CN212535754U

CN212535754U - 膏体充填全尾砂制备系统

Info

Publication number: CN212535754U
Application number: CN202021244541.6U
Authority: CN
Inventors: 杨小聪; 许文远; 郭利杰; 叶季青; 史采星; 陈鑫政; 张雷; 刘志双
Original assignee: BGRIMM Technology Group Co Ltd
Current assignee: BGRIMM Technology Group Co Ltd
Priority date: 2020-06-29
Filing date: 2020-06-29
Publication date: 2021-02-12
Anticipated expiration: 2030-06-29

Abstract

本实用新型提供了一种膏体充填全尾砂制备系统，涉及矿山尾砂充填技术领域，本实用新型提供的膏体充填全尾砂制备系统包括旋流器、真空过滤机、沉降脱水装置、胶凝剂投放装置和搅拌装置；真空过滤机和沉降脱水装置均与旋流器连通，真空过滤机用于接收并浓缩旋流器分级出的粗砂浆，沉降脱水装置用于接收并浓缩旋流器分级出的细砂浆；胶凝剂投放装置、真空过滤机和沉降脱水装置的卸料口均与搅拌装置连通。本实用新型提供的膏体充填全尾砂制备系统将全尾砂进行分级处理后再进行混合，且处理后得到的粗砂浆滤饼含水率低，与脱水后的细砂浆混合后，显著提高了最终的充填料浆浓度，提高了浓缩效率与质量。

Description

膏体充填全尾砂制备系统

技术领域

本实用新型涉及矿山尾砂充填技术领域，尤其是涉及一种膏体充填全尾砂制备系统。

背景技术

全尾砂膏体充填因具有充填料浆泌水少、离析小、充填体均匀等优点，是矿山充填技术的发展方向。全尾砂膏体充填是指以选厂排放的全尾砂为骨料，以水泥或其它新型胶凝材料为胶凝剂，混合搅拌制备成具有膏体流态的浆体充填井下采场的工艺技术。对于全尾砂膏体充填，尾砂与水泥等胶凝材料的混合料浆达到膏体流态是关键，具体的定量表征指标有充填料浆的质量浓度、屈服应力、泌水率等，业内普遍认为质量浓度大于74％、屈服应力大于150Pa、泌水率小于3％可达到膏体充填。质量浓度、屈服应力、泌水率是相互关联的技术参数，对于特定全尾砂骨料的充填料浆而言，充填料浆质量浓度越高，屈服应力越大，泌水率越小。对此，尽可能将选厂排放的20％左右浓度的尾砂浆质量浓度提高是实现全尾砂膏体充填的关键。

目前，国内外普遍采用基于深锥浓密机的全尾砂膏体充填工艺，其工艺流程为：将选厂排放的20％浓度的全尾砂浆泵送至充填站深锥浓密机中，采用絮凝沉降的方式实现全尾砂浆快速沉降与浓缩脱水，将浓度提高至68％以上。充填时，深锥浓密机68％以上的底流尾砂浆泵送至搅拌系统，与水泥等胶凝材料通过两级搅拌制备成均匀膏体充填料浆后泵送至井下采场充填。该工艺技术主要存在以下几方面问题：

1)深锥浓密机底流浓度达不到膏体充填要求。深锥浓密机采用的絮凝沉降脱水属于重力沉降方式，即采用高分子的聚丙烯酰胺絮凝剂将细粒级的全尾砂颗粒凝聚为絮团以实现快速沉降脱水。深锥浓密机采用重力沉降脱水方式，受限于其机械结构及运行工况，全尾砂浆底流浓度普遍为65％－72％，难以进一步提高，无法满足膏体充填要求。全尾砂粒度越细，深锥浓密底流浓度越低。深锥浓密机内尾砂浆泥层高度及压缩时间也对底流浓度具有重要影响。对此，总体来看，基于全尾砂骨料特性及矿山选矿、充填不平衡现状，深锥浓密机的底流浓度无法满足稳定的膏体充填浓度要求。

2)骨料级配是影响充填体强度的主要因素，对于整体粒级偏细的全尾砂，在胶凝材料添加量相同条件下膏体充填体强度偏低，影响充填质量。目前，随着选矿工艺技术进步，为了提高选矿回收率，原矿磨矿细度越来越细，全尾砂粒级也越细，充填质量问题愈发突出。该工艺以全尾砂作为骨料，且不做任何级配优化，尾砂级配的变化严重影响了充填质量。

3)一部分矿石资源因矿物类型或磨矿工艺不同，全尾砂粒级偏粗或者粒级不稳定，对于这部分尾矿，采用基于深锥浓密机全尾砂膏体充填工艺时易导致深锥浓密机压耙。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种膏体充填全尾砂制备系统，可显著提高最终充填料浆浓度以及浓缩效率。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供一种膏体充填全尾砂制备系统，包括旋流器、真空过滤机、沉降脱水装置、胶凝剂投放装置和搅拌装置；

所述真空过滤机和所述沉降脱水装置均与所述旋流器连通，所述真空过滤机用于接收并浓缩所述旋流器分级出的粗砂浆，所述沉降脱水装置用于接收并浓缩所述旋流器分级出的细砂浆；

所述胶凝剂投放装置、所述真空过滤机和所述沉降脱水装置的卸料口均与所述搅拌装置连通。

进一步地，所述沉降脱水装置为深锥浓密机、立式砂仓或卧式砂仓，所述深锥浓密机、所述立式砂仓或所述卧式砂仓的进料口与所述旋流器的顶部连通，所述深锥浓密机、所述立式砂仓或所述卧式砂仓的卸料口与所述搅拌装置连通。

进一步地，所述沉降脱水装置为深锥浓密机。

进一步地，所述真空过滤机为陶瓷圆盘真空过滤机或水平真空带式过滤机，所述陶瓷圆盘真空过滤机或所述水平真空带式过滤机的进料口与所述旋流器的底部连通，所述陶瓷圆盘真空过滤机或所述水平真空带式过滤机的卸料口与所述搅拌装置连通。

进一步地，所述沉降脱水装置与所述搅拌装置之间连接有转排管路，所述转排管路上设有第一阀门，所述第一阀门用于控制进入所述搅拌装置中细砂浆的流量。

进一步地，所述沉降脱水装置与所述第一阀门之间还设有排放管，所述排放管的一端与所述转排管路连通，另一端用于与尾矿库连通，所述排放管上还设有用于控制排放流量的第二阀门。

进一步地，所述真空过滤机与所述搅拌装置之间还设有转运机构，所述转运机构用于将所述真空过滤机排出的粗砂浆定量转运至所述搅拌装置。

进一步地，所述胶凝剂投放装置包括水泥仓，所述水泥仓的卸料口与所述搅拌装置连通。

进一步地，所述水泥仓与所述搅拌装置之间设有微粉称，所述微粉称用于计量并将水泥输送至所述搅拌装置。

进一步地，进入所述搅拌装置中的粗砂浆和细砂浆的质量比为2/8－8/2。

本实用新型提供的膏体充填全尾砂制备系统能产生如下有益效果：

在使用上述膏体充填全尾砂制备系统时，首先旋流器将选厂排放出的全尾砂进行分级，按一定分级粒度分为粗砂浆与细砂浆，真空过滤机接收分级出的粗砂浆并对粗砂浆进行浓缩脱水，形成粗砂浆滤饼，沉降脱水装置接收分级出的细砂浆并对细砂浆进行浓缩脱水，胶凝剂投放装置中的胶凝剂与浓缩脱水后的粗砂浆和细砂浆共同排放至搅拌装置进行混合搅拌。

相对于现有技术来说，本实用新型提供的膏体充填全尾砂制备系统将全尾砂进行分级处理后再进行混合，细砂浆与粗砂浆分别选用与其物料特性相匹配的沉降脱水装置以及真空过滤机进行脱水处理，处理后得到的粗砂浆滤饼含水率低，与脱水后的细砂浆混合后，显著提高了最终的充填料浆浓度，提高了浓缩效率与质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的膏体充填全尾砂制备系统的结构示意图。

图标：1－旋流器；2－真空过滤机；21－陶瓷圆盘真空过滤机；22－水平真空带式过滤机；3－沉降脱水装置；31－深锥浓密机；4－胶凝剂投放装置；41－水泥仓；42－微粉称；5－搅拌装置；6－转排管路；7－第一阀门；8－排放管；9－第二阀门。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

本实施例在于提供一种膏体充填全尾砂制备系统，如图1所示，包括旋流器1、真空过滤机2、沉降脱水装置3、胶凝剂投放装置4和搅拌装置5；真空过滤机2和沉降脱水装置3均与旋流器1连通，真空过滤机2用于接收并浓缩旋流器1分级出的粗砂浆，沉降脱水装置3用于接收并浓缩旋流器1分级出的细砂浆；胶凝剂投放装置4、真空过滤机2和沉降脱水装置3的卸料口均与搅拌装置5连通。

具体在使用时，真空过滤机2和沉降脱水装置3分别对粗砂浆以及细砂浆进行浓缩脱水处理，更具有针对性，处理后得到的粗砂浆滤饼含水率低，显著提高最终充填料浆浓度。

其中，沉降脱水装置3为深锥浓密机31、立式砂仓或卧式砂仓，深锥浓密机31、立式砂仓或卧式砂仓的进料口与旋流器1的顶部连通，深锥浓密机31、立式砂仓或卧式砂仓的卸料口与搅拌装置5连通。

在使用时，深锥浓密机31、立式砂仓或卧式砂仓接收旋流器1顶部溢流的细砂浆，并采用重力沉降方式对细砂浆进行浓缩脱水，浓缩至底流浓度大于55％后，将浆料排放至搅拌装置5。上述深锥浓密机31、立式砂仓或卧式砂仓可有效的对细砂浆进行浓缩脱水，保证充填料浆浓度。

在至少一个实施例中，如图1所示，沉降脱水装置3为深锥浓密机31，深锥浓密机31适用于细粒级物料浓缩脱水，旋流器1溢流出的细砂浆可泵送至深锥浓密机进行脱水，降低压耙风险，同时，减少了絮凝剂用量，深锥浓密机31直径可以为14m，深锥浓密机31的底流浓度大于68％。

在一些实施例中，如图1所示，真空过滤机2为陶瓷圆盘真空过滤机21或水平真空带式过滤机22，陶瓷圆盘真空过滤机21或水平真空带式过滤机22的进料口与旋流器1的底部连通，陶瓷圆盘真空过滤机21或水平真空带式过滤机22的卸料口与搅拌装置5连通。

在使用时，陶瓷圆盘真空过滤机21或水平真空带式过滤机22接收旋流器1底部流出的细砂浆并将粗砂浆浓缩脱水为粗砂浆滤饼，随后排放至搅拌装置5。上述陶瓷圆盘真空过滤机21或水平真空带式过滤机22可有效的对粗砂浆进行浓缩脱水，保证充填料浆浓度。

在至少一个实施例中，真空过滤机2为陶瓷圆盘真空过滤机21，旋流器1底流粗砂浆通过陶瓷圆盘真空过滤机21制备为滤饼，其含水率约10％，粗砂浆滤饼可以堆存于堆场备用。

在一些实施例中，如图1所示，沉降脱水装置3与搅拌装置5之间连接有转排管路6，转排管路6上设有第一阀门7，第一阀门7用于控制进入搅拌装置5中细砂浆的流量。

第一阀门7可以用来控制进入搅拌装置5中细砂浆的流量，即在全尾砂进行分级处理后可以根据需要将浓缩后的粗砂浆与浓缩后的细砂浆按比例进行混合，进一步对全尾砂级配进行优化，可制备出更为理想的充填骨料，充填体强度性能显著提高，充填水泥单耗显著降低，降低了充填成本。

具体在使用时，可以实时监控物料变化，并通过第一阀门7调节进入搅拌装置5中细砂浆与粗砂浆的比例，实现充填尾砂骨料级配的相对稳定。

在上述实施例的基础上，如图1所示，沉降脱水装置3与第一阀门7之间还设有排放管8，排放管8的一端与转排管路6连通，另一端用于与尾矿库连通，排放管8上还设有用于控制排放流量的第二阀门9。

细粒级高浓度料浆在不充填时，可以关闭第一阀门7，打开第二阀门9，将多余浆体泵送至尾矿库，也可以泵送至矿区内其他流程中以形成闭路。

在一些实施例中，为了便于将真空过滤机2排出的粗砂浆滤饼转运至搅拌装置5，真空过滤机2与搅拌装置5之间还设有转运机构，转运机构用于将真空过滤机2排出的粗砂浆定量转运至搅拌装置5。

其中，转运机构可以为输送皮带机，真空过滤机2浓缩脱水后的粗砂浆滤饼排放至输送皮带机，然后通过输送皮带机输送至搅拌装置5。

具体地，输送皮带机具有计量称，即输送皮带机可控制粗砂浆的排放量，从而更好的与第一阀门7配合，调整粗砂浆与细砂浆的混合比例。

胶凝剂投放装置4中的凝胶剂可以为水泥或其它新型胶凝材料。

当凝胶剂采用水泥时，如图1所示，胶凝剂投放装置4包括水泥仓41，水泥仓41的卸料口与搅拌装置5连通，以将水泥投放至搅拌装置5内，并与粗砂浆和细砂浆进行混合。

在一些实施例中，如图1所示，水泥仓41与搅拌装置5之间设有微粉称42，微粉称42用于计量并将水泥输送至搅拌装置5，以实现水泥的定量转运。

在一些实施例中，进入搅拌装置5中的粗砂浆和细砂浆的质量比为2/8－8/2。粗砂浆与细砂浆按上述比例混合后，尾砂级配更为合理，充填体强度性能得到提高，水泥充填单耗降低，经济效益显著。

具体地，进入搅拌装置5中的粗砂浆和细砂浆的质量比可以为2/8、1/3、1、2或者8/2。

以下对膏体充填全尾砂制备系统的使用过程进行具体说明：

1)该膏体充填全尾砂制备系统可用于全尾砂，且尾砂粒级组成中－74微米部分含量小于85％。旋流器1将选厂排放的20％(质量浓度)左右浓度的全尾砂浆分级为粗砂浆与细砂浆，分级粒度为20μm－100μm。粗砂浆与细砂浆可采用泵送或自流方式分别输送至真空过滤机2和沉降脱水装置3，具体采用泵送还是自流可根据旋流器1及浓缩系统等设备的布置情况进行选择；

2)对旋流器1分级的粗砂浆进行浓缩脱水，由于粗砂浆粒级偏粗，采用机械过滤脱水的方式制备滤饼，具体可以采用陶瓷圆盘真空过滤机21或水平真空带式过滤机22，制备到的滤饼含水率小于15％，通过脱水制备的滤饼存储于粗砂浆堆场中备用；

对于旋流器分级的细砂浆采用重力沉降方式进行浓缩脱水，浓缩至底流浓度大于55％，脱水设备可以选择深锥浓密机、立式砂仓或卧式砂仓其中至少一种。另外，细粒级高浓度料浆在不充填时，可将多余浆体泵送至尾矿库或矿区内其他流程中以形成闭路；

3)粗砂滤饼与细砂浆按一定比例排放至搅拌系统并与水泥进行混合，其中，粗砂浆与细砂浆的混合比例为2/8－8/2。

以下对上述膏体充填全尾砂制备系统在实际中的应用进行具体说明：

某铜矿采选生产能力5000t/d，采用下向进路胶结充填采矿法回采，对充填体质量要求高。进路采场断面4m×4m，长度20－30m，下部1.5m按灰砂比1：4进行充填，28d单轴抗压强度大于3MPa，中部2m按灰砂比1：8进行充填，28d单轴抗压强度大于1MPa，顶部0.5m采用非胶结充填进行接顶。矿山原采用基于立式砂仓的分级尾砂充填系统工艺，充填浓度70％左右，充填料浆离析较为严重，采场脱水量大，导致充填效率低，同时，还面临分级尾砂充填骨料不足问题。对此，本实施例中的膏体充填全尾砂制备系统可解决上述问题。

矿山全尾砂粒级较细，－200目含量为71.5％，－400目含量为54.2％。为了提高充填质量，采用了上述膏体充填全尾砂制备系统，具体如下：

1)根据5000t/d的生产能力，矿山日充填空区体积为1618m³，考虑到料浆流失等，每天充填料浆量为1831m³。每天按2班，实际充填时间12h计算，充填能力为150m³/h。

2)根据尾砂旋流分级试验，底流粗砂浆－200目含量为35.41％，－400目含量16.2％，底流产率为44.35％，溢流细砂浆－200目含量为83.3％，－400目含量为78.3％，产率为55.65％。根据充填配比试验结果，底流粗砂浆/溢流细砂浆按7/3新比例进行混合，充填浓度75％，可达到较优的充填体强度性能指标。

3)选厂处理能力为5000t/d，尾砂产率为85％，尾砂产量为4250t/d，按24h供砂计算，供砂能力为177t/h，供砂浓度为28％，供砂流量为527m3/h，对此，供砂泵选择2台200ZJA－I－A75渣浆泵，流量540m3/h，扬程53m，供砂管路为D355×(12+4.5)陶瓷复合管。

选厂尾砂泵送至充填站，通过站内旋流器1进行分级，底流粗砂浆产率约45％，溢流细砂浆产率约55％，旋流器1选用FX350－GX型8台，其中3台备用。旋流器1底流粗砂浆通过陶瓷圆盘真空过滤机21制备为滤饼，含水率约10％，粗砂浆滤饼堆存于堆场备用。溢流细砂浆泵送至深锥浓密机31进行脱水，深锥浓密机直径14m，深锥浓密机底流浓度大于68％。充填时，底流粗砂浆通过装载机上料至缓存漏斗，通过漏斗底部变频圆盘给料机给料至输送皮带机，然后通过皮带计量并输送至搅拌装置5；溢流细砂浆通过深锥浓密机底部的变频渣浆泵定量泵送至搅拌装置5；水泥仓内水泥通过微粉秤定量供料至搅拌装置5，充分搅拌后采用充填工业泵泵送至采场进行充填。最终充填浓度可达75％－77％，实现了稳定膏体充填。

综上所述，本实用新型提供的膏体充填全尾砂制备系统具有以下优点：

1.本实施例提供的膏体充填全尾砂制备系统将全尾砂进行分级处理后再进行混合，细砂浆与粗砂浆分别选用与其物料特性相匹配的沉降脱水装置以及真空过滤机进行脱水处理，降低压耙风险，且处理后得到的粗砂浆滤饼含水率低，与脱水后的细砂浆混合后，显著提高了最终的充填料浆浓度，提高了浓缩效率与质量；

2.在全尾砂进行分级处理后可以根据需要将浓缩后的粗砂浆与浓缩后的细砂浆按比例进行混合，对全尾砂级配进行优化，可制备出更为理想的充填骨料，充填体强度性能显著提高，充填水泥单耗显著降低，降低了充填成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种膏体充填全尾砂制备系统，其特征在于，包括旋流器(1)、真空过滤机(2)、沉降脱水装置(3)、胶凝剂投放装置(4)和搅拌装置(5)；

所述真空过滤机(2)和所述沉降脱水装置(3)均与所述旋流器(1)连通，所述真空过滤机(2)用于接收并浓缩所述旋流器(1)分级出的粗砂浆，所述沉降脱水装置(3)用于接收并浓缩所述旋流器(1)分级出的细砂浆；

所述胶凝剂投放装置(4)、所述真空过滤机(2)和所述沉降脱水装置(3)的卸料口均与所述搅拌装置(5)连通。

2.根据权利要求1所述的膏体充填全尾砂制备系统，其特征在于，所述沉降脱水装置(3)为深锥浓密机(31)、立式砂仓或卧式砂仓，所述深锥浓密机(31)、所述立式砂仓或所述卧式砂仓的进料口与所述旋流器(1)的顶部连通，所述深锥浓密机(31)、所述立式砂仓或所述卧式砂仓的卸料口与所述搅拌装置(5)连通。

3.根据权利要求2所述的膏体充填全尾砂制备系统，其特征在于，所述沉降脱水装置(3)为深锥浓密机(31)。

4.根据权利要求1所述的膏体充填全尾砂制备系统，其特征在于，所述真空过滤机(2)为陶瓷圆盘真空过滤机(21)或水平真空带式过滤机(22)，所述陶瓷圆盘真空过滤机(21)或所述水平真空带式过滤机(22)的进料口与所述旋流器(1)的底部连通，所述陶瓷圆盘真空过滤机(21)或所述水平真空带式过滤机(22)的卸料口与所述搅拌装置(5)连通。

5.根据权利要求1所述的膏体充填全尾砂制备系统，其特征在于，所述沉降脱水装置(3)与所述搅拌装置(5)之间连接有转排管路(6)，所述转排管路(6)上设有第一阀门(7)，所述第一阀门(7)用于控制进入所述搅拌装置(5)中细砂浆的流量。

6.根据权利要求5所述的膏体充填全尾砂制备系统，其特征在于，所述沉降脱水装置(3)与所述第一阀门(7)之间还设有排放管(8)，所述排放管(8)的一端与所述转排管路(6)连通，另一端用于与尾矿库连通，所述排放管(8)上还设有用于控制排放流量的第二阀门(9)。

7.根据权利要求1所述的膏体充填全尾砂制备系统，其特征在于，所述真空过滤机(2)与所述搅拌装置(5)之间还设有转运机构，所述转运机构用于将所述真空过滤机(2)排出的粗砂浆定量转运至所述搅拌装置(5)。

8.根据权利要求1所述的膏体充填全尾砂制备系统，其特征在于，所述胶凝剂投放装置(4)包括水泥仓(41)，所述水泥仓(41)的卸料口与所述搅拌装置(5)连通。

9.根据权利要求8所述的膏体充填全尾砂制备系统，其特征在于，所述水泥仓(41)与所述搅拌装置(5)之间设有微粉称(42)，所述微粉称(42)用于计量并将水泥输送至所述搅拌装置(5)。

10.根据权利要求1所述的膏体充填全尾砂制备系统，其特征在于，进入所述搅拌装置(5)中的粗砂浆和细砂浆的质量比为2/8－8/2。