CN108930276A - 一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，属于尾矿干堆技术领域。本发明的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，以尾矿固化体为主来建设尾矿坝，并向筑坝用尾矿浆与干堆用尾矿浆中加入不同比例的特定尾矿固化胶凝材料，所述尾矿固化胶凝材料主要由原状工业副产石膏、矿渣微粉、水泥、粉煤灰、钢渣和电石渣进行配料形成，且上述六种组分的质量百分比分别比为：10～30％，40～50％，5～10％,5～10％，5～10％，10～15％。采用本发明的技术方案能够根据选矿厂就近选择干堆场场址，且能够有效提高干堆筑坝和尾矿堆积体的结构强度和致密性，有利于保证其安全性。

Description

一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法

技术领域

本发明属于尾矿干堆技术领域，更具体地说，涉及一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法。

背景技术

我国是一个矿业大国，截至2008年统计数据，全国共有非煤矿山数目74753座，其他矿山2927座。目前我国固体矿产资源开发总规模居全球第2位，矿业开发已成为我国主要的基础产业之一。由金属或非金属矿山开采出的矿石，经选矿厂选出有价值的精矿后产生细砂一样的废渣，即尾矿。这些尾矿不仅数量大，有些还含有暂时不能回收的有用成分，如随意排放不但造成资源的流失，而且会大面积覆没农田，淤塞河道，造成严重的环境污染，因此必须妥善处理。

我国尾矿一般是作为固体废弃物以尾矿库的方式贮存，尾矿库是通过筑坝拦截谷口或围地构成的、用以堆存上述金属非金属矿山进行矿石选别后所排除尾矿的场所，是维持矿山正常生产的必要设施，也是矿山企业最大的环境保护工程项目，可以有效防止尾矿向江、河、湖、海、沙漠及草原等处任意排放。目前，国内的绝大多数尾矿还是采用湿式排放，尾矿库储存尾矿，这种传统工艺对环境和安全有一定的危害性。而采用尾矿干堆，在入库之前将尾砂中的大部分水分回收，循环利用，从而可以减少尾砂入库后的水分向自然环境的流失，并有利于保护环境，因此尾矿干堆是目前及今后尾矿排放的一个主要发展方向。

目前现有技术中经矿石选别后产生的细粒尾矿通常都是经浓缩脱水、压滤后进行进一步脱水，之后直接输送至干堆场进行干堆，由于堆积的尾砂始终处于松散状态，易出现滑坡和雨水冲刷下的尾砂流失，安全性较低。因此，提高干堆筑坝及尾矿堆积体的结构强度，对于保证干堆尾矿的安全性具有重要的意义。

经检索，目前关于尾矿干堆技术的专利报道已有相关公开。如，中国专利申请号为201410173648.9的申请案公开了一种适用于多雨潮湿地区尾矿的干堆方法，该申请案包括以下步骤：在含尾矿重量百分比为27～30％的尾矿浆中一次性加入絮凝剂并搅拌均匀；在经加入絮凝剂浓缩后的尾矿浆中加入固结剂，并搅拌充分均匀；将固化后的尾矿浆置于堆场；其中该申请案的固结剂的原料组成及重量浓度为：硅酸盐水泥熟料：8.45～12.5％，脱硫石膏：4.56～7.45％，生石灰：6～10％，粉煤灰：12.64～15.87％，高炉水淬矿渣54.14～68.35％。该申请案通过使用向尾矿中加入固化剂的方法使尾矿浆失去流动性，通过堆积的方法消除了对尾矿库的依赖，但是尾矿浆中大量的水依然存留在干堆尾矿体中，水分蒸发后，留下大量的毛细孔道，这些毛细孔在干湿循环过程中的破坏作用，仍然会使固化体遇水溃散和泥化。

又如，中国专利申请号为201610056362.1的申请案公开了一种细粒尾矿固化干堆方法，该申请案根据尾矿干堆场占地面积及尾矿排放流量将尾矿干堆场分为4-10层空间区域，在第一层空间区域两侧分别堆筑外侧基础拦挡坝及内侧拦挡坝，在其它层空间区域两侧分别堆筑外侧尾矿拦挡坝及内侧拦挡坝，在每一层空间区域内铺设透水性土工材料，并将浓缩至重量浓度为60±2％的、添加尾矿固化剂的尾矿浆排放至已铺设透水性土工材料的该空间区域内，分层、分区域堆置。其中，其尾矿固化剂的主要成分为水泥、粉煤灰和石灰，三者的重量比为1.0:(2.0～6.0):(1.0～3.0)，尾矿固化剂添加量为每立方米尾矿浆中添加35～60千克尾矿固化剂。该申请案采用了纤维织物对加入固化剂的尾矿浆进行外层整体包裹的方式进行干堆体增强，从而在一定程度上能够防止干堆体发生泥化，但目前现有高分子织物的寿命仅为10年左右，化学织物结构降解后，将没有增强作用。同时，采用现有尾矿固化干堆工艺，其堆积体的表面在干湿过程中极易发生遇水泥化。

另外，目前现有尾矿固化干堆工艺虽然使用了部分工业固废作为固化剂，但一方面所得堆积体的强度仍然难以满足使用需求，另一方面所有的固废原料通常都需要经过烘干、混合、磨细过程等制备成尾矿固化剂，使固化材料的加工成本偏高，不适于推广应用。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中对尾矿进行干堆处理存在的以上不足，提供了一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法。采用本发明的技术方案能够根据选矿厂就近选择干堆场场址，且能够有效提高干堆筑坝和尾矿堆积体的结构强度和致密性，有利于保证其安全性。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，包括以下步骤：

步骤一、尾矿干堆场场址及尾矿固化胶凝材料的选择

对尾矿干堆场场区所在位置的地基承载力、基础水文地质进行调查、分析，通过技术、经济比较确定细粒尾矿干堆场的最优场址及尾矿干堆的总高度，并根据设计的尾矿堆存量确定尾矿干堆场的占地面积；同时对尾矿特性进行调查、分析，选择合适的尾矿固化胶凝材料；

步骤二、尾矿干堆场设计

在对尾矿干堆场场区地基调查与研究基础上，确定尾矿干堆的总高度；根据设计的尾矿堆存量确定尾矿干堆场占地面积；然后根据尾矿干堆场占地面积及尾矿排放流量将干堆筑坝形成尾矿干堆场的每一边分为8～20层空间区域，在最底部的第一层空间区域两侧分别堆筑外侧基础拦挡坝及内侧拦挡坝；

步骤三、细粒尾矿的干堆

1)尾矿浓缩及尾矿固化胶凝材料的添加

将选矿厂产生的尾矿浓缩为重量百分比浓度为40％～55％的尾矿浆，然后将浓缩后的尾矿浆与尾矿固化胶凝材料按照不同比例混合后分别加入到尾矿搅拌机中，经过充分搅拌均匀得到筑坝用尾矿浆和干堆用尾矿浆；

2)将筑坝用尾矿浆排放至最底部的第一层空间区域内，待该尾矿浆自然沉淀填满后，在该空间区域外上侧堆积一个外侧尾矿拦挡坝，然后向堆场中部区域排放干堆用尾矿浆，填满并自然沉淀固化至第一层高度；

3)当第一层干堆尾矿固结体的无侧限抗压强度≥0.2MPa时，对其进行碾压，接着进行第二层尾矿固结体的分区施工：在第二层空间区域内侧的堆场中部区域上堆筑第二层内侧拦挡坝，并将筑坝用尾矿浆排放至第二层空间区域内，待该尾矿浆自然沉淀填满固化后，在该空间区域外上侧堆积一个外侧尾矿拦挡坝，当第二层内外坝体之间的固化尾矿无侧限抗压强度≥0.2MPa时，对内外坝之间的已固化尾矿进行碾压；然后继续向堆场中部区域排放干堆用尾矿浆，填满并自然沉淀至第二层高度；

4)以此类推，直至完成最上一层干堆尾矿固结体的铺设，并经碾压，最终完成堆场后期堆积区域的尾矿固化干堆体的堆筑工作。

更进一步的，所述尾矿固化胶凝材料主要由原状工业副产石膏、矿渣微粉、水泥、粉煤灰、钢渣和电石渣进行配料形成，且上述六种组分的质量百分比分别比为：10～30％，40～50％，5～10％，5～10％，5～10％，10～15％，尾矿固化胶凝材料料浆的水灰比为0.6～1.0。

更进一步的，所述的原状工业副产石膏选用湿法烟气脱硫灰、磷石膏、氟石膏、柠檬酸石膏和钛石膏中的任一种。

更进一步的，每立方米筑坝用尾矿浆中添加50～100kg尾矿固化胶凝材料料浆，每立方米干堆用尾矿浆中添加10～50kg尾矿固化胶凝材料料浆。

更进一步的，所述外侧基础拦挡坝及内侧拦挡坝均采用堆石、粘土或尾矿堆筑而成，所述外侧尾矿拦挡坝采用已固化筑坝尾矿堆筑而成，且各拦挡坝的高h＝1.0～2.0m，顶宽b＝1.0～1.5m，外侧基础拦挡坝及外侧尾矿拦挡坝的内外坡比a＝1:1.5～1:3.0，内侧拦挡坝的内外坡比为1:1.5～2.0。

更进一步的，当外侧基础拦挡坝采用堆石堆筑时，其内外坡比为1:1.5～1:2.5，当外侧基础拦挡坝采用粘土堆筑时，其内外坡比为1:2.0～1:3.0。

更进一步的，所述外侧尾矿拦挡坝的外侧5～15cm厚的斜坡层用拌入草籽、秸秆粉和肥料的固化尾矿构成，外侧尾矿拦挡坝的水平层用于植树，所述掺杂有草籽、秸秆粉及肥料的尾矿中，所述草籽、秸秆粉、肥料及尾矿的质量比为(1-5):(10-100):(10-50):1000。

更进一步的，所述尾矿浓缩的质量百分比浓度优选为50％～55％，各层尾矿固结体经碾压后的无侧限抗压强度≥0.5MPa。

更进一步的，采用在平地四边干堆筑坝、中间排尾矿方式或者选择在山体旁三边干堆筑坝、中间排尾矿方式。

更进一步的，所述尾矿固化胶凝材料是先将工业副产石膏、电石渣加水变成泥浆，然后将配料中的剩余原料预拌后加入其中，一起搅拌形成的料浆；所述细粒尾矿是指-0.074mm粒级含量≥70％的尾矿，特别是指尾矿中-0.074mm粒级含量≥80％的尾矿。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，通过对尾矿干堆场的结构及具体堆积工艺等进行优化设计，尤其以尾矿固化体为主来建设尾矿坝，并向筑坝用尾矿浆与干堆用尾矿浆中加入不同比例的特定尾矿固化胶凝材料，从而可以有效提高尾矿坝以及尾矿干堆体的结构强度，保证安全性。

(2)本发明的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其尾矿固化胶凝材料主要由原状工业副产石膏、矿渣微粉、水泥、粉煤灰、钢渣和电石渣进行配料形成，并对各组分的配比进行优化设计，在尾矿堆积过程中，胶凝材料与尾矿的胶结反应滞后于尾矿沉积作用，因此固化反应可在水面下进行，尾矿受重力作用发生致密化重排，加上胶凝作用，有助于进一步提高固化干堆体的结构致密性，地质强度得到有效提高。

(3)本发明的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，通过对尾矿固化胶凝材料的组分及配比进行优化设计，从而还能够将尾矿中的重金属离子固溶进水化产物的晶体结构，降低了尾矿中重金属离子析出的二次污染风险，另外本发明的尾矿干堆体具备遇水无二次泥化的力学性能，设计最高强度≤1MPa，这可以保证尾矿中的有价成分在未来二次选矿时的磨矿成本大幅度降低。

(4)本发明的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，通过采用原状的工业副产石膏、电石渣加水成浆后作为载体，将胶凝材料的其余成分放入其中，一起加工成的料浆状胶凝材料，和粉状胶凝材料相比，它和尾矿浆均匀搅拌成一体的搅拌效率会大幅度提高，固化强度增大，施工成本降低，同时还实现了工业副产石膏固废的无害化处置。另外，本发明中可将各种工业固废在原状固废状态下直接进行应用，从而有效降低了干堆材料的生产成本，便于工业化推广应用。

(5)本发明的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，可根据选矿厂就近选择干堆场场址，可以采用四周筑坝、平地建设尾矿干堆场，缩短了堆场和选矿厂的距离，降低了尾矿输送成本；也可以傍山建设尾矿干堆场，在同样的堆场面积情况下，因为尾矿堆积高度的提高，采用本发明的方法尾矿干堆量比目前已有方法提高了50％以上。

(6)本发明的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，通过采用尾矿固化干堆加碾压，不仅能够增加库体的地质结构强度，且遇水后不会泥化，降低其对周边生态环境的影响，大大提高了尾矿干堆体的安全富余度，有助于尾矿干堆体的长期稳定。同时，本发明中尾矿坝的建设以尾矿固化体为主，不需要大量土方施工，工程量少，节省了尾矿坝建设投资和时间，坝体尾矿表面同时还具备了与尾矿固化干堆同步实施的绿化植被功能。

附图说明

图1是本发明的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法的堆存示意图。

附图标记为：1、外侧基础拦挡坝，2、外侧尾矿拦挡坝，3、碾压尾矿固结体，4、内侧拦挡坝，5、堆场中部区域，6、后期堆积区域。

具体实施方式

本发明的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，具体采用以下工艺：

(1)尾矿干堆场场址选择、尾矿特性分析及尾矿固化胶凝材料的选择与制备

1)尾矿干堆场场区及尾矿特性调查、分析：对尾矿干堆场场区所在位置的地基承载力、基础水文地质进行调查、分析，通过技术、经济比较确定细粒尾矿干堆场的最优场址；对选矿厂产出的尾矿浆的尾矿质量浓度、流速进行调查，对尾矿特性进行分析，包括尾矿粒度、矿物组成，以便选择合适的尾矿固化胶凝材料。

2)尾矿固化胶凝材料的选择：在对尾矿特性进行调查、分析的基础上，通过试验确定合适的低碱度的尾矿固化胶凝材料。本实施例的浆状尾矿固化胶凝材料以原状工业副产石膏(湿法烟气脱硫灰、磷石膏、氟石膏、柠檬酸石膏或钛石膏)、矿渣微粉、水泥、粉煤灰、钢渣和电石渣为主要原料进行配料，六者质量百分比分别比为：10～30％，40～50％，5～10％，5～10％，5～10％，10～15％。所述的浆状尾矿固化胶凝材料是先将按计量配料的工业副产石膏、电石渣一起加水变成泥浆，然后将配料中的剩余原料预拌后加入其中，一起搅拌成所述的尾矿固化胶凝材料料浆，该尾矿固化胶凝材料料浆的水灰比为0.6～1.0，且具有固定重金属离子的作用。

本申请的发明人通过大量实验研究对尾矿固化胶凝材料的组分及配比进行优化设计，以原状工业副产石膏加水成浆后作为载体，向尾矿浆中加入该胶凝材料，从而可以有效提高尾矿堆积体的致密性和固化强度，还能够将尾矿中的重金属离子固溶进水化产物的晶体结构，降低了尾矿中重金属离子析出的二次污染风险，另外本发明的干堆体尾矿具备遇水无二次泥化的力学性能，设计最高强度≤1MPa，这可以保证尾矿中的有价成分在未来二次选矿时的磨矿成本大幅度降低。

(2)尾矿干堆场设计

1)在对尾矿干堆场场区地基调查与研究基础上，确定尾矿干堆的总高度；根据设计的尾矿堆存量确定尾矿干堆场占地面积。

2)采用在平地四边干堆筑坝、中间排尾矿方式或者选择在山体旁三边干堆筑坝、中间排尾矿方式，根据尾矿干堆场占地面积及尾矿排放流量将干堆筑坝形成尾矿干堆场的每一边分为8～20层空间区域，每层空间区域长度80～400m、宽度L＝40～80m；在最底部的第一层空间区域两侧设计采用堆石、粘土或尾矿分别堆筑高h＝1.0～2.0m、顶宽b＝1.0～1.5m、内外坡比a＝1:1.5～1:3.0的外侧基础拦挡坝1及内外坡比为1:1.5～2.0的内侧拦挡坝4。

当外侧基础拦挡坝、内侧拦挡坝采用堆石堆筑时，所述的外侧基础拦挡坝内外坡比为1:1.5～1:2.5，内侧拦挡坝的内外坡比为1:1.5～1:2.0；当外侧基础拦挡坝、内侧拦挡坝皆采用粘土堆筑时，所述的外侧基础拦挡坝内外坡比为1:2.0～1:3.0，内侧拦挡坝的内外坡比为1:1.5～1:2.0。

(3)尾矿浓缩：将选矿厂产生的尾矿浓缩至重量百分浓度为40％～55％浓度的尾矿浆，其中以50％～55％的质量百分浓度为优。

(4)尾矿固化胶凝材料添加：将浓缩后的尾矿浆导入尾矿搅拌机中，将选择的浆状尾矿固化胶凝材料加入到尾矿搅拌机中，经过充分搅拌均匀，尾矿固化胶凝材料的添加量为每立方米筑坝用尾矿浆中添加50～100kg尾矿固化胶凝材料料浆，每立方米干堆用尾矿浆中添加10～50kg尾矿固化胶凝材料料浆。通过向筑坝用尾矿浆及干堆用尾矿浆中添加不同比例的尾矿固化胶凝材料，从而有利于进一步提高整个尾矿坝及尾矿干堆体的结构强度及安全性。

(5)将筑坝用尾矿浆排放至最底部的第一层空间区域内，待该尾矿浆自然沉淀填满后，利用已固化尾矿在该空间区域外上侧堆积一个外侧尾矿拦挡坝2，外侧尾矿拦挡坝2的最外侧5～15cm厚的斜坡层用拌入草籽、秸秆粉和肥料的固化尾矿构成，外侧尾矿拦挡坝的水平层用于植树，从而有利于对外侧尾矿拦挡坝2的表面进行进一步加强，防止干湿过程中遇水泥化，上述外侧尾矿拦挡坝2的坝体高h＝1.0～2.0m、顶宽b＝1.0～1.5m、内外坡比a＝1:1.5～1:3.0；然后向堆场中部区域5排放干堆用尾矿浆，填满并自然沉淀固化至第一层高度。

(6)在第一层干堆尾矿固结体的无侧限抗压强度≥0.2MPa时，对其进行碾压，使其整体固结强度≥0.5Mpa，接着进行第二层尾矿固结体的分区施工：在第二层空间区域内侧的堆场中部区域上利用堆石、粘土或尾矿堆筑高h＝1.0～2.0m、顶宽b＝1.0～1.5m、内外坡比为1:1.5～2.0的第二层内侧拦挡坝4，并将筑坝用尾矿浆排放至第二层空间区域内，待该尾矿浆自然沉淀填满固化后，利用含胶凝材料的已固化筑坝尾矿在该空间区域外上侧堆积一个外侧尾矿拦挡坝，外侧尾矿拦挡坝的最外侧5～15cm厚的斜坡层用拌入草籽、秸秆粉和肥料的固化尾矿构成，外侧尾矿拦挡坝的水平层用于植树，所述掺杂有草籽、秸秆粉及肥料的尾矿中，所述草籽、秸秆粉、肥料及尾矿的质量比为(1-5):(10-100):(10-50):1000，外侧尾矿拦挡坝的坝体高1.0～2.0m、顶宽1.0～1.5m、内外坡比1:1.5～1:3.0，当第二层内外坝体之间的固化尾矿无侧限抗压强度≥0.2MPa时，对内外坝之间的已固化尾矿进行碾压，形成致密的尾矿固结体的无侧限抗压强度≥0.5MPa；然后继续向堆场中部区域5排放干堆用尾矿浆，填满并自然沉淀至第二层高度。

以此类推，直至完成最上一层尾矿干堆固结体的铺设，并经碾压，最终完成堆场后期堆积区域6的尾矿固化干堆体的堆筑工作。

本发明所述细粒尾矿是指尾矿中-0.074mm粒级含量≥70％的尾矿，特别是指尾矿中-0.074mm粒级含量≥80％的尾矿。本发明在某有色矿山应用后，与新征尾矿库相比，减少尾矿堆存占地30％以上，使尾矿库同等占地情况扩容50％以上，减少尾矿运输及堆存成本40％以上，效果显著。

为进一步了解本发明的内容，现结合具体实施例对本发明作详细描述。

实施例1

由图1所示，本实施例的一种适于在平地对细粒尾矿进行干堆的方法，先根据矿山规划需求确定场址，通过对尾矿干堆场场址的调查，了解尾矿干堆场场址的工程地质及水文地质情况；再根据选矿厂排出尾矿的浓度、粒径分布情况及矿物组成等通过配比试验确定尾矿固化胶凝材料。本实施例中尾矿固化胶凝材料中各组成的质量百分比为：矿渣微粉43％，粉煤灰7％，原装湿法脱硫石膏25％(绝干)，42.5水泥5％，钢渣8％，原状电石渣12％(绝干)。先将按计量配料的工业副产石膏、电石渣一起加水变成泥浆，然后将配料中的剩余原料预拌后加入其中，一起搅拌成尾矿固化胶凝材料料浆，料浆状胶凝材料的pH值≤11，水灰比为0.8。

在对尾矿干堆场场区的地基调查与研究的基础上，确定尾矿干堆的总高度；根据设计的尾矿堆存量确定尾矿干堆场占地面积。

采用在平地四边干堆筑坝、中间排尾矿的方式；根据尾矿干堆场占地面积及尾矿排放流量将尾矿干堆场每一边分为15层空间区域，每层空间区域长度200m、宽度L＝80m；在最底部的第一层空间区域两侧利用堆石、粘土堆筑高h＝2.0m、顶宽b＝1.5m、内外坡比a＝1:2的外侧基础拦挡坝1及内外坡比为1:2的内侧拦挡坝4。在将浓缩至质量浓度为48±2％的、添加有尾矿固化胶凝材料料浆并搅拌均匀的筑坝用尾矿浆(每立方米筑坝用尾矿浆中添加70kg尾矿固化胶凝材料料浆)排放至最底部的第一层空间区域内，待该尾矿浆自然沉淀填满后，利用固化尾矿在该空间区域外上侧堆积一个外侧尾矿拦挡坝2，其中外侧尾矿拦挡坝2最外侧15cm厚的斜坡层由拌入草籽、秸秆粉和肥料的固化尾矿构成，外侧尾矿拦挡坝的水平层用于植树，外侧尾矿拦挡坝2的坝体高h＝2.0m、顶宽b＝1.5m、内外坡比a＝1:2。将第一层空间区域内的筑坝尾矿固结体进行碾压，并最终完成第一层碾压尾矿固结体3(筑坝尾矿固结体经固化碾压后形成)的铺设；然后向堆场中部区域5排放拌有尾矿固化胶凝材料的干堆用尾矿浆(每立方米干堆用尾矿浆中添加30kg尾矿固化胶凝材料料浆)，填满并自然沉淀至第一层高度。

由于分空间区域排放尾矿，可保证第一层空间区域中的尾矿有充足的固结时间，因此可直接铺设第二层空间区域并排放尾矿，但应保证第一层空间区域中的尾矿具有0.5Mpa的固结强度。在第一层碾压尾矿固结体3的固结强度≥0.5Mpa后，接着进行第二层尾矿固结体的填充铺设：在第二层空间区域内侧的堆场中部区域6上利用堆石、粘土堆筑高h＝2.0m、顶宽b＝1.0～1.5m内外坡比为1:1.5的内侧拦挡坝4，在第二层空间区域内将浓缩至质量浓度为48±2％的、尾矿固化胶凝材料料浆并搅拌均匀的筑坝用尾矿浆排放至第二层空间区域内，待该尾矿浆自然沉淀填满后，利用已固化筑坝尾矿在该空间区域外上侧堆积一个外侧尾矿拦挡坝2，外侧尾矿拦挡坝2最外侧15cm厚的斜坡层由拌入草籽、秸秆粉和肥料的固化尾矿构成(所述草籽、秸秆粉、肥料及尾矿的质量比为1:10:50:1000)，外侧尾矿拦挡坝的水平层用于植树，外侧尾矿拦挡坝2的坝体高h＝1.0～2.0m、顶宽b＝1.0～1.5m、内外坡比a＝1:1.5～1:3.0。当第二层筑坝尾矿固结体的无侧限抗压强度≥0.2MPa，对该筑坝尾矿固结体进行碾压，使其无侧限抗压强度≥0.5MPa；然后继续向堆场中部区域5排放干堆用尾矿浆，填满并自然沉淀至第二层高度。

以此类推，直至完成最上一层碾压尾矿固结体3的铺设，最终完成堆场后期堆积区域6的尾矿堆筑工作和堆场中部区域5的固化尾矿干堆工作，使被干化被固结尾砂均匀上升至计划高度，并在堆场中部区域5的表面进行植树绿化，完成尾矿固化干堆与尾矿堆积库体表面绿化植树同步进行的施工操作。

实施例2

本实施例的一种适于在山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其工艺基本同实施例1，其区别主要在于：本实施例中尾矿固化胶凝材料中各组成的质量百分比为：矿渣微粉50％，粉煤灰10％，原装湿法脱硫石膏20％(绝干)，42.5水泥5％，钢渣5％，原状电石渣10％(绝干)；先将按计量配料的工业副产石膏、电石渣一起加水变成泥浆，然后将配料中的剩余原料预拌后加入其中，一起搅拌成所述的尾矿固化胶凝材料料浆，料浆状尾矿固化胶凝材料的水灰比为0.6，pH值≤11。每立方米筑坝用尾矿浆中添加70kg尾矿固化胶凝材料料浆，每立方米干堆用尾矿浆中添加30kg尾矿固化胶凝材料料浆。所述外侧基础拦挡坝1和内侧拦挡坝4采用堆石堆筑而成，其高h＝1.0m、顶宽b＝1.0m，且外侧基础拦挡坝1的内外坡比a＝1:1.5，内侧拦挡坝4的内外坡比为1:2。本实施例中尾矿浓缩的质量百分比浓度为50％，外侧尾矿拦挡坝2最外侧15cm厚的斜坡层由拌入草籽、秸秆粉和肥料的固化尾矿构成(所述草籽、秸秆粉、肥料及尾矿的质量比为5:100:10:1000)。

实施例3

本实施例的一种适于在平地旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其工艺基本同实施例1，其区别主要在于：本实施例中尾矿固化胶凝材料中各组成的质量百分比为：矿渣微粉40％，粉煤灰5％，原装湿法脱硫石膏30％(绝干)，42.5水泥10％，钢渣5％，原状电石渣10％(绝干)。先将按计量配料的工业副产石膏、电石渣一起加水变成泥浆，然后将配料中的剩余原料预拌后加入其中，一起搅拌成所述的尾矿固化胶凝材料料浆，成为料浆状胶凝材料的pH值≤11，水灰比为1.0；且每立方米筑坝用尾矿浆中添加50kg尾矿固化胶凝材料料浆，每立方米干堆用尾矿浆中添加10kg尾矿固化胶凝材料料浆。所述外侧基础拦挡坝1和内侧拦挡坝4采用堆石堆筑而成，其高h＝1.5m、顶宽b＝1.2m，且外侧基础拦挡坝1的内外坡比a＝1:2.5，内侧拦挡坝4的内外坡比为1:1.5。本实施例中尾矿浓缩的质量百分比浓度为53％，外侧尾矿拦挡坝2最外侧15cm厚的斜坡层由拌入草籽、秸秆粉和肥料的固化尾矿构成(所述草籽、秸秆粉、肥料及尾矿的质量比为3:45:20:1000)。

实施例4

本实施例的一种适于在山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其工艺基本同实施例1，其区别主要在于：本实施例中尾矿固化胶凝材料中各组成的质量百分比为：矿渣微粉45％，粉煤灰10％，原装湿法脱硫石膏10％(绝干)，42.5水泥10％，钢渣10％，原状电石渣15％(绝干)。先将按计量配料的工业副产石膏、电石渣一起加水变成泥浆，然后将配料中的剩余原料预拌后加入其中，一起搅拌成所述的尾矿固化胶凝材料料浆，成为料浆状胶凝材料的pH值≤11，水灰比为0.7；且每立方米筑坝用尾矿浆中添加100kg尾矿固化胶凝材料料浆，每立方米干堆用尾矿浆中添加50kg尾矿固化胶凝材料料浆。所述外侧基础拦挡坝1和内侧拦挡坝4采用粘土堆筑而成，且外侧基础拦挡坝1的内外坡比a＝1:3，内侧拦挡坝4的内外坡比为1:1.8。本实施例中尾矿浓缩的质量百分比浓度为55％，外侧尾矿拦挡坝2最外侧15cm厚的斜坡层由拌入草籽、秸秆粉和肥料的固化尾矿构成(所述草籽、秸秆粉、肥料及尾矿的质量比为4:80:35:1000)。

Claims (10)

1.一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、尾矿干堆场场址及尾矿固化胶凝材料的选择

对尾矿干堆场场区所在位置的地基承载力、基础水文地质进行调查、分析，通过技术、经济比较确定细粒尾矿干堆场的最优场址及尾矿干堆的总高度，并根据设计的尾矿堆存量确定尾矿干堆场的占地面积；同时对尾矿特性进行调查、分析，选择合适的尾矿固化胶凝材料；

步骤二、尾矿干堆场设计

在对尾矿干堆场场区地基调查与研究基础上，确定尾矿干堆的总高度；根据设计的尾矿堆存量确定尾矿干堆场占地面积；然后根据尾矿干堆场占地面积及尾矿排放流量将干堆筑坝形成尾矿干堆场的每一边分为8～20层空间区域，在最底部的第一层空间区域两侧分别堆筑外侧基础拦挡坝(1)及内侧拦挡坝(4)；

步骤三、细粒尾矿的干堆

1)尾矿浓缩及尾矿固化胶凝材料的添加

将选矿厂产生的尾矿浓缩为重量百分比浓度为40％～55％的尾矿浆，然后将浓缩后的尾矿浆与尾矿固化胶凝材料按照不同比例混合后分别加入到尾矿搅拌机中，经过充分搅拌均匀得到筑坝用尾矿浆和干堆用尾矿浆；

2)将筑坝用尾矿浆排放至最底部的第一层空间区域内，待该尾矿浆自然沉淀填满后，在该空间区域外上侧堆积一个外侧尾矿拦挡坝(2)，然后向堆场中部区域(5)排放干堆用尾矿浆，填满并自然沉淀固化至第一层高度；

3)当第一层干堆尾矿固结体的无侧限抗压强度≥0.2MPa时，对其进行碾压，接着进行第二层尾矿固结体的分区施工：在第二层空间区域内侧的堆场中部区域(5)上堆筑第二层内侧拦挡坝(4)，并将筑坝用尾矿浆排放至第二层空间区域内，待该尾矿浆自然沉淀填满固化后，在该空间区域外上侧堆积一个外侧尾矿拦挡坝(2)，当第二层内外坝体之间的固化尾矿无侧限抗压强度≥0.2MPa时，对内外坝之间的已固化尾矿进行碾压；然后继续向堆场中部区域(5)排放干堆用尾矿浆，填满并自然沉淀至第二层高度；

4)以此类推，直至完成最上一层干堆尾矿固结体的铺设，并经碾压，最终完成堆场后期堆积区域(6)的尾矿固化干堆体的堆筑工作。

2.根据权利要求1所述的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其特征在于：所述尾矿固化胶凝材料主要由原状工业副产石膏、矿渣微粉、水泥、粉煤灰、钢渣和电石渣进行配料形成，且上述六种组分的质量百分比分别比为：10～30％，40～50％，5～10％，5～10％，5～10％，10～15％，尾矿固化胶凝材料料浆的水灰比为0.6～1.0。

3.根据权利要求2所述的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其特征在于：所述的原状工业副产石膏选用湿法烟气脱硫灰、磷石膏、氟石膏、柠檬酸石膏和钛石膏中的任一种。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其特征在于：每立方米筑坝用尾矿浆中添加50～100kg尾矿固化胶凝材料料浆，每立方米干堆用尾矿浆中添加10～50kg尾矿固化胶凝材料料浆。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其特征在于：所述外侧基础拦挡坝(1)及内侧拦挡坝(4)均采用堆石、粘土或尾矿堆筑而成，所述外侧尾矿拦挡坝(2)采用已固化筑坝尾矿堆筑而成，且各拦挡坝的高h＝1.0～2.0m，顶宽b＝1.0～1.5m，外侧基础拦挡坝(1)及外侧尾矿拦挡坝(2)的内外坡比a＝1:1.5～1:3.0，内侧拦挡坝(4)的内外坡比为1:1.5～2.0。

6.根据权利要求5所述的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其特征在于：当外侧基础拦挡坝(1)采用堆石堆筑时，其内外坡比为1:1.5～1:2.5，当外侧基础拦挡坝(1)采用粘土堆筑时，其内外坡比为1:2.0～1:3.0。

7.根据权利要求5所述的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其特征在于：所述外侧尾矿拦挡坝(2)的外侧5～15cm厚的斜坡层用拌入草籽、秸秆粉和肥料的固化尾矿构成，外侧尾矿拦挡坝的水平层用于植树，所述掺杂有草籽、秸秆粉及肥料的尾矿中，所述草籽、秸秆粉、肥料及尾矿的质量比为(1-5):(10-100):(10-50):1000。

8.根据权利要求4所述的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其特征在于：所述尾矿浓缩的质量百分比浓度优选为50％～55％，各层尾矿固结体经碾压后的无侧限抗压强度≥0.5MPa。

9.根据权利要求8所述的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其特征在于：采用在平地四边干堆筑坝、中间排尾矿方式；或者选择在山体旁三边干堆筑坝、中间排尾矿方式。

10.根据权利要求8所述的一种适于在平地或山体旁对细粒尾矿进行干堆的方法，其特征在于：所述尾矿固化胶凝材料是先将工业副产石膏、电石渣加水变成泥浆，然后将配料中的剩余原料预拌后加入其中，一起搅拌形成的料浆；所述细粒尾矿是指-0.074mm粒级含量≥70％的尾矿，特别是指尾矿中-0.074mm粒级含量≥80％的尾矿。