CN108380382A - 一种细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法，选矿厂(1)选矿后的废渣经浓密机(2)完成一次固液分离后，溢流为清水回流选矿厂再利用，浓度40～45％的底流经尾矿输送管(3)后一路再经分流放浆管(4)直接通过泵送或自流运输到尾矿库(7)，另外一路进入放置在松软堆积坝上可移动行走的移动式分离机(5)进行二次固液分离，浓度70～75％的二次分离底流用于筑排尾矿堆积坝(6)，高浓度底流直接堆积筑坝增强了尾矿堆积坝(6)的强度，而溢流排向尾矿库(7)。本发明固液分离后下游蓄水池(8)澄清的尾矿水回送到选厂再利用，实现废水零排放，实现节能减排清洁生产，具有操作方便、成本低廉、尾矿固液分离及筑坝效率高、可实现干堆筑坝与湿排相结合的特点。

Description

一种细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法

技术领域

本发明涉及选矿行业尾矿的筑坝方法，具体涉及一种细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法。

背景技术

尾矿，就是选矿厂在现有技术条件下，将矿石选取有用矿物成分后所排放的废渣，通常以固液混合的矿浆形式存在。随着选矿技术水平和回收率逐步提高，尾矿中的粗砂得到综合应用，使得尾矿中的尾砂粒径越来越细。目前，细粒尾矿的固液分离及筑坝方法主要有以下两种：

一种是将细粒尾矿浆体排入尾矿坝沉淀，水和固体颗粒利用自然沉降法逐步在尾矿坝中分离，固体颗粒物沉淀到池底堆筑坝体，上层主要是清水，随着尾矿浆的不断流入，清水经透水性初期坝溢流到下游蓄水池，泵送或自流回选矿厂继续回收使用。采用该堆排方法堆筑的尾矿堆积坝往往会遇到筑坝困难、沉积滩坡度特别缓、坝体难以达到设计高度与坡度、坝体排渗不畅、稳定性差等诸多问题，遇到极端天气及地震，极易出现溃坝，造成重大经济损失。

另一种是细粒尾矿矿浆经浓密机厂前回水后，浓密机底流用过滤机或压滤机进行处理，过滤或压滤的滤液返回到浓密机，滤饼用汽车或运输皮带等运输到尾矿堆场作干堆处理。该方法可以有效提高尾矿堆积坝的强度，但尾矿固液分离成本及滤饼运输成本高，作业效率低，降低了矿山企业整体经济效益。

如何降低细粒尾矿固液分离与运输成本，提高尾矿堆积筑坝的强度，研究一种操作简单，低成本高效率细粒尾矿固液分离设备及干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法，具有重大的安全经济价值。

发明内容

本发明的目的是针对现有细粒尾矿固液分离及筑坝工艺中存在的尾矿底流浓度低、堆积筑坝强度低且操作复杂、成本高等问题，提供一种操作方便、成本低廉、尾矿固液分离及筑坝效率高、可实现干堆筑坝与湿排相结合的细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法。

为实现以上目的，本发明一种细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法采用如下技术方案：

一种细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法涉及选矿厂、浓密机、尾矿输送管、分流放浆管，移动式分离机、尾矿堆积坝、尾矿库、下游蓄水池，操作步骤如下：

(一)在选矿厂选取有用矿物成分后所排放的废渣呈固液混合的低浓度尾矿浆形式存在，经过浓密机完成一次固液分离后，溢流为清水回流到选矿厂作为选矿用水回收利用，尾矿底流的质量比浓度达到40～45％，该尾矿底流进入尾矿输送管；

(二)尾矿底流进入尾矿输送管后，尾矿浆一路进入移动式分离机进行二次固液分离，另外一路直接通过泵送或自流经用耐磨辉绿岩铸石管制作的分流放浆管运输到尾矿库，沿尾矿库的坝轴线布置尾矿输送管，该沿坝轴线布置的尾矿输送管均匀设置多个球阀，以控制各处尾矿浆输送的开关与流量；所述分流放浆管设置在尾矿库坝体上的尾矿输送管位于尾矿坝入口处，直接与尾矿输送管相连，且分流放矿管的直径小于尾矿输送管的直径，分流放浆管根据预先计算的干堆量与湿排量设置一至两根，尾矿浆通过分流放浆管直接排至尾矿库中，通过球阀控制尾矿浆输送的开、关与流量，从而控制细粒尾矿浆干堆与湿排比例，以及控制尾矿输送管内的压力，以保证进入移动式分离机的尾矿浆压力适度使之作业稳定，实现尾矿浆固液充分分离；

(三)从尾矿输送管进入移动式分离机的尾矿浆，通过调节水力分离器的尾矿浆进浆管上的气压调节孔控制尾矿浆进浆管中尾矿浆输送中的气压均衡，以保证进入水力旋流器中的尾矿浆均匀连续；根据预先计算尾矿坝干堆量与湿排量比例，调整每天移动式分离机作业数量以及作业位置，实现均匀多点排放，保证尾矿堆积坝按计划呈线性均匀推进，经过移动式分离机二次固液分离后尾矿底流浓度达到70～75％，用于筑排尾矿堆积坝，排放方向平行于坝轴线，可有效增加细粒尾矿堆积坝的强度；二次固液分离后的溢流排向尾矿库，排浆水方向垂直于坝轴线且排向尾矿库的上游内侧；所述移动式分离机通过其放置在尾矿堆积坝上的行走导轨实现移动式分离机在松软堆积坝上的移动行走；

(四)二次固液分离后浓度达到70～75％的尾矿底流用于筑排尾矿堆积坝，该尾矿堆积坝布置在透水堆石坝即初期坝上游内侧由尾矿沙堆积而成，初期坝迎水坡铺设无纺布作反滤层，无纺布上、下均设0.3m厚的过渡层，其上铺设30cm厚的干砌块石护坡，下游坝坡采用理砌块石护面；尾矿堆积坝的尾矿堆积外边坡平均坡比为1:4，采用尾矿堆子坝方式，每级子坝高度根据尾矿堆积上升速度确定，尾矿堆积边坡每隔6m高差留9m宽的平台，每5m高差内的子坝实际外坡比为1:2.5；堆积坝排渗除采用透水堆石坝外，待尾矿堆平初期坝顶后，在尾矿库沉积滩面埋设塑料排渗板，下设软式滤水管盲沟排渗；初期坝顶滩面软式滤水管盲沟沿平行于初期坝顶方向向库内50m处埋设，并用UPVC管引至坝坡排水沟；运行期间每隔10m高差埋设一道滩面软式滤水管盲沟，布置方式同前；

(五)进入下游蓄水池的澄清水泵送到选厂作为选矿用水。

所述尾矿库为尾矿坝拦截谷口或由围地构成，用以堆存选厂排出的尾矿；所述下游蓄水池为布置在尾矿坝下游方向的截渗坝。

上述移动式分离机包括水力分离器、可移动支架和行走导轨；所述水力分离器包括水力旋流器、尾矿浆进浆管、底流输出管和溢流排水管；该尾矿浆进浆管是带有气压调节孔的可伸缩水管，可伸缩水管一端与尾矿输送管的球阀连接，另一端与水力旋流器的进浆口连接，气压调节孔布置在可伸缩水管靠近水力旋流器进浆口处，通过气压调节孔调节尾矿浆进浆管中尾矿浆输送中的气压均衡，保证进入水力旋流器中的尾矿浆均匀连续；所述底流输出管与水力分离器的底流输出口连接，底流输出管的排放底流方向平行于坝轴线；所述溢流排水管与水力旋流器的溢流口连接，溢流排水管的排浆水方向垂直于坝轴线，且排向尾矿库的上游内侧；所述的可移动支架包括行走机构、放置架；所述的行走机构为普通井下矿车车架与两副矿车轮对构成；所述的放置架为左右面均为上窄下宽的梯形状且下底敞开上顶封闭的钢管或角铁焊接而成，左面比右面底，放置架顶部左右面的间距小于水力旋流器的长度，放置架半腰高位置采用钢管或角铁横梁焊接固定左右面，根部的四角焊接到行走机构的车架上，且放置架的左右面方向与行走机构的行走方向一致，水力分离器放置到放置架顶部的左右面，底流输出管放置到放置架的左侧，以保持水力分离器的底流输出管端低于溢流排水管端；所述的行走导轨包括导向角铁和固定横梁；该导向角铁为两根其长度大于行走机构长度，边宽≧100mm，两根角铁的间距为行走机构的车轮距，两根角铁两侧1/4处均用铁板或角铁构成的固定横梁焊接固定，行走导轨放置到尾矿堆积坝上，根据工作计划设置行走导轨布置位置与方向，可移动支架中行走机构的两副车轮均放置到行走导轨上，两副车轮在行走导轨上行走实现移动式分离机在松软堆积坝上的移动行走。

与现有技术相比，本发明一种细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法取得了如下有益效果：

第一、本发明选用的材料设备普遍存在，在技术上无特殊需要，操作简单，总体造价成本比较低。

第二、本发明能够有效降低干尾矿堆积筑坝运输成本，直接将一次固液分离的细粒尾矿泵送或自流运输到尾矿坝，在尾矿堆积坝坝顶进行二次固液分离，经过移动式分离机处理后尾矿底流浓度达到70～75％，分离后的高浓度底流直接堆积筑坝，增强了尾矿堆积坝的强度。

第三、本发明能够根据预先计算的尾矿坝干堆量与湿排量的比例以及每天选厂处理量，控制每天的尾矿坝干堆量与湿排量，保证尾矿坝按计划推进修筑。

第四、本发明利用移动式分离机，可以实现坝前均匀多点排放，保证尾矿堆积坝沿尾矿坝坝轴线呈线性堆筑。

本发明一种细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法将溢流澄清的尾矿水直接回送到选厂作为生产用水，实现废水零排放，属于典型的节能减排的清洁生产工艺，符合可持续发展和循环经济的发展战略，能够有效保护矿山的生态环境。

附图说明

图1为本发明一种细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法总体布置示意图。

图2为本发明一种细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法中移动式分离机主视结构示意图。

图3是本发明一种细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法中移动式分离机右视结构示意图。

图4是本发明一种细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法中的移动式分离机行走导轨结构示意图。

附图标记：选矿厂1、浓密机2、尾矿输送管3、分流放浆管4，移动式分离机5、水力分离器51、水力旋流器511、尾矿浆进浆管512、可伸缩水管5121、气压调节孔5122、底流输出管513、溢流排水管514、可移动支架52、行走机构521、放置架522、行走导轨53、导向角铁531、固定横梁532、尾矿堆积坝6、尾矿库7、下游蓄水池8。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明一种细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法作进一步详细说明。

如图1-4所示，本发明一种细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法，它包括选矿厂1、浓密机2、尾矿输送管3、分流放浆管4、移动式分离机5、尾矿堆积坝6、尾矿库7和下游蓄水池8，所述移动式分离机5包括水力分离器51、可移动支架52和行走导轨53，所述水力分离器51包括水力旋流器511、尾矿浆进浆管512、底流输出管513和溢流排水管[514]，所述可移动支架52包括行走机构521和放置架522，所述尾矿浆进浆管512包括可伸缩水管5121和气压调节孔5122，所述行走导轨53包括导向角铁531和固定横梁532。

所述选矿厂1将矿石选取“有用组分”后所排放的废弃物以低浓度矿浆输送到浓密机2，所述的浓密机2为普通圆池型耙架浓密机，也可以其他高效浓密机，低浓度尾矿浆经过浓密机2一次固液分离处理，尾矿底流浓度达到40～45％，溢流基本为清水回流到选矿厂1作为选矿有水回收利用，

所述尾矿输送管3为耐磨辉绿岩铸石管，通过高差自流或泵送将浓密机1一次固液分离形成的尾矿底流输送到尾矿库，沿尾矿库的坝轴线布置尾矿输送管3，沿坝轴线布置的尾矿输送管3每隔一定距离设置一个球阀,控制该处尾矿浆输送的开关与流量。

所述分流放浆管4设置在尾矿库坝体上的尾矿输送管3尾矿坝入口处，直接与尾矿输送管3相连，且分流放浆管4的直径小于尾矿输送管3的直径，根据预先计算的干堆量与湿排量，设置一至两个分流放浆管4，尾矿浆通过分流方浆管4直接排至尾矿库7中，通过球阀控制尾矿浆输送的开关与流量，从而控制细粒尾矿干堆与湿排的比例，以及控制尾矿输送管3内的压力，保证进入后面移动式分离机5的尾矿浆压力适度，实现尾矿浆固液充分分离，同时保证移动式分离机5作业时的稳定。

所述移动式分离机5，包括水力分离器51，可移动支架52，行走导轨53，所述的水力分离器51包括水力旋流器511、尾矿浆进浆管512、底流输出管513、溢流排水管514，所述的可移动支架52包括行走机构521、放置架522，所述的行走导轨53包括导向角铁531、固定横梁532，所述的尾矿浆进浆管512包括可伸缩水管5121，气压调节孔5122，可伸缩水管5121一段与尾矿输送管3的球阀连接，另一端与水力旋流器511的进浆口连接，气压调节孔5122布置在可伸缩水管5121接近水力旋流器511进浆口，通过气压调节孔5122调节尾矿浆进浆管512中尾矿浆输送中的气压均衡，保证进入水力旋流器51中的尾矿浆均匀连续，所述的底流输出管513为具有一定刚度的水管与水力分离器51的底流输出口连接，底流输出管513的排放底流方向平行于坝轴线，所述的溢流排水管514，为具有一定刚度的水管与水力旋流器511的溢流口连接，溢流排水管514的排浆水方向垂直于坝轴线，且排向尾矿库的上游内侧，所述的行走机构521为普通井下矿车车架与两副轮对构成，所述的放置架522，为左右面均为上窄下宽的梯形状且下底敞开上顶封闭的具有适当高度的钢管或角铁焊接而成，左面比右面底，放置架522顶部左右面的宽度要小于水利旋流器511的长度，放置架522半腰高位置采用钢管或角铁横梁焊接固定左右面，根部的四角焊接到行走机构521的车架上，且放置架522的左右面方向与行走机构521的行走方向一致，水力分离器51放置到放置架522顶部沿放置架522的左右面放置，底流输出管513放置到放置架522的左侧，保持水力分离器51的底流输出管513端低于溢流排水管514端，所述的行走导轨53包括导向角铁531、固定横梁532，所述的导向角铁531为两根规格型号长度大于行走机构521长度的角铁，边宽不低于100mm，两根角铁的间距为行走机构521的车轮距，两根角铁两侧1/4处均用铁板或角铁构成的固定横梁532焊接固定，行走导轨53放置到尾矿堆积坝上，根据工作计划设置行走导轨53布置位置与方向，可移动支架52中行走机构521的两副车轮均放置到行走导轨53上，两副车轮在行走导轨53上行走，从而实现移动式分离机5在松软堆积坝上的移动行走。所述的移动式分离机5可以根据预先计算尾矿坝干堆量与湿排量比例，调整每天移动式分离机5作业数量以及作业位置，实现均匀多点排放，保证尾矿堆积坝6按计划呈线性均匀推进，经过移动式分离机5二次固液分离后尾矿底流浓度达到70～75％，可有效增加细粒尾矿堆积坝的强度。

所述的尾矿堆积坝6为布置在透水堆石坝即初期坝上游内侧由尾矿沙堆积而成，初期坝迎水坡铺设无纺布作反滤层，无纺布上、下均设0.3m厚的过渡层，其上铺设30cm厚的干砌块石护坡，下游坝坡采用理砌块石护面。对于细粒尾矿堆积坝，尾矿堆积外边坡平均坡比为1:4.5，采用尾矿堆子坝，每级子坝高度根据尾矿堆积上升速度确定，尾矿堆积边坡每隔5m高差留5m宽的平台，每5m高差内的子坝实际外坡比1:3.5。所述尾矿堆积坝6排渗除采用透水堆石坝外，待尾矿堆平初期坝顶后，在尾矿库沉积滩面埋设塑料排渗板，下设软式滤水管盲沟排渗。初期坝顶滩面软式滤水管盲沟沿平行于初期坝顶方向向库内50m处埋设，并用UPVC管引至坝坡排水沟。运行期间每隔5m高差埋设一道滩面软式滤水管盲沟，布置方式同前。

所述的尾矿库7为由尾矿坝拦截谷口或围地构成的、用以堆存选厂排出的尾矿浆。

所述的下游蓄水池8为布置在尾矿坝下游方向的截渗坝，进入下游蓄水池8的澄清水泵送到选厂作为选矿用水。

Claims (2)

1.一种细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法，涉及选矿厂、浓密机、尾矿输送管、分流放浆管，移动式分离机、尾矿堆积坝、尾矿库、下游蓄水池，其特征是：操作步骤如下：

(一)在选矿厂选取有用矿物成分后所排放的废渣呈固液混合的低浓度尾矿浆形式存在，经过浓密机完成一次固液分离后，溢流为清水回流到选矿厂作为选矿用水回收利用，尾矿底流的质量比浓度达到40～45％，该尾矿底流进入尾矿输送管；

(二)尾矿底流进入尾矿输送管后，尾矿浆一路进入移动式分离机进行二次固液分离，另外一路直接通过泵送或自流经用耐磨辉绿岩铸石管制作的分流放浆管运输到尾矿库，沿尾矿库的坝轴线布置尾矿输送管，该沿坝轴线布置的尾矿输送管均匀设置多个球阀，以控制各处尾矿浆输送的开关与流量；所述分流放浆管设置在尾矿库坝体上的尾矿输送管位于尾矿坝入口处，直接与尾矿输送管相连，且分流放矿管的直径小于尾矿输送管的直径；分流放浆管根据预先计算的干堆量与湿排量设置一至两根，尾矿浆通过分流放浆管直接排至尾矿库中，通过球阀控制尾矿浆输送的开、关与流量，从而控制细粒尾矿浆干堆与湿排比例，以及控制尾矿输送管内的压力，以保证进入移动式分离机的尾矿浆压力适度使之作业稳定，实现尾矿浆固液充分分离；

(三)从尾矿输送管进入移动式分离机的尾矿浆，通过调节水力分离器的尾矿浆进浆管上的气压调节孔控制尾矿浆进浆管中尾矿浆输送中的气压均衡，以保证进入水力旋流器中的尾矿浆均匀连续；根据预先计算尾矿坝干堆量与湿排量比例，调整每天移动式分离机作业数量以及作业位置，实现均匀多点排放，保证尾矿堆积坝按计划呈线性均匀推进，经过移动式分离机二次固液分离后尾矿底流浓度达到70～75％，用于筑排尾矿堆积坝，排放方向平行于坝轴线，可有效增加细粒尾矿堆积坝的强度；二次固液分离后的溢流排向尾矿库，排浆水方向垂直于坝轴线且排向尾矿库的上游内侧；所述移动式分离机通过其放置在尾矿堆积坝上的行走导轨实现移动式分离机在松软堆积坝上的移动行走；

(四)二次固液分离后浓度达到70～75％的尾矿底流用于筑排尾矿堆积坝，该尾矿堆积坝布置在透水堆石坝即初期坝上游内侧由尾矿沙堆积而成，初期坝迎水坡铺设无纺布作反滤层，无纺布上、下均设0.3m厚的过渡层，其上铺设30cm厚的干砌块石护坡，下游坝坡采用理砌块石护面；尾矿堆积坝的尾矿堆积外边坡平均坡比为1:4，采用尾矿堆子坝方式，每级子坝高度根据尾矿堆积上升速度确定，尾矿堆积边坡每隔6m高差留9m宽的平台，每5m高差内的子坝实际外坡比为1:2.5；堆积坝排渗除采用透水堆石坝外，待尾矿堆平初期坝顶后，在尾矿库沉积滩面埋设塑料排渗板，下设软式滤水管盲沟排渗；初期坝顶滩面软式滤水管盲沟沿平行于初期坝顶方向向库内50m处埋设，并用UPVC管引至坝坡排水沟；运行期间每隔10m高差埋设一道滩面软式滤水管盲沟，布置方式同前；

(五)进入下游蓄水池的澄清水泵送到选厂作为选矿用水。

2.如权利要求1所述细粒尾矿干堆筑坝与湿排相结合的堆排方法，其特征是：所述尾矿库为尾矿坝拦截谷口或由围地构成，用以堆存选厂排出的尾矿；所述下游蓄水池为布置在尾矿坝下游方向的截渗坝。