CN103899353A - 一种用矿山洗选尾矿充填采空区的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种用矿山洗选尾矿充填采空区的装置及方法，以解决现有矿山洗选尾矿一般采用湿法堆存，而岩溶洼地内的岩溶十分发育，尾矿浆渗漏的可能性较大，易发生环境污染事故；采用尾矿压滤后产生的滤饼用于采空区复垦造地，有脱水效率低和运行成本较高的问题。包括泥浆管、加药装置、加药管和采空区，泥浆管的出口端通入采空区内，加药装置的出药端通过加药管与泥浆管连通，采空区内还设置有排水装置。本发明用于矿山洗选后尾矿的处理以及采空区的复垦造地。
Description
技术领域
本发明涉及处理尾矿泥浆的装置及方法，属于采矿生产中尾矿处置的技术领域。
背景技术
氧化铝厂一般都配套建设矿山，铝土矿山每生产1吨铝土矿将产生约1.5～2.0吨尾矿，矿山洗矿选矿后产生的尾矿的妥善处置是关系到企业可持续发展的重大问题。因铝土矿洗选尾矿是一种粒度细、粘度高的胶体颗粒，比表面积大，分散度极高，沉降脱水困难，一直以来，铝土矿山洗选尾矿都建设排泥库进行湿法堆存，存在占地面积大、建库投资大、库容利用率低、安全和环保隐患大等缺点。
在湿法堆存过程中尾矿泥浆曾多次渗漏造成悬浮物超标的环境污染。1990年代平果板下排泥库多次渗漏造成周边村民饮用水井污染，2009－20年华银铝矿山排泥库几次发生渗漏污染，被环保部罚款并停产半年，造成较大经济损失。2013年6月，广西某铝业公司再次发生尾矿泄漏事故，仅抢险投入就花费近亿元。企业急需开发技术可行、经济适用的尾矿干法处置和综合利用技术以彻底解决影响矿山安全生产的难题。
另外，地上铝土矿山在开采铝土矿的过程中形成了大量的采空坑区，其特点是数量多、深度浅（一般在10m以内）、总面积大。由于我国人多地少的国情，采空区均需外运土来回填后造地复垦。一方面，外部取土日益困难，运距远，成本高，另一方面，大量的尾矿泥浆由湿法堆存又占用大量宝贵的土地资源，并形成环境污染隐患。
在生产实践中中铝广西分公司（平果铝）曾探索了用板框式压滤机处理尾矿，将尾矿压滤后产生的滤饼用于采空区复垦造地，但因尾矿粘度高，脱水效率低，运行成本高达40元/吨尾矿，该技术未能得到推广应用。目前广西分公司仍采用建湿法库的方式来堆存尾矿浆。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种用矿山洗选尾矿充填采空区的装置及方法，以解决现有矿山洗选尾矿一般采用湿法堆存，而岩溶洼地内的岩溶十分发育，尾矿浆渗漏的可能性较大，易发生环境污染事故；采用尾矿压滤后产生的滤饼用于采空区复垦造地，有脱水效率低和运行成本较高的问题。
本发明的方案如下：一种用矿山洗选尾矿充填采空区的装置，包括泥浆管、加药装置、加药管和采空区，泥浆管的出口端通入采空区内，加药装置的出药端通过加药管与泥浆管连通，采空区内还设置有排水装置。
利用上述述装置用矿山洗选尾矿充填采空区的方法：
通过泥浆管将尾矿泥浆输送至采空区内；
在输送过程中，加药装置通过加药管将絮凝剂加入泥浆管内，使尾矿泥浆与絮凝剂混合后再通入采空区内；
尾矿泥浆通入采空区后，由于絮凝剂的作用，尾矿泥浆内的固体颗粒集合并凝结在一起，其中的水分通过排水装置排至采空区的外部；
继续对尾矿泥浆进行沉降、晾晒，当尾矿泥浆厚度降低至原厚度的30%－35%时，再次通过泥浆管向采空区内通入尾矿泥浆，重复上述步骤，直至采空区被填满，沉降过程分离的水分通过排水装置排至采空区的外部。
在泥浆管上，泥浆管和加药管的连接处与泥浆管之间还设置有混合装置，尾矿泥浆和絮凝剂在混合装置中混合均匀。
还包括二次加药装置和二次加药管，二次加药装置的出药端通过二次加药管与泥浆管连通，且二次加药管与泥浆管的连通处位于混合装置和泥浆管出口端之间，在泥浆管上，二次加药管与泥浆管的连通处和泥浆管的出口端之间还设置有二次混合装置，二次加药装置通过二次加药管向泥浆管内再次通入絮凝剂，并在二次混合装置内使絮凝剂与尾矿泥浆混合均匀。
混合装置和二次混合装置均为管式混合器。
排水装置设置在采空区的底部，排水装置包括排水竖井和潜水泵，排水竖井上开有进水孔，采空区内的水分通过进水孔进入到排水竖井内，通过潜水泵将排水竖井内的水分排至采空区的外部。
排水竖井的外壁四周设置有砂石层，砂石层的外侧铺有土工布, 采空区内的水分依次通过土工布和砂石层过滤后再进入排水竖井内。
本发明与现有技术相比，主要优点是在尾矿泥浆通入采空区之前，向尾矿泥浆内通过加药装置添加絮凝剂，使得尾矿泥浆内的固体颗粒集中在一起，便于脱水，通入采空区后，水分通过排水竖井上的进水孔进入排水竖井，再通过潜水泵将水排到采空区外部，采用该装置及方法后，大大提高了泥浆尾矿的脱水效果，降低了尾矿渗漏的风险，同时，所述装置结构简单，运营成本较低, 采用本专利技术处理尾矿，可将处理成本控制在20元/吨尾矿内，具有较大的经济价值。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
结合图1，本发明实施例提供了一种用矿山洗选尾矿充填采空区的装置及方法，所述装置包括：
泥浆管1、加药装置2、加药管3、二次加药装置7和二次加药管8；
泥浆管1的出口端通入采空区4内，加药装置2的出药端通过加药管3与泥浆管1连通，采空区4内还设置有排水装置；在泥浆管1上，泥浆管1和加药管3的连接处与泥浆管1之间还设置有混合装置6；二次加药装置7的出药端通过二次加药管8与泥浆管1连通，且二次加药管8与泥浆管1的连通处位于混合装置6和泥浆管1出口端之间，在泥浆管1上，二次加药管8与泥浆管1的连通处和泥浆管1的出口端之间还设置有二次混合装置9；
排水装置设置在采空区4的底部，排水装置包括排水竖井10和潜水泵11，排水竖井10上开有进水孔，排水竖井10的外壁四周设置有砂石层13，砂石层13的外表面优选地用土工布15包裹，潜水泵11的吸水端伸在排水竖井10的底部，潜水泵11的出水端通过排水管14伸在采空区4的外侧。
利用上述装置用矿山洗选尾矿充填采空区的方法如下：
使用前先将采空区4的底部及斜坡进行平整，优选地采空区4的底部形成大于1%的单一坡度；
通过泥浆管1将尾矿泥浆输送至采空区4内；
在输送过程中，加药装置2和二次加药装置7分别通过加药管3和二次加药管8将絮凝剂加入泥浆管1内，并分别通过混合装置6和二次混合装置9将絮凝剂与尾矿泥浆充分混合均匀，再将混合后的尾矿泥浆通入采空区4内，通过二次加药装置7进行二次加药主要是保证尾矿泥浆内的固体颗粒物凝聚效果更好，使其脱水效果更好；
加药装置2和二次加药装置7内所添加的絮凝剂优选高分子絮凝剂，二者的药剂用量均为200～300g/吨干泥尾矿，总的药剂用量为400～600 g/吨干泥尾矿；
混合装置6和二次混合装置9均为管式混合器，用于将絮凝剂与尾矿泥浆充分混合均匀；
尾矿泥浆通入采空区4后，当尾矿浆平均厚度达到3m时，停止排料，由于絮凝剂的作用，尾矿泥浆内的固体颗粒集合并凝结在一起，其中的水分依次经过土工布15和砂石层13过滤后排至采空区4的外部；
使尾矿泥浆在采空区4内进行沉降、晾晒60～80天，当尾矿泥浆厚度降低至0.8～1.2m时，再次通过泥浆管1向采空区4内排放上一层3m厚的尾矿泥浆，重复上述步骤，直至采空区4被填满，沉降过程产生的水分依次经过土工布15和砂石层13过滤后用潜水泵排至采空区4的外部。
Claims (7)
1.一种用矿山洗选尾矿充填采空区的装置，其特征在于：包括泥浆管(1)、加药装置(2)、加药管(3)和采空区(4)，泥浆管(1)的出口端通入采空区(4)内，加药装置(2)的出药端通过加药管(3)与泥浆管(1)连通，采空区(4)内还设置有排水装置。
2.利用权利要求1所述装置用矿山洗选尾矿充填采空区的方法，其特征在于:
通过泥浆管(1)将尾矿泥浆输送至采空区(4)内；
在输送过程中，加药装置(2)通过加药管(3)将絮凝剂加入泥浆管(1)内，使尾矿泥浆与絮凝剂混合后再通入采空区(4)内；
尾矿泥浆通入采空区(4)后，由于絮凝剂的作用，尾矿泥浆内的固体颗粒集合并凝结在一起，其中的水分通过排水装置排至采空区(4)的外部；
继续对尾矿泥浆进行沉降、晾晒，当尾矿泥浆厚度降低至原厚度的30%～35%时，再次通过泥浆管(1)向采空区(4)内通入尾矿泥浆，重复上述步骤，直至采空区(4)被填满，沉降过程分离的水分通过排水装置排至采空区(4)的外部。
3.根据权利要求2所述用矿山洗选尾矿充填采空区的方法，其特征在于：在泥浆管(1)上，泥浆管(1)和加药管(3)的连接处与泥浆管(1)之间还设置有混合装置(6)，尾矿泥浆和絮凝剂在混合装置(6)中混合均匀。
4.根据权利要求3所述用矿山洗选尾矿充填采空区的方法，其特征在于：还包括二次加药装置(7)和二次加药管(8)，二次加药装置(7)的出药端通过二次加药管(8)与泥浆管(1)连通，且二次加药管(8)与泥浆管(1)的连通处位于混合装置(6)和泥浆管(1)出口端之间，在泥浆管(1)上，二次加药管(8)与泥浆管(1)的连通处和泥浆管(1)的出口端之间还设置有二次混合装置(9)，二次加药装置(7)通过二次加药管(8)向泥浆管(1)内再次通入絮凝剂，并在二次混合装置(9)内使絮凝剂与尾矿泥浆混合均匀。
5.根据权利要求4所述用矿山洗选尾矿充填采空区的方法，其特征在于：混合装置(6)和二次混合装置(9)均为管式混合器。
6.根据权利要求4所述用矿山洗选尾矿充填采空区的方法，其特征在于：排水装置设置在采空区(4)的底部，排水装置包括排水竖井(10)和潜水泵(11)，排水竖井(10)上开有进水孔，采空区(4)内的水分通过进水孔进入到排水竖井(10)内，通过潜水泵(11)将排水竖井(10)内的水分排至采空区(4)的外部。
7.根据权利要求6所述用矿山洗选尾矿充填采空区的方法，其特征在于：排水竖井(10)的外壁四周设置有砂石层(13)，砂石层(13)的外侧铺有土工布(15), 采空区(4)内的水分依次通过土工布(15)和砂石层(13)过滤后再进入排水竖井(10)内。
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