本方法进行细粒尾矿堆排，可以解决细粒尾矿堆坝困难的问题，加快矿山建设速度，降低尾矿库建设投资和运行成本，提高矿山经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种尾矿堆排方法，尤其涉及一种细粒尾矿堆排的工艺方法，广泛适用于各种类型以及各类地区的尾矿库，尤其适用于尾矿颗粒很细不能满足传统筑坝要求的情况。
背景技术
尾矿，就是选矿厂在特定经济技术条件下，将矿石碎磨、选取“有用组分”后所排放的废弃物，也就是矿石经选别出精矿后剩余的固体废料，多以泥浆形式外排，日积月累形成尾矿库。尾矿库是矿山工程的一个重要组成部分，作为一个具有高势能的人造泥石流危险源，它的安全运行在整个矿山企业生产过程中发挥着非常重要的作用，其坝体稳定性引起了人们的关注。
随着经济的快速发展和矿产资源的紧缺，选矿工艺水平和回收率逐步提高，再加上尾矿中粗砂的综合应用，使得进入尾矿库内的尾砂粒径越来越细。采用传统尾矿堆排方法的尾矿堆积坝往往会遇到筑坝困难、沉积滩坡度特别缓、坝体排渗不畅、稳定性差等诸多问题。如何解决这些问题成为了矿山尾矿库建设的关键，对此广大科技工作者、工程技术人员进行了大量的研究。
目前，细粒尾矿堆排方法已经出现多种，包括水库式湿排、模袋法、压滤干堆等，应用较多的是水库式湿排，模袋法和压滤干堆处于尝试阶段。水库式湿排是整个坝体都用当地土、石材料筑成，尾矿库建设周期长、投资大。模袋法是采用土工编织袋将尾矿袋装堆积，土工编制袋有效孔径小时，排水周期长，袋装效率低；土工编制袋有效孔径大时，渗流出来的大量泥浆还需要处理。
中国专利申请200910094443.0公开了一种尾矿干堆新方法，有以下步骤：选矿厂的尾矿矿浆浓度为５～30％，先进入一级浓缩设备内进行浓缩，溢流基本为清水，返回到选矿厂内循环再用，一级浓缩设备底流浓度为30～50％，用泵送或自流到二级浓缩设备内进行二次浓缩，二级浓缩设备的溢流，返回到一级浓缩设备内再次浓缩，二级浓缩设备的底流，用其高浓度底流强制排放装置排出，底流浓度≥70％，用皮带和小型运输装置运送到尾矿临时堆场堆存，高浓度尾矿在临时堆场进一步自然脱水，自然脱出的水或溢流进入到污水池处理后达标外排，或返回到选矿厂再用，自然脱水后的尾矿含水量降低到20％以内，浓度达到80％以上，再通过运输系统运输到尾矿干堆场作为永久堆存。这种尾矿干堆方法需要将全部的尾矿进行脱水，处理能力小，成本极高，对于尾矿年产生量百万吨以上的选厂，难以采用该法处理，而且细粒尾矿压滤干堆也无法回避暴雨和洪水，因此尾矿干堆场同样需要建设排洪、排水设施，而且生产的连续性还受天气影响。
本发明采用湿排与干堆相结合的方法进行尾矿堆排，利用压滤技术将部分尾矿脱水至最优含水率，并进行碾压堆筑加高坝体，其余尾矿湿排入库。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术细粒尾矿堆坝困难的问题，而提供一种干堆与湿排相结合的尾矿堆排方法进行细粒尾矿堆排，从而加快矿山建设速度，降低尾矿库建设投资和运行成本，提高矿山经济效益。
为实现本发明的上述目的，本发明一种干堆与湿排相结合的尾矿堆排方法采用以下技术方案：
本发明一种干堆与湿排相结合的尾矿堆排方法，按照尾矿库选址原则选择一个堆排场地，根据堆排场地地形、地质条件选择合理的干尾矿筑坝场地，并布设坝基及尾矿浆体输送系统、回水设施。选矿厂排出来的尾矿浆体的重量浓度一般为20～30%,尾矿浆体的一部分进入压滤脱水车间进行脱水过滤，获得的干尾矿用于堆筑干尾矿坝体，剩下的尾矿浆体输送至干尾矿坝体顶部内侧排入尾矿库内沉降分层形成湿尾矿及上部的尾矿水，湿尾矿沉积于干尾矿坝体上游坡面，以提高干尾矿坝体上游边坡稳定性。在干尾矿坝体形成初期，在干尾矿坝体底部内侧设立用于拦挡湿尾矿及洪水的围堰，之后由干尾矿坝体拦挡湿尾矿及洪水。
上述压滤脱水车间产出的干尾矿运送至干尾矿坝体顶面，并分层碾压填筑加高坝体；为保证下雨天气坝顶面积水排入库内，干尾矿坝体顶面需要形成1～2%的坡度。
用于堆筑干尾矿坝体的尾矿量占选矿厂产出总尾矿重量的20%——45%，其中筑坝初期为60%——80%，筑坝中期、后期为10%——60%。
为降低坝体浸润线，在干尾矿坝体下游底部与坝基之间设置水平排水体；为提高干尾矿坝体下游坡脚部位的稳定性，在干尾矿坝体下游坡脚部位设置棱柱式排水体。所述的水平排水体、棱柱式排水体皆由大块废石、碎石筑成。
在坝基的下游设有回水池。为便于库内的尾矿水及洪水的排放，在坝基内埋设排洪系统，所述的排洪系统的一端向上穿过湿尾矿、尾矿水，另一端与回水池相联通，尾矿水在库尾澄清并通过排洪系统输送至回水池。在压滤脱水车间脱水过滤获得的澄清水也排放到回水池。
本发明一种干堆与湿排相结合的尾矿堆排方法采用上述技术方案后，具有以下效果：
（1）主要筑坝材料为尾矿，筑坝材料来源有保障，筑坝材料具有较好的均质性；
（2）尾矿压滤脱水至最优含水率后，易于分层碾压填筑，使细粒尾矿筑坝具有技术可行性，同时便于设置坝体排渗设施；
（3）干堆与湿排相结合，能够充分保障矿山采、选生产的连续性，解决了因设备故障和天气等因素引起尾矿堆排问题。
附图说明
图1为干堆与湿排相结合的尾矿堆排坝体横断面及主要工艺联系图。
其中：1—尾矿水，2—湿尾矿，3—排洪系统，4—围堰，5—干尾矿坝体，6′—水平排水体，6—棱柱式排水体，7—坝基,8—回水池，9—压滤脱水车间，10—选矿厂。
具体实施方式
为进一步描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种干堆与湿排相结合的尾矿堆排方法作进一步详细描述。
选择一个堆排场地，选址原则与尾矿库选址原则基本相同。根据堆排场地地形、地质条件选择合理的干尾矿筑坝场地，并布设坝基7、排洪系统3及尾矿浆体输送系统、回水设施。选矿厂10排出来的尾矿浓度一般为20～30%。一部分尾矿进入压滤脱水车间9将尾矿水与干尾矿分离，干尾矿运送至干尾矿坝体5顶面分层碾压填筑。剩下的湿尾矿2输送至干尾矿坝体5顶部并通过集中放矿管和分散放矿支管排入库内，尾矿水1在库尾澄清并通过排洪系统3输送至回水池8。初期通过围堰4拦挡湿尾矿2及洪水，之后由干尾矿坝体5拦挡湿尾矿2及洪水。湿尾矿2沉积于干尾矿坝体5上游坡面，提高干尾矿坝体5上游边坡稳定性。干尾矿坝体5底部与坝基7之间设置水平排水体6′，以降低坝体浸润线。干尾矿坝体5下游坡脚部位设置棱柱式排水体6，以提高干尾矿坝体5下游坡脚部位的稳定性。
干尾矿坝体5上游坡脚部位修筑的围堰4，作为初期拦挡湿尾矿2及洪水之用，围堰4高度根据排洪系统3最低溢流口高程来确定。排洪系统3出口建一个回水池8，汇集坝体排水及尾矿水，并通过回水设施送回选矿厂10，实现水的循环使用。
通过击实试验确定干尾矿最优含水率和最大干密度。尾矿压滤脱水生产中控制干尾矿的含水率满足坝体碾压填筑要求，一般为14～18%之间。干尾矿分层碾压填筑中控制压实度达到规范要求，一般控制在98～100%。
干尾矿坝体5加高进度必须超过湿尾矿上升速度，一般控制在3～5m为宜。干尾矿坝体5顶面需要形成1～2%的坡度，以保证下雨天气坝顶面积水排入库内。干尾矿坝体5下游坡面随填筑进度进行护坡，防止暴雨冲坏坝体坡面。
压滤脱水车间9尾矿水输送至回水池8，库内尾矿水1通过排洪系统3输送至回水池8，水平排水体6′、棱柱式排水体6排出的渗流水通过排水沟输送至回水池8。回水池8汇集排水体6排出的渗流水及尾矿水，并通过回水设施将回水池内的水输送至选矿厂10循环使用。
Claims (3)
1. 一种干堆与湿排相结合的尾矿堆排方法，按照尾矿库选址原则选择一个堆排场地，根据堆排场地地形、地质条件选择合理的干尾矿筑坝场地，并布设坝基（7）及尾矿浆体输送系统、回水设施，其特征在于：选矿厂（10）排出来的尾矿浆体,一部分进入压滤脱水车间（9）进行脱水过滤，获得的干尾矿用于堆筑干尾矿坝体（5），剩下的尾矿浆体输送至干尾矿坝体（5）顶部内侧排入尾矿库内沉降分层形成湿尾矿（2）及上部的尾矿水（1），湿尾矿（2）沉积于干尾矿坝体（5）上游坡面；在干尾矿坝体（5）形成初期，在干尾矿坝体（5）底部内侧设立用于拦挡湿尾矿（2）及洪水的围堰（4）；压滤脱水车间（9）产出的干尾矿运送至干尾矿坝体（5）顶面，并分层碾压填筑加高坝体；用于堆筑干尾矿坝体（5）的尾矿量占选矿厂（10）产出总尾矿重量的20%——45%，所述干尾矿的含水率控制在14～18%之间；在干尾矿坝体（5）底部与坝基（7）之间设置水平排水体（6′），干尾矿坝体（5）下游坡脚部位设置棱柱式排水体（6）；在坝基（7）的下游设有回水池（8）；在坝基（7）内埋设排洪系统（3），所述的排洪系统（3）的一端向上穿过湿尾矿（2）、尾矿水（1），另一端与回水池（8）相联通。
2. 如权利要求1所述的一种干堆与湿排相结合的尾矿堆排方法，其特征在于：在干尾矿坝体（5）顶面形成1～2%的坡度。
3.如权利要求1或2所述的种干堆与湿排相结合的尾矿堆排方法，其特征在于：在压滤脱水车间（9）脱水过滤获得的澄清水排放到回水池（8）。
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