CN107476821B - 一种超细全尾砂膏体充填系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种超细全尾砂膏体充填系统及方法，属于采矿技术领域。该系统包括全尾砂分级系统和分级尾砂膏体充填系统，通过该系统将选厂的超细全尾砂浆先进行旋流器分级，溢流细尾砂则通过渣浆泵排放至尾矿库，底流粗颗粒尾砂进入高效浓密机，经深度浓密后进入立式缓冲仓，然后高浓度尾砂浆进入二级搅拌与胶凝材料进行均质化混合制备成膏体，通过管道以自流输送或泵送的方式进入井下待充填空区。该方法克服了超细尾砂浓密困难，料浆浓度低，充填体强度低的难题。该系统具有较大的缓冲能力，可解决选厂尾矿连续排放和膏体充填间断作业之间的矛盾，保证矿山生产和井下充填的稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及采矿技术领域，特别是指一种超细全尾砂膏体充填系统与方法。
背景技术
膏体充填以其不离析、不脱水、不分层的优点，逐渐成为21世纪充填采矿技术的发展方向。超细全尾矿由于细颗粒含量多，难于脱水，用于井下充填时，充填浓度低，充填体强度低，成本高等问题。因此，将超细全尾矿用于膏体充填具有现实意义，其中关键在于如何提高浓度，增加强度。深锥浓密机可有效提高全尾砂的浓度，是膏体充填工艺中的常用设备，但是深锥浓密机投资成本高；针对超细全尾砂粒度细，沉降速度慢，易跑混；形成的底流浓度低，导致充填体强度低，充填效果差。鉴于上述超细全尾砂膏体充填过程的不足，需要一种新的超细尾砂膏体工艺，既工艺简单、成本低，同时还可以最大限度将超细尾矿用于膏体充填，保证充填效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种超细全尾砂膏体充填系统与方法，用于利用超细尾矿膏体充填法进行开采的地下矿山。
该系统包括全尾砂分级系统和分级尾砂膏体充填系统，其中，全尾砂分级系统包括水力旋流器，来自选矿厂的超细全尾砂浆进入水力旋流器进行分级，溢流进入尾矿库，底流进入分级尾砂膏体充填系统；分级尾砂膏体充填系统包括高效浓密机、缓冲仓、一级搅拌机、二级搅拌机和柱塞泵，高效浓密机经管道与缓冲仓连接，缓冲仓与一级搅拌机相连，一级搅拌机出口经管道连接二级搅拌机，二级搅拌机出口连接柱塞泵。
该超细全尾砂膏体充填系统的方法，包括如下步骤：
S1、将选矿厂的超细全尾砂浆输送至水力旋流器，分级得到溢流和底流，底流为颗粒细度符合要求的分级尾砂浆；
S2、将S1所得的分级尾砂浆送入高效浓密机脱水，获得底流浓度为 60％-65％的尾砂料浆；
S3、将S2所得的尾砂料浆通过高效浓密机底流泵输送至立式缓冲仓，进行缓冲存储；
S4、S3缓冲仓中的尾砂料将再经过一级搅拌机，进入二级搅拌机与水泥进行混合，制备成浓度为60％-80％的膏体，根据充填倍线的大小，通过自流或泵压输送至井下充填空区。
其中，超细全尾砂浆中-20um含量大于50％。
超细全尾砂浆浓度为15％-20％，经水力旋流器分级后得到的底流浓度为 30％-50％。
S1中得到的底流中，-15um含量为15％-25％。
S2具体为：S1中的溢流进入普通浓密机进行浓密后形成30％的尾砂浆排放到尾矿库中，质量浓度为45％-55％的底流进入高效浓密机中，脱水至质量浓度大于60％。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
一、上述方案中，使用了水力旋流器、高效浓密机和缓冲槽的膏体充填料浆制备系统，实现超细尾砂料浆质量浓度达到50％以上；
二、高效浓密机+缓冲仓为核心的分级尾砂膏体充填系统，不购置大尺寸的深锥浓密机，降低投资成本；其次，可以得到相对高的底流浓度，避免了分级尾砂沉降过快导致的深锥浓密机压耙事故；第三，缓冲仓可实现高效浓密机连续24小时运行，可缓解尾矿连续排放与井下间断充填的矛盾。
三、该系统设备投资费用低，效率高，实现了尾矿的充分综合利用，达到了超细尾砂膏体充填的效果。从根源上避免了尾矿库带来的一系列生态环境、安全和成本问题。
附图说明
图1为本发明的超细全尾砂膏体充填系统与方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的超细尾砂充填工艺存在的充填浓度低、充效果差等问题，提供一种超细全尾砂膏体充填系统与方法。
该系统包括全尾砂分级系统和分级尾砂膏体充填系统，其中，全尾砂分级系统包括水力旋流器，来自选矿厂的超细全尾砂浆进入水力旋流器进行分级，溢流进入尾矿库，底流进入分级尾砂膏体充填系统；分级尾砂膏体充填系统包括高效浓密机、缓冲仓、一级搅拌机、二级搅拌机和柱塞泵，高效浓密机经管道与缓冲仓连接，缓冲仓与一级搅拌机相连，一级搅拌机出口经管道连接二级搅拌机，二级搅拌机出口连接柱塞泵。
该系统方法主要包括以下步骤：
S1、将选矿厂的质量浓度15-20％超细尾矿浆输送至尾矿分级系统进行旋流分级，一部分超细溢流进入普通浓密机形成浓度约30％尾砂浆输送到尾矿库，另一部分粗颗粒底流尾矿料浆浓度大于50％；
S2、将S1中的底流料浆输送至尾矿浓密系统进行高浓度尾矿料浆浓缩，得到浓度大于60％的底流尾矿料浆；
S3、经高效浓密机浓密后的60-65％的尾矿浆进入缓冲仓中进行缓冲；
S4、在需要充填时，将缓冲槽中高浓度底流料浆通过渣浆泵输送至二段搅拌机，同时通过螺旋给料机由水泥仓向立式搅拌桶内加入水泥进行混合搅拌，搅拌均匀的料浆通过自流输送至井下采场进行充填；在不需要充填时，将S3 中的底流输送至缓冲仓临时存储，保证了高效浓密机24小时作业，解决了缓解尾矿连续排放与井下间断充填的矛盾。
本发明分级膏体充填系统，其核心为采用高效浓密机+缓冲仓组合，高效浓密机与深锥浓密机相比，既可以得到相对高的底流浓度，有避免了分级尾砂沉降过快导致的压耙事故；缓冲仓可缓解尾矿连续排放与井下间断充填的矛盾。
在具体应用过程中，如图1所示，利用该流程示意图所示方法对某金矿进行超细全尾砂膏体充填。
某金矿尾砂比重γ＝2.66，-20μm达到60％，属细粒含量高的尾矿，全尾矿质量浓度达到53％时，就呈现膏体状态，充填强度低，充填效果差，不适合全尾砂膏体充填。矿山尾矿产量3000t/d(干尾矿，下同)，其中井下充填仅需2000t，剩余3000t排放到尾矿库。通过采用上述系统及方法，具体实施步骤如下：
步骤1：来自选厂的浓度约20％的超细尾矿浆输送至尾砂分级系统，经过水力旋流器的分级尾砂浆分为两部分，20um作为分级界线，一部分大于20um 的底流约占全尾砂的40％，用于井下充填；另一部分-20um细颗粒溢流进入普通浓密机浓密至38％的浓度排放到尾矿库；
步骤2：粗颗粒底流进入Φ18m高效浓密机深度脱水后形成浓度60-65％的分级尾砂浆；
步骤3：高浓度尾砂浆进入Φ16m×18m的缓冲仓进行暂时存储：当有充填需求时，底流通过渣浆泵输送至二段搅拌槽，同时通过螺旋给料机由水泥仓加入水泥进行混合搅拌，搅拌均匀的料浆通过自流输送至井下采场进行充填；
步骤4：当没有充填需求时，将步骤3中的底流输送至缓冲仓临时存储，保证了高效浓密机24小时作业，解决了缓解尾矿连续排放与井下间断充填的矛盾。
该方案投入使用后，使利用全尾砂进行井下充填成为可能，既提高了井下充填浓度，提高了充填强度，又减少了排入尾矿库的水量。在提高充填体强度降低充填成本的同时，提高了尾矿库库容利用率。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种超细全尾砂膏体充填系统，其特征在于：包括全尾砂分级系统和分级尾砂膏体充填系统，其中，全尾砂分级系统包括水力旋流器，来自选矿厂的超细全尾砂浆进入水力旋流器进行分级，溢流进入尾矿库，底流进入分级尾砂膏体充填系统；分级尾砂膏体充填系统包括高效浓密机、缓冲仓、一级搅拌机、二级搅拌机和柱塞泵，高效浓密机经管道与缓冲仓连接，缓冲仓与一级搅拌机相连，一级搅拌机出口经管道连接二级搅拌机，二级搅拌机出口连接柱塞泵；
应用该系统的方法，包括如下步骤：
S1、将选矿厂的超细全尾砂浆输送至水力旋流器，分级得到溢流和底流，底流为颗粒细度符合要求的分级尾砂浆；
S2、将S1所得的分级尾砂浆送入高效浓密机脱水，获得底流浓度为60％-65％的尾砂料浆；
S3、将S2所得的尾砂料浆通过高效浓密机底流泵输送至立式缓冲仓，进行缓冲存储；
S4、S3缓冲仓中的尾砂料将再经过一级搅拌机，进入二级搅拌机与水泥进行混合，制备成浓度为60％-80％的膏体，根据充填倍线的大小，通过自流或泵压输送至井下充填空区；
所述S2具体为：S1中的溢流进入普通浓密机进行浓密后形成30％的尾砂浆排放到尾矿库中，质量浓度为50％-55％的底流进入高效浓密机中，脱水至质量浓度大于60％。
2.根据权利要求1所述的超细全尾砂膏体充填系统，其特征在于：所述的超细全尾砂浆中-20um含量大于50％。
3.根据权利要求1所述的超细全尾砂膏体充填系统，其特征在于：所述超细全尾砂浆浓度为15％-20％，经水力旋流器分级后得到的底流浓度为30％-50％。
4.根据权利要求1所述的超细全尾砂膏体充填系统，其特征在于：所述S1中得到的底流中，-15um含量为15％-25％。
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