干堆工艺在尾矿库建设中的应用_林心

总第175期2010年8月 南　方　金　属ＳＯＵＴＨＥＲＮＭＥＴＡＬＳ Ｓｕｍ.175

Ａｕｇｕｓｔ　2010　

　收稿日期:2010-04-12

　作者简介:林　心(1983-),女,2008年毕业于华南理工大学岩土工程专业.

　文章编号:1009-9700(2010)04-0030-03

干堆工艺在尾矿库建设中的应用

林　心

(广东省冶金建筑设计研究院,广东广州510080)

摘　要:以广东某多金属矿为背景,介绍了在目前尾矿库建设中日益兴起的尾矿干堆工艺.与传统湿堆工艺相比,干堆工艺在环保、安全等方面均存在明显的优势,可以预见干堆工艺将获得越来越广泛的应用.关键词:尾矿;干堆工艺;湿堆工艺

中图分类号:ＴＤ926.4 文献标识码:Ａ

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｒｙｓｔａｃｋｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｔｏｔｈｅ

ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔａｉｌｉｎｇｒｅｓｅｒｖｏｉｒ

ＬＩＮＸｉｎ

(ＧｕａｎｇｄｏｎｇＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ,Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ510080,Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴａｋｉｎｇａｐｏｌｙｍｅｔａｌｌｉｃｍｉｎｅｉｎＧｕａｎｇｄｏｎｇａｓａｃａｓｅ,ｔｈｅｐａｐｅｒｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｄｒｙｓｔａｃｋｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｕｓｅｄｆｏｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇｔａｉｌｉｎｇｒｅｓｅｒｖｏｉｒ.Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｗｅｔｓｔａｃｋｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ,ｔｈｅｄｒｙｓｔａｃｋｉｎｇｏｎｅｈａｓｓｔｒｉｋｉｎｇａｄｖａｎｔａｇｅｉｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｓａｆｅｔｙ.Ｉｔｉｓｐｒｅｄｉｃｔｅｄｔｈａｔｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｕｓｅｗｉｌｌｂｅｍａｄｅｔｏｔｈｅｄｒｙｓｔａｃｋｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ.

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｔａｉｌｉｎｇｓ;ｄｒｙｓｔａｃｋｉｎｇ;ｗｅｔｓｔａｃｋｉｎｇ

0　概　况

我国是一个矿业大国,截至2008年的统计数据,全国共有非煤矿山数目为94753座,其中金属矿山8395座,非金属矿山83431座,其它矿山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

[1]

.

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—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.

根据国家安鉴局统计数据,全国共有12655座尾矿库,其中四等和五等小型尾矿库12122座,占绝大多数.金属矿山堆存的尾矿量已达50亿ｔ以上,而且以6亿ｔ/ａ的速度递增,其中铁矿山每年排放

1.3亿ｔ,有色金属矿山年排放1.4亿ｔ,黄金矿山较少,也在2450万ｔ以上.目前我国绝大部分尾矿库是利用传统水力冲填法使尾矿入库,矿浆浓度一般为15%～25%,即砂∶水=1∶5.7～1∶3.0.大量的矿浆水渗入自然环境会造成环境污染,因此传统水力冲填法尾矿入库缺陷明显.

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,同时减少尾砂入库后的水分向自然环境的流失,保护环境.在国家大力推行节能减排的政策的号召下,尾矿采用干堆入库将成为今后尾矿库研究的一个方向.

1　尾矿干堆的优劣势

尾矿干堆指利用大型脱水设备,将选矿排出的尾矿浆,进入搅拌槽缓冲后用渣浆泵送到脱水车间,经脱水设备充分挤压成为干片状的尾渣饼,浓度达到80%以上,含水量仅有20%左右,利用皮带传送

机运往尾矿于堆场里分层堆放的尾矿堆放方式.

传统水力冲填工艺,以尾矿浆的形式,连水带砂全部进入尾矿库,由于大量的矿浆水存在,给尾矿库带来一系列的问题:1)矿浆水常含有选矿过程中添加的药剂、重金属离子以及在尾矿堆存过程中氧化产生的硫酸等物质,虽然含量微少,但由于大多数尾矿库并不设置防渗结构层,尾矿堆体内的矿浆水可以自由地渗入周边环境,造成环境污染.2)传统水力冲填法尾矿库内浸润线位置始终较高,对坝坡安全稳定不利.

尾矿干堆工艺在环保方面的优势不言而喻,采用尾矿干堆可以较好地解决尾矿库内水的问题.绝大部分矿浆水均在入库前就回用或集中处理,避免了污水的流失,减少了对环境的污染.采用尾矿干堆工艺还可以增加尾矿堆积体的安全度,有助于堆积体的长期稳定,也是对周边环境的保护,具体表现为:1)因为库内不存积水,坝体内没有浸润线,坝体不会因渗透破坏,造成事故.2)当发生地震时不会产生液化现象,抗震安全度较高.3)当发生溃坝时不会出现泥石流现象,堆积坝边坡产生滑坡造成的影响和损失较小.4)堆积坝体内不会产生夹层.

任何新生事物都具有相对性、两面性,由以上说明可以看出,同传统水力冲填工艺相比,尾矿干堆工艺具有较明显的优势,但是也存在一些劣势:

1)若不是新建矿山,一般需要技术改造,因而经济效益好的矿山容易接受,经济效益差的矿山企业资金链难以维系;

2)利用国产脱水设备,虽然备品备件供应与采购比较容易,价格较低廉,但是一般国产设备质量较差,需要经常修理与维护;

3)尾矿脱水的干堆技术,对采用浮选法生产的矿山一般效益不明显,其应用条件受到限制.

通过以上说明,将尾矿干式、湿式排放工艺的优劣势对比整理如下,如表1所示.

表1　尾矿干、湿式排放工艺对比表

尾矿干堆工艺传统水力冲填(湿堆)工艺

优势1)安全度高

2)对环境影响较小

3)回水循环使用

4)同库址情况下,堆存量较大

1)工艺成熟

2)设备投资小

劣势干堆设备投资较大1)对环境影响较大

2)安全度低

3)占地面积较大

2　尾矿疏干的方法

疏干尾矿中的水分主要有以下方法[2]:

1)压滤方式:尾矿在一定压力作用下,挤干部

分砂体中的水分,常用设备为板框式压滤机或箱式

压滤机.该法用于处理较粗粒径尾矿的效果较好,压

滤后尾矿中含水率一般可以降至20%左右.辽宁排

山楼金矿采用此法滤干尾矿.

2)真空过滤:利用真空负压,将尾矿中的水分

吸除,常用设备有陶瓷过滤机和带式真空过滤机.真

空吸附对于较细粒径的尾矿效果更好,真空吸附后

含水率也可降为20%.广东信宜东坑金矿采用

此法.

3)多段浓密:采用高效浓密机,多段浓密,辅以

絮凝剂的作用,可将尾矿浓度提高至50%～60%,形

成高浓缩尾矿膏体,尾矿浆体粘度很高,在排放过程

中不会按颗粒大小产生离析,可以形成坡度为3%

～5%的锥坡状堆体.利用此特性,尾矿堆存采用小

坡面尾砂起堆,可以获得比传统水力冲填法大得多

的库容.辽宁鞍山齐大山铁矿风水沟尾矿库采用了

高浓缩尾矿入库.

4)沉淀池:一般采用平流式多个沉淀池串连,

根据尾矿自然沉降规律浓缩尾矿,澄清并排出尾水,

辅以絮凝剂作用可以加速尾矿颗粒的沉降.尾矿浓

缩浓度可以随晾晒时间延长增高,一般需要时间较

长,因此沉淀池浓缩尾矿处理量不大,仅适用于小型

矿山.安徽铜陵焦冲金矿设计采用此法.

3　广东某多金属矿干堆、湿堆方案对比

广东某多金属矿进行尾矿库方案比选时,采用

了两处库址,两种建设方案进行对比.

该多金属矿选矿厂下游为二类水系,如采用传

统湿堆工艺,由于环保要求限制,尾矿库库址则须选

择在矿区东南约3ｋｍ以外的山谷内,该库尾矿需扬

送且输送管路长,并涉及到尾矿回水和供电距离远、

投资大和管理不方便等问题.湿堆方案设计:尾矿坝

拟采用上游式尾矿筑坝方式.初期坝采用透水碾压

堆石坝,坝顶标高314ｍ,坝轴线长100ｍ,坝顶宽度

4.0ｍ,初期总库容42.08万ｍ3,有效库容14.73万

ｍ3,可为矿山服务6.8个月.后期采用上游式尾砂

筑坝,最终堆积标高378ｍ,总库容420.2万ｍ3,有

效库容357.17万ｍ3,满足选厂20ａ服务年限内堆

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