CN107654256A - 一种基于深锥浓密机的矿山无尾排放系统及方法 - Google Patents

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王少勇
杨柳华
王贻明
张连富
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Abstract

本发明提供一种基于深锥浓密机的矿山无尾排放系统及方法，属于矿山尾矿处理技术领域。该方法以深锥浓密机为核心，包括膏体充填系统及尾矿干燥系统，具体包括深锥浓密机、两级搅拌装置、柱塞泵、板框式压滤机、转筒烘干机。在矿山正常充填时尾矿通过深锥浓密‑搅拌制备成膏体，并利用柱塞泵通过管道输送到井下采场，当矿山无需充填时，浓密尾矿通过板框式压滤机、转筒烘干机脱水干燥形成尾矿散体，经汽车运输给水泥厂，用作水泥生产原料。该发明绿色环保，安全经济，尾矿既可以充填到井下处理采空区，又可以用于生产水泥，实现矿山尾矿100％利用，省去了矿山尾矿库。

Description

一种基于深锥浓密机的矿山无尾排放系统及方法
技术领域
本发明涉及矿山尾矿处理技术领域，特别是指一种基于深锥浓密机的矿山无尾排放系统及方法。
背景技术
尾矿是矿产资源开采产生的主要固体废弃物，我国目前累计堆存尾矿146亿吨以上，且年排放量达到了15亿吨以上，建设的尾矿库达8869座，基础薄弱、安全保障能力偏低的四、五等尾矿库仍占88.9％，尾矿库溃坝隐患大。在矿山充填领域中，基于深锥浓密机的膏体充填工艺是以其投资优、充填质量好、自动化程度高，尾矿利用率高等优点，已成为矿山充填发展的趋势。低浓度的选厂全尾矿浆进入深锥浓密机后，通过添加絮凝剂，在耙架的剪切作用下实现高效浓密，得到高浓度底流，浓密机底流与其他材料混合作为不泌水的膏体充填料浆。但是，由于井下充填空间有限，矿山生产的全尾矿并不能完全充填到井下，再加上地表无尾矿库或者尾矿库库容不足，无尾排放技术就显得尤为重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于深锥浓密机的矿山无尾排放系统及方法。
该系统包括膏体充填系统和尾矿干燥系统，其中膏体充填系统包括一级搅拌机、二级搅拌机和柱塞泵，尾矿干燥系统包括板框式压滤机和转筒烘干机，深锥浓密机经管道分别与一级搅拌机和板框式压滤机相连，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；板框式压滤机出口经管道连接转筒烘干机。
其中，深锥浓密机产生的深锥浓密机底流浓度大于70％。
柱塞泵进料端位于二级搅拌机下方，柱塞泵另一端连接充填输送管道，将充填料浆输送到采场。
板框式压滤机一端连接深锥浓密机底流，另一端连接转筒烘干机，经板框式压滤机脱水后的尾矿滤饼质量浓度85％以上，通过皮带机输送到转筒烘干机，转筒烘干机烘干后的尾矿质量浓度大于93％，转筒烘干机烘干后的尾矿运送至水泥厂，用作水泥生产原料。
该基于深锥浓密机的矿山无尾排放系统的使用方法，包括如下步骤：
S1：尾矿深锥浓密：选矿厂质量浓度20-30％的尾矿浆通过尾矿管添加到深锥浓密机中，并添加絮凝剂，实现对尾矿浆的深度浓密，深锥浓密机底流质量浓度大于70％；
S2：尾矿膏体充填：深锥浓密机处理后的尾矿料浆，通过渣浆泵输送到一级搅拌机、二级搅拌机，添加水泥搅拌均质后，形成高浓度均质化的膏体，通过柱塞泵输送到井下采场进行空区充填；
S3：尾矿干燥：在不充填时，经过深锥浓密机浓密后的高浓度尾矿进入板框压滤机，经过板框式压滤机进一步脱水，形成质量浓度达到85％以上的滤饼，最后进入转筒烘干机，干燥后的干尾矿散体通过汽车运输到水泥厂，用作水泥生产原料。
进一步，S1具体为：来自选矿厂浓度为20％～30％的尾矿浆，经尾矿管输送至入深锥浓密机中，在稀释井中稀释至15％以下，然后与絮凝剂充分混合，实现高效絮凝沉降，并在耙架的作用下进行剪切-压密脱水至质量分数大于70％。
S2具体为：尾矿经深锥浓密机浓密至质量浓度大于70％后，进入搅拌设备添加水泥搅拌，一级搅拌机和二级搅拌机的两段搅拌实现高浓度尾矿与水泥的均质化搅拌，制备成流动性好、水泥分散充分、均匀度高的膏体，柱塞泵保证了高浓度膏体顺利输送到井下充填采场，实现对采空区的充填处理。
S3具体为：当矿山采场不充填时，深锥浓密机保证了较高的入料浓度，浓度越高，压滤周期越短，可保持较大的处理量、较为理想的滤饼水分以及滤液中较低的固体含量，尾矿经深锥浓密机浓密后进入板框式压滤机，通过板框式压滤机进一步将尾矿脱水，得到质量分数大于85％的滤饼，然后进入转筒烘干机干燥，得到质量分数大于93％的尾矿散体，干燥后尾矿用作水泥生产原料，实现矿山无尾排放。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，采用尾矿膏体充填与尾矿生产水泥相结合，一方面膏体充填实现对尾矿的最大限度利用，另一方面多余尾矿干燥并用作水泥生产原料，真正实现了矿山无尾排放。本发明完全解决了矿山尾矿排放难题。该系统及方法可基于矿山现有充填工艺实现无尾排放，具有成本低、绿色环保、实用性强，可为矿山尾矿综合应用提供思路，具有重要的实用价值和理论意义。适用于有色、黑色、贵金属、稀有金属等矿山企业。
附图说明
图1为本发明的基于深锥浓密机的矿山无尾排放方法工艺流程图。
其中：1-絮凝剂；2-尾矿浆；3-深锥浓密机底流；4-干尾矿；5-水泥；6-膏体；7-深锥浓密机；8-选矿厂；9-板框式压滤机；10-转筒烘干机；11-水泥厂；12-一级搅拌机；13-二级搅拌机；14-柱塞泵；15-采场。
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。
本发明提供一种基于深锥浓密机的矿山无尾排放系统及方法，如图1所示，为本发明的工艺流程图，选矿厂8质量浓度20-30％的尾矿浆2通过尾矿管添加到深锥浓密机7中，并添加絮凝剂1，实现对尾矿浆的深度浓密，深锥浓密机底流3质量浓度大于70％；
当需要尾矿膏体充填时，深锥浓密机7处理后的尾矿料浆，通过渣浆泵输送到一级搅拌机12、二级搅拌机13，添加水泥5搅拌均质后，形成高浓度均质化的膏体6，通过柱塞泵14输送到井下采场15进行空区充填；
在不充填时，经过深锥浓密机7浓密后的高浓度尾矿进入板框压滤机9，经过板框式压滤机9进一步脱水，形成质量浓度达到85％以上的滤饼，最后进入转筒烘干机10，干燥后的干尾矿4散体通过汽车运输到水泥厂11，用作水泥生产原料。
某矿全尾砂比重较小(γ＝2.12)，-37μm为52.4％，属细粒含量高的尾矿，全尾矿渗透性差，不适合地表排放。矿山尾矿产量5000t/d(干尾矿，下同)，其中井下充填仅需3000t，剩余2000t需其他方式处理。通过采用上述系统及方法，先将选厂15％尾矿浆2送入深锥浓密机，并加入15g/t的絮凝剂1，尾矿浓密至质量浓度71％的深锥浓密机底流3。充填时深锥浓密机底流3进入两段搅拌机，通过添加水泥5制备成膏体6，并通过柱塞泵14送至井下采场15充填。不充填时，进入板框式压滤机9压滤，然后采用转筒烘干机10烘干至95％的干尾矿4，将干尾矿4通过汽车运输至15Km外的水泥厂11用作水泥加工原料，抵用充填水泥价格，大大降低充填成本。矿山每天充填10h，每小时充填干尾矿300d，矿山尾矿干燥采取24h工作，每天共处理2000d干尾矿。深锥浓密机也是24h工作制，24h进料24h排料。
采用此发明技术后，矿山解决了尾矿库库容不足的难题，省去了新尾矿库建设投资，并将尾矿资源化，大大降低了尾矿排放成本。采用该工艺由于深锥浓密机底流3实现了持续排料，保证了浓密机中物料处于活动状态，避免了浓密机压耙事故。
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 (8)

1.一种基于深锥浓密机的矿山无尾排放系统，其特征在于：包括膏体充填系统和尾矿干燥系统，其中膏体充填系统包括一级搅拌机(12)、二级搅拌机(13)和柱塞泵(14)，尾矿干燥系统包括板框式压滤机(9)和转筒烘干机(10)，深锥浓密机(7)经管道分别与一级搅拌机(12)和板框式压滤机(9)相连，一级搅拌机(12)出口经管道连接二级搅拌机(13)，二级搅拌机(13)出口连接柱塞泵；板框式压滤机(9)出口经管道连接转筒烘干机(10)。
2.根据权利要求1所述的基于深锥浓密机的矿山无尾排放系统，其特征在于：所述深锥浓密机(7)产生的深锥浓密机底流(3)浓度大于70％。
3.根据权利要求1所述的基于深锥浓密机的矿山无尾排放系统，其特征在于：所述柱塞泵(14)进料端位于二级搅拌机(13)下方，柱塞泵(14)另一端连接充填输送管道，将充填料浆输送到采场(15)。
4.根据权利要求1所述的基于深锥浓密机的矿山无尾排放系统，其特征在于：所述转筒烘干机(10)烘干后的尾矿质量浓度大于93％，转筒烘干机(10)烘干后的尾矿运送至水泥厂(11)，用作水泥生产原料。
5.根据权利要求1所述的基于深锥浓密机的矿山无尾排放系统的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：尾矿深锥浓密：选矿厂(8)质量浓度20-30％的尾矿浆(2)通过尾矿管添加到深锥浓密机(7)中，并添加絮凝剂(1)，实现对尾矿浆的深度浓密，深锥浓密机底流(3)质量浓度大于70％；
S2：尾矿膏体充填：深锥浓密机(7)处理后的尾矿料浆，通过渣浆泵输送到一级搅拌机(12)、二级搅拌机(13)，添加水泥(5)搅拌均质后，形成高浓度均质化的膏体(6)，通过柱塞泵(14)输送到井下采场(15)进行空区充填；
S3：尾矿干燥：在不充填时，经过深锥浓密机(7)浓密后的高浓度尾矿进入板框压滤机(9)，经过板框式压滤机(9)进一步脱水，形成质量浓度达到85％以上的滤饼，最后进入转筒烘干机(10)，干燥后的干尾矿(4)散体通过汽车运输到水泥厂(11)，用作水泥生产原料。
6.根据权利要求5所述的基于深锥浓密机的矿山无尾排放系统的使用方法，其特征在于：所述S1具体为：来自选矿厂浓度为20％～30％的尾矿浆，经尾矿管输送至入深锥浓密机中，在稀释井中稀释至15％以下，然后与絮凝剂充分混合，实现高效絮凝沉降，并在耙架的作用下进行剪切-压密脱水至质量分数大于70％。
7.根据权利要求5所述的基于深锥浓密机的矿山无尾排放系统的使用方法，其特征在于：所述S2具体为：尾矿经深锥浓密机浓密至质量浓度大于70％后，进入搅拌设备添加水泥搅拌，一级搅拌机和二级搅拌机的两段搅拌实现高浓度尾矿与水泥的均质化搅拌，制备的膏体通过柱塞泵输送到井下充填采场，实现对采空区的充填处理。
8.根据权利要求5所述的基于深锥浓密机的矿山无尾排放系统的使用方法，其特征在于：所述S3具体为：当矿山采场不充填时，尾矿经深锥浓密机浓密后进入板框式压滤机，通过板框式压滤机进一步将尾矿脱水，得到质量分数大于85％的滤饼，然后进入转筒烘干机干燥，得到质量分数大于93％的尾矿散体，干燥后尾矿用作水泥生产原料，实现矿山无尾排放。
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