膏體充填與尾礦處置技術(shù)研究進(jìn)展

1、提 綱1、超細(xì)全尾的概念與特征1.1 全尾礦與尾礦庫(kù)u銅：銅：0.87%；u鉛鉛+鋅：鋅：5%10%；u鎳：鎳：1%u露天：露天：3%-5%u全面法：全面法：4%-20%u充填法：充填法：3%-15%u崩落法：崩落法：8%-45%u共共(伴伴)生礦占生礦占總儲(chǔ)量總儲(chǔ)量80%；u共生礦回收率共生礦回收率50%-60% ；u伴生回收率為伴生回收率為40% 。 品位低品位低回收率低回收率低排放量大排放量大u現(xiàn)有尾礦總現(xiàn)有尾礦總量達(dá)量達(dá)80億億tu年排放尾礦年排放尾礦量達(dá)量達(dá)6億億t。地質(zhì)地質(zhì)采礦采礦選礦選礦尾礦尾礦損貧高損貧高云南武定德昌鈦礦廠尾礦庫(kù)云南武定德昌鈦礦廠尾礦庫(kù)2001.7.102001

2、.7.10云南省武定縣云南省武定縣7 7人死亡人死亡陜西鎮(zhèn)安黃金礦業(yè)尾礦庫(kù)陜西鎮(zhèn)安黃金礦業(yè)尾礦庫(kù)2006.4.302006.4.30陜西省商洛市陜西省商洛市1717人死亡人死亡遼寧海城鼎洋礦業(yè)有限公司選遼寧海城鼎洋礦業(yè)有限公司選礦廠礦廠5 5號(hào)尾礦庫(kù)號(hào)尾礦庫(kù)2007.11.252007.11.25遼寧省海城市遼寧省海城市1515人死亡，人死亡，2 2人失人失蹤，蹤，3838人受傷人受傷山西襄汾新塔礦業(yè)公司尾礦庫(kù)山西襄汾新塔礦業(yè)公司尾礦庫(kù)2008.9.82008.9.8山西省襄汾縣山西省襄汾縣276276人死亡人死亡1.1 全尾礦與尾礦庫(kù)尾礦庫(kù)現(xiàn)狀尾礦庫(kù)現(xiàn)狀尾礦庫(kù)是礦山尾礦庫(kù)是礦山最大危險(xiǎn)源最大

3、危險(xiǎn)源1.1 全尾砂與尾礦庫(kù)全國(guó)各類(lèi)尾礦庫(kù)共全國(guó)各類(lèi)尾礦庫(kù)共 12655 座，近座，近40%尾礦庫(kù)為非正常庫(kù)尾礦庫(kù)為非正常庫(kù) ，如同懸在人們頭頂?shù)娜缤瑧以谌藗冾^頂?shù)摹把呷呷?，潰決的風(fēng)險(xiǎn)極大，潰決的風(fēng)險(xiǎn)極大u四川汶川震區(qū)內(nèi)尾礦庫(kù)全部垮壩，為災(zāi)區(qū)的恢復(fù)重建四川汶川震區(qū)內(nèi)尾礦庫(kù)全部垮壩，為災(zāi)區(qū)的恢復(fù)重建帶來(lái)極大的困難帶來(lái)極大的困難u平均粒徑小于平均粒徑小于0.03mm；u-800目大于目大于50%；u+200目小于目小于10%；u+400目小于目小于30%為了追求選礦回收率，磨尾細(xì)度越來(lái)越細(xì)，超細(xì)全尾處置面臨為了追求選礦回收率，磨尾細(xì)度越來(lái)越細(xì)，超細(xì)全尾處置面臨新的問(wèn)題。新的問(wèn)題。賦存條件復(fù)

4、賦存條件復(fù)雜，品位低雜，品位低磨礦磨礦目的礦物分離目的礦物分離提高回收率提高回收率1.2 超細(xì)全尾的定義及特征原原因因定定義義粒徑/小于某粒徑土粒含量/%超超細(xì)細(xì)全全尾尾的的特特征征u 超細(xì)全尾沉降速度慢，不足超細(xì)全尾沉降速度慢，不足分級(jí)必砂的分級(jí)必砂的1/10，濃密困難，濃密困難u 超細(xì)全尾滲透性差，是分級(jí)超細(xì)全尾滲透性差，是分級(jí)尾砂的尾砂的1/100，脫水困難，采，脫水困難，采場(chǎng)充填存在較大的安全隱患場(chǎng)充填存在較大的安全隱患u 尾礦孔隙水壓力大，固結(jié)強(qiáng)尾礦孔隙水壓力大，固結(jié)強(qiáng)度低，難以筑壩度低，難以筑壩浸潤(rùn)線高帶來(lái)堤壩不安全浸潤(rùn)線高帶來(lái)堤壩不安全超細(xì)全尾沉降速度慢超細(xì)全尾沉降速度慢1.2超

5、細(xì)全尾的定義及特征初期壩浸潤(rùn)線尾礦砂水力旋流器細(xì)粒尾礦1.3超細(xì)全尾處置方式分類(lèi)超超細(xì)細(xì)全全尾尾1.4 超細(xì)全尾處置演變的技術(shù)路線濕式直排濕式直排干式堆存干式堆存半干式堆存半干式堆存過(guò)濾機(jī)過(guò)濾機(jī)濃密機(jī)濃密機(jī)處置方式處置方式脫水設(shè)備脫水設(shè)備產(chǎn)品形態(tài)產(chǎn)品形態(tài)運(yùn)輸方式運(yùn)輸方式濾餅濾餅膏體膏體汽車(chē)皮汽車(chē)皮帶輸送機(jī)帶輸送機(jī)管道管道地地表表處處置置為了追求處理效率與能力，全尾處置產(chǎn)品從濾餅演變到膏體為了追求處理效率與能力，全尾處置產(chǎn)品從濾餅演變到膏體使超細(xì)全尾處置發(fā)生了根本性變革使超細(xì)全尾處置發(fā)生了根本性變革1.5 超細(xì)全尾充填演變的技術(shù)路線優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)超細(xì)全尾膏體充填技術(shù)成為重中之重超細(xì)全尾膏體充填技術(shù)成為

6、重中之重2、全尾充填與處置技術(shù)現(xiàn)狀上游法上游法筑壩方法：尾礦庫(kù)最常見(jiàn)的筑壩方法是上升壩筑壩方法：尾礦庫(kù)最常見(jiàn)的筑壩方法是上升壩 包括上游法、下游法和中線法三種。包括上游法、下游法和中線法三種。定義：定義：子壩中心線位置不斷向子壩中心線位置不斷向初期壩上游方向移升，初期壩上游方向移升，壩體由流動(dòng)的礦漿逐漸壩體由流動(dòng)的礦漿逐漸沉積而成。沉積而成。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：浸潤(rùn)線位置高，壩體穩(wěn)浸潤(rùn)線位置高，壩體穩(wěn)定性較差。定性較差。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，管理方便，工藝簡(jiǎn)單，管理方便，成本較低，應(yīng)用廣泛。成本較低，應(yīng)用廣泛。2.1 地表直接排放尾礦庫(kù)下游法下游法定義：定義：子壩中心線位置不斷向子壩中心線位置不斷向初

7、期壩下游方向移升。初期壩下游方向移升。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：壩體尾礦顆粒粗，滲透壩體尾礦顆粒粗，滲透性能好，壩體穩(wěn)定性較性能好，壩體穩(wěn)定性較高。高。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：管理復(fù)雜，只適合于粒管理復(fù)雜，只適合于粒度較粗的尾礦。度較粗的尾礦。 2.1 地表直接排放尾礦庫(kù)中線法中線法定義：定義：壩頂中心線位置始終不壩頂中心線位置始終不變，壩體垂直向上不斷變，壩體垂直向上不斷升高。升高。特點(diǎn)：特點(diǎn)：尾礦壩均采用了內(nèi)部不尾礦壩均采用了內(nèi)部不透水帶和排水帶，以減透水帶和排水帶，以減輕對(duì)壩體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的輕對(duì)壩體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的不良影響。不良影響。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：介于上游法與下游介于上游法與下游法之間，其應(yīng)用范圍逐法之間，其應(yīng)用范圍

8、逐漸增大漸增大2.1 地表直接排放尾礦庫(kù)三種三種傳統(tǒng)傳統(tǒng)濕排濕排方式方式的優(yōu)的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)筑壩筑壩方法方法尾礦尾礦要求要求蓄水適應(yīng)蓄水適應(yīng)性性抗震抗震性性升高速度升高速度限制限制筑壩成筑壩成本本上上游游法法全尾砂至少全尾砂至少40%60%的尾礦砂的尾礦砂不適合大量不適合大量蓄水蓄水差差510m/a低低下下游游法法適用于任意適用于任意類(lèi)型尾礦類(lèi)型尾礦好好好好沒(méi)限制沒(méi)限制高高中中線線法法尾礦砂或低尾礦砂或低塑性尾礦泥塑性尾礦泥在適當(dāng)?shù)脑O(shè)在適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)下可臨時(shí)計(jì)下可臨時(shí)蓄積洪水蓄積洪水一般一般沒(méi)限制沒(méi)限制中中2.1地表直接排放尾礦庫(kù)u排放濃度低于排放濃度低于30%u消耗大量的水消耗大量的水中線法的應(yīng)用比

9、例最低，但是未來(lái)尾礦濕法排放的發(fā)展方向中線法的應(yīng)用比例最低，但是未來(lái)尾礦濕法排放的發(fā)展方向2.1 地表直接排放尾礦庫(kù)排放排放濃度濃度按照尾砂的利用方法和利用率，可將充填分為分級(jí)尾砂充填和按照尾砂的利用方法和利用率，可將充填分為分級(jí)尾砂充填和全尾砂充填兩大類(lèi)。全尾砂充填兩大類(lèi)。2.2 井下充填尾尾砂砂充充填填分級(jí)尾砂分級(jí)尾砂水砂充填水砂充填膠結(jié)充填膠結(jié)充填全尾砂全尾砂高濃度膠高濃度膠結(jié)充填結(jié)充填輸送濃度輸送濃度65%尾砂利用率尾砂利用率50%輸送濃度輸送濃度75%尾砂利用率尾砂利用率90100%根據(jù)充填體在不同部位以及充填體的作用，充填體分為根據(jù)充填體在不同部位以及充填體的作用，充填體分為三大類(lèi)

10、，要求不同的充填類(lèi)型才能滿(mǎn)足技術(shù)要求。三大類(lèi)，要求不同的充填類(lèi)型才能滿(mǎn)足技術(shù)要求。2.2 井下充填質(zhì)量質(zhì)量分類(lèi)分類(lèi)強(qiáng)度強(qiáng)度/MPa充填體作用充填體作用充填體充填體位置位置充填類(lèi)型充填類(lèi)型高強(qiáng)高強(qiáng)度度 45保證假頂作用下保證假頂作用下的人員安全的人員安全人工底人工底柱或假柱或假頂頂全尾高濃度膠結(jié)充填全尾高濃度膠結(jié)充填添加粗骨料的膠結(jié)充填添加粗骨料的膠結(jié)充填分級(jí)尾砂膠結(jié)充填分級(jí)尾砂膠結(jié)充填中強(qiáng)中強(qiáng)度度12設(shè)備正常行走設(shè)備正常行走充填體充填體表面表面全尾高濃度膠結(jié)充填全尾高濃度膠結(jié)充填分級(jí)尾砂膠結(jié)充填分級(jí)尾砂膠結(jié)充填低強(qiáng)低強(qiáng)度度00.5相鄰進(jìn)路回采時(shí)相鄰進(jìn)路回采時(shí)充填體不垮塌充填體不垮塌其它其它分級(jí)

11、尾砂普通膠結(jié)充填分級(jí)尾砂普通膠結(jié)充填水砂充填水砂充填充填體質(zhì)量分類(lèi)充填體質(zhì)量分類(lèi)分級(jí)尾砂充填分級(jí)尾砂充填水砂充填中，重要的是物料的滲透系數(shù)，必須超過(guò)水砂充填中，重要的是物料的滲透系數(shù)，必須超過(guò)10cm/h10cm/h膠結(jié)充填中，重要的是料漿凝結(jié)速度與充填體強(qiáng)度膠結(jié)充填中，重要的是料漿凝結(jié)速度與充填體強(qiáng)度分級(jí)尾砂充填是比較成熟的充填工藝，并逐漸退出歷史舞臺(tái)分級(jí)尾砂充填是比較成熟的充填工藝，并逐漸退出歷史舞臺(tái)2.2 井下充填1) 1) 尾砂量不夠；尾砂量不夠；2) 2) 超細(xì)尾砂仍需筑壩，且難度增大；超細(xì)尾砂仍需筑壩，且難度增大；3) 3) 水泥離析，充填體強(qiáng)度不均，造成水泥浪費(fèi)水泥離析，充填體強(qiáng)

12、度不均，造成水泥浪費(fèi)4) 4) 采場(chǎng)需要大量脫水，污染環(huán)境。采場(chǎng)需要大量脫水，污染環(huán)境。四大四大問(wèn)題問(wèn)題全尾砂高濃度膠結(jié)充填全尾砂高濃度膠結(jié)充填2.2 井下充填采用常規(guī)的充填設(shè)備與設(shè)施制備出高濃度全尾砂料漿采用常規(guī)的充填設(shè)備與設(shè)施制備出高濃度全尾砂料漿立式砂倉(cāng)造漿系統(tǒng)尾砂濃度不穩(wěn)定料漿停留時(shí)間短，影響到攪拌的均勻程度限制濃度的進(jìn)一步提高重力自流輸送系統(tǒng)立式攪拌桶制漿系統(tǒng)3.全尾充填與處置新技術(shù)膏體充填概念膏體充填概念具有良好穩(wěn)定性、流動(dòng)性和可塑性的牙膏狀膠結(jié)體，在重力具有良好穩(wěn)定性、流動(dòng)性和可塑性的牙膏狀膠結(jié)體，在重力或外加力作用下以柱塞流的形態(tài)輸送到采空區(qū)或外加力作用下以柱塞流的形態(tài)輸送到采

13、空區(qū). .膏體在管道中停留數(shù)小時(shí)不沉淀、膏體在管道中停留數(shù)小時(shí)不沉淀、 不分層、不離析不分層、不離析膏體在重力或外力作用下能夠在采膏體在重力或外力作用下能夠在采場(chǎng)或管道內(nèi)順利流動(dòng)場(chǎng)或管道內(nèi)順利流動(dòng)膏體在輸送過(guò)程中盡管其形狀發(fā)生膏體在輸送過(guò)程中盡管其形狀發(fā)生了變化，但其結(jié)構(gòu)基本保持不變了變化，但其結(jié)構(gòu)基本保持不變穩(wěn)定性穩(wěn)定性流動(dòng)性流動(dòng)性可塑性可塑性3.1 膏體充填3.1 膏體充填膏體膏體組成組成全尾砂水膠結(jié)材料全尾砂水膠結(jié)材料（粗骨料）（改性材料）（粗骨料）（改性材料）n 膠結(jié)材料：普通硅酸鹽水泥，礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅膠結(jié)材料：普通硅酸鹽水泥，礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、鋼渣水泥、

14、全砂土膠固材料酸鹽水泥、鋼渣水泥、全砂土膠固材料n 粗骨料：冶煉水淬渣、棒磨砂、廢石等粗骨料：冶煉水淬渣、棒磨砂、廢石等n 改性材料：粉煤灰、早強(qiáng)劑、減水劑、減阻劑等改性材料：粉煤灰、早強(qiáng)劑、減水劑、減阻劑等細(xì)粒級(jí)膏體細(xì)粒級(jí)膏體粗粒級(jí)膏體粗粒級(jí)膏體改性膏體改性膏體膏體充填概念膏體充填概念3.1 膏體充填膏膏體體充充填填工工藝藝二段連續(xù)攪拌二段連續(xù)攪拌混合時(shí)間長(zhǎng)混合時(shí)間長(zhǎng)改善均勻性改善均勻性攪拌速度慢攪拌速度慢降低磨損性降低磨損性高流量大揚(yáng)程高流量大揚(yáng)程柱塞泵送柱塞泵送鉆孔鉆孔/ /管道管道/ /采場(chǎng)采場(chǎng)添加泵送劑添加泵送劑全尾濃密全尾濃密膏體制備膏體制備膏體輸送膏體輸送3.1 膏體充填以過(guò)濾設(shè)

15、備為核心的多段脫水方式濃密濃密方式方式以深錐濃密機(jī)為核心的一段脫水方式壓濾機(jī)壓濾機(jī)快速脫水濃縮是膏體充填工藝成功應(yīng)用的前提快速脫水濃縮是膏體充填工藝成功應(yīng)用的前提深錐濃密機(jī)深錐濃密機(jī)全尾砂漿濃密方式全尾砂漿濃密方式3.1 膏體充填多段脫水工藝多段脫水工藝全尾全尾砂漿砂漿普通濃密機(jī)普通濃密機(jī)高效濃密機(jī)高效濃密機(jī)立式砂倉(cāng)立式砂倉(cāng)帶式過(guò)濾機(jī)帶式過(guò)濾機(jī)真空過(guò)濾機(jī)真空過(guò)濾機(jī)框板壓濾機(jī)框板壓濾機(jī)濾濾餅餅5%30%50%65%80%90%u工藝復(fù)雜，可靠性差工藝復(fù)雜，可靠性差u能耗大，運(yùn)營(yíng)成本高，能耗大，運(yùn)營(yíng)成本高，u設(shè)備多，投資大設(shè)備多，投資大u處理能力小處理能力小u濃度調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)多，先脫水后加水濃度調(diào)節(jié)環(huán)

16、節(jié)多，先脫水后加水存在的問(wèn)題存在的問(wèn)題濾餅技術(shù)是為精礦處理而研制的專(zhuān)用技術(shù)，用于尾礦處理濾餅技術(shù)是為精礦處理而研制的專(zhuān)用技術(shù)，用于尾礦處理具有許多局限性具有許多局限性一段脫水工藝一段脫水工藝3.1 膏體充填選廠尾砂漿直接進(jìn)入深錐濃密機(jī)中進(jìn)行濃縮脫水。選廠尾砂漿直接進(jìn)入深錐濃密機(jī)中進(jìn)行濃縮脫水。工藝簡(jiǎn)單，只一段脫水；工藝簡(jiǎn)單，只一段脫水；底流濃度大，底流濃度大，76%84%；回水質(zhì)量高；回水質(zhì)量高；對(duì)設(shè)備操作要求極為嚴(yán)格對(duì)設(shè)備操作要求極為嚴(yán)格深錐濃密技術(shù)是處理超細(xì)全尾的專(zhuān)用技術(shù)，具有良好的發(fā)深錐濃密技術(shù)是處理超細(xì)全尾的專(zhuān)用技術(shù)，具有良好的發(fā)展前景。展前景。深深錐錐濃濃密密機(jī)機(jī)理理濃濃度度越越向向

17、下下越越高高立柱的作用是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中打破壓密層顆立柱的作用是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中打破壓密層顆粒與水之間的靜力平衡，為水的向上排出粒與水之間的靜力平衡，為水的向上排出提供通道。提供通道。錐部濃度分布示意錐部濃度分布示意顆顆粒粒間間距距越越向向下下越越小小全尾砂借助絮凝作用快速沉降至錐部，進(jìn)行壓密脫水全尾砂借助絮凝作用快速沉降至錐部，進(jìn)行壓密脫水3.1 膏體充填3.1 膏體充填膏體攪拌工藝膏體攪拌工藝使所有物料混合均勻，實(shí)現(xiàn)流態(tài)化，為管道輸送提供條件使所有物料混合均勻，實(shí)現(xiàn)流態(tài)化，為管道輸送提供條件制備制備方式方式p立式高速活化攪拌混合立式高速活化攪拌混合p臥式多級(jí)連續(xù)攪拌混合臥式多級(jí)連續(xù)攪拌混合p立式臥

18、式串聯(lián)制備立式臥式串聯(lián)制備膏體輸送工藝膏體輸送工藝3.1 膏體充填膏體輸送方法膏體輸送方法自流輸送：自流輸送：利用垂直管段膏體提供的勢(shì)能來(lái)克服整個(gè)管線內(nèi)的阻力泵壓輸送：泵壓輸送：利用泵壓克服管道阻力)(LHiH)(LHirHPLHLH隨著開(kāi)采深度的不斷延伸，為自流輸送提供了有利條件，隨著開(kāi)采深度的不斷延伸，為自流輸送提供了有利條件，自流輸送是膏體充填的發(fā)展方向自流輸送是膏體充填的發(fā)展方向3.1 膏體充填膏膏體體輸輸送送理理論論流核區(qū)的厚度半徑：流核區(qū)的厚度半徑：ir002膏體存在流核結(jié)構(gòu)，這是是膏體輸送特性之一。膏體存在流核結(jié)構(gòu)，這是是膏體輸送特性之一。r01010010000.51.01.5

19、2.02.53.0表觀粘度(Pa.s)時(shí)間(s) 73% 75% 77% 79%低濃度時(shí)，輕微剪切變稠；低濃度時(shí)，輕微剪切變稠；高濃度時(shí)，明顯剪切變稀。高濃度時(shí)，明顯剪切變稀。10100100005101520253035404550表觀粘度(Pa.s)時(shí)間(s) 1 5 40 80 120低剪切速率時(shí)，輕微剪切變稠；低剪切速率時(shí)，輕微剪切變稠；高剪切速率時(shí)，明顯剪切變稀。高剪切速率時(shí)，明顯剪切變稀。尾礦經(jīng)過(guò)脫水處理后產(chǎn)出的一種高濃度尾礦經(jīng)過(guò)脫水處理后產(chǎn)出的一種高濃度/ /膏體尾礦砂形成非膏體尾礦砂形成非飽和致密穩(wěn)固的尾礦堆。飽和致密穩(wěn)固的尾礦堆。3.2 尾礦膏體排放尾礦堆存尾礦堆存新西蘭尾礦

20、干堆效果圖新西蘭尾礦干堆效果圖尾礦堆存尾礦堆存干式：干式：濾餅的形式濾餅的形式汽車(chē)、皮帶運(yùn)輸汽車(chē)、皮帶運(yùn)輸半干式：半干式：膏體的形式膏體的形式管道輸送管道輸送發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)工藝更簡(jiǎn)單工藝更簡(jiǎn)單成本更經(jīng)濟(jì)成本更經(jīng)濟(jì)3.2 尾礦膏體排放u尾礦高效濃密尾礦高效濃密u尾礦管道輸送尾礦管道輸送u尾礦快速蒸發(fā)尾礦快速蒸發(fā)u 蒸發(fā)量大于降水量的干燥條件；蒸發(fā)量大于降水量的干燥條件；u 尾砂細(xì)度足以形成可堆積的膏體而尾砂細(xì)度足以形成可堆積的膏體而不需要使用太多的絮凝劑；不需要使用太多的絮凝劑；u 堆積場(chǎng)大、較平，可借助陽(yáng)光快速堆積場(chǎng)大、較平，可借助陽(yáng)光快速干燥。干燥。技技術(shù)術(shù)關(guān)關(guān)鍵鍵適適用用條條件件3.2

21、尾礦膏體排放尾礦堆存方式分類(lèi)尾礦堆存方式分類(lèi)膏體尾礦膏體尾礦濃縮尾礦濃縮尾礦尾礦漿尾礦漿濕濾餅濕濾餅干濾餅干濾餅p 水資源消耗大水資源消耗大p 滲流狀況取決于庫(kù)型滲流狀況取決于庫(kù)型p 需要建壩需要建壩p 運(yùn)行費(fèi)用低運(yùn)行費(fèi)用低p 環(huán)境影響大環(huán)境影響大p 水資源消耗小水資源消耗小p 無(wú)滲流無(wú)滲流p 建壩費(fèi)用低建壩費(fèi)用低p 運(yùn)行費(fèi)用高運(yùn)行費(fèi)用高p 建壩費(fèi)用低建壩費(fèi)用低p 運(yùn)行費(fèi)用低運(yùn)行費(fèi)用低p 環(huán)境影響小環(huán)境影響小p 滲流量小滲流量小3.2 尾礦膏體排放尾礦膏體排放技術(shù)尾礦膏體排放技術(shù)傳統(tǒng)尾礦直排技術(shù)傳統(tǒng)尾礦直排技術(shù)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)(1)(1)環(huán)保效益突出環(huán)保效益突出(2)(2)節(jié)約大量生產(chǎn)用水節(jié)約大量生產(chǎn)

22、用水, ,確保地處確保地處干旱地區(qū)礦山正常生產(chǎn)干旱地區(qū)礦山正常生產(chǎn)(3)(3)有利于回收尾礦廢水中所含有利于回收尾礦廢水中所含金屬金屬(4)(4)節(jié)約大量的藥劑消耗節(jié)約大量的藥劑消耗(1)(1)傳統(tǒng)工藝風(fēng)險(xiǎn)小傳統(tǒng)工藝風(fēng)險(xiǎn)小(2)(2)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本低生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本低(3)(3)建設(shè)周期短建設(shè)周期短, ,可使企業(yè)早可使企業(yè)早投產(chǎn)、早見(jiàn)效投產(chǎn)、早見(jiàn)效(4)(4)基建投資少基建投資少缺點(diǎn)缺點(diǎn)(1)(1)早期設(shè)備投資較多早期設(shè)備投資較多(2)(2)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本較高生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本較高(1) (1) 易造成尾礦跑冒易造成尾礦跑冒, ,將直將直接危害下游居民接危害下游居民(2) (2) 有害物質(zhì)滲透到地下有害物質(zhì)

23、滲透到地下, ,污染地下水資源污染地下水資源(3)(3)易出現(xiàn)易出現(xiàn)尾礦壩坍塌事件尾礦壩坍塌事件(4)(4)占地面積大占地面積大尾礦膏體排放與尾礦直排技術(shù)對(duì)比尾礦膏體排放與尾礦直排技術(shù)對(duì)比3.2 尾礦膏體排放4、工程實(shí)例4.1 膏體充填國(guó)內(nèi)外應(yīng)用概況國(guó)家礦山采礦方法充填材料灰砂比或水泥耗量輸送方式充填濃度輸送能力美國(guó)美國(guó)幸運(yùn)星期五礦幸運(yùn)星期五礦下向分層充填下向分層充填全尾砂全尾砂6%-10%水泥水泥 泵送泵送82%125t/h霍姆斯特克金礦霍姆斯特克金礦 VCR嗣后充填嗣后充填廢石、尾砂廢石、尾砂1:20加拿加拿大大克萊頓礦克萊頓礦深孔空?qǐng)霾傻V法深孔空?qǐng)霾傻V法分級(jí)尾砂、爐渣、分級(jí)尾砂、爐渣、生

24、石灰生石灰10-30:1自流自流70%-72%南非南非庫(kù)克庫(kù)克-3號(hào)礦號(hào)礦房柱法房柱法尾砂膏體尾砂膏體30-40Kg/m3泵送泵送100m3/h德國(guó)德國(guó)格隆德鉛鋅礦格隆德鉛鋅礦下向分層進(jìn)路式下向分層進(jìn)路式膠結(jié)充填膠結(jié)充填全尾砂、重介質(zhì)全尾砂、重介質(zhì)分級(jí)尾砂分級(jí)尾砂6%水泥水泥泵送泵送75%-88%30m3/h澳大澳大利亞利亞芒特艾薩礦芒特艾薩礦分段空?qǐng)鏊煤蟪浞侄慰請(qǐng)鏊煤蟪涮罘ㄌ罘▔K石膠結(jié)塊石膠結(jié)1%水泥水泥皮帶皮帶15*105m3/a坎寧頓礦坎寧頓礦全尾砂全尾砂2%-4%水泥水泥自流自流79%158t/hu 80年代中期，膏體充填技術(shù)迅速在美國(guó)、加拿大、澳大利亞、年代中期，膏體充填技術(shù)迅速在美

25、國(guó)、加拿大、澳大利亞、南非等許多國(guó)家得到應(yīng)用。南非等許多國(guó)家得到應(yīng)用。u 尾礦膏體處置成為國(guó)際研究前沿，已經(jīng)召開(kāi)了尾礦膏體處置成為國(guó)際研究前沿，已經(jīng)召開(kāi)了13屆關(guān)于膏體屆關(guān)于膏體與尾礦濃密技術(shù)的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議。與尾礦濃密技術(shù)的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議。礦山采礦方法充填類(lèi)型灰砂比或水泥耗量輸送方式充填濃度輸送能力金川公司金川公司下向進(jìn)路式下向進(jìn)路式棒磨砂膏體棒磨砂膏體220kg/m3泵送泵送7779% 7080m3/h銅錄山銅錄山上向進(jìn)路式上向進(jìn)路式碎石膏體碎石膏體180kg/m3泵送泵送8486% 4050m3/h馳宏公司馳宏公司上向進(jìn)路式上向進(jìn)路式水淬渣膏體水淬渣膏體1：8自流自流80%4060m3/h冬

26、瓜山冬瓜山階段嗣后充填階段嗣后充填全尾高濃度全尾高濃度1：8自流自流7276% 80120m3/h孫村煤礦孫村煤礦長(zhǎng)壁后退式綜長(zhǎng)壁后退式綜采采煤法采采煤法煤矸石膏體煤矸石膏體1：19泵送泵送7275% 100120m3/h張馬屯張馬屯階段嗣后充填階段嗣后充填全尾高濃度全尾高濃度109.5kg/m3自流自流60%50m3/h4.1 膏體充填國(guó)內(nèi)外應(yīng)用概況u 中國(guó)膏體充填技術(shù)研究緊隨其后，目前已經(jīng)在金屬礦、煤中國(guó)膏體充填技術(shù)研究緊隨其后，目前已經(jīng)在金屬礦、煤礦、鐵礦與鋁工業(yè)上開(kāi)始應(yīng)用研究。礦、鐵礦與鋁工業(yè)上開(kāi)始應(yīng)用研究。u 大多處于工業(yè)試驗(yàn)階段，商業(yè)化生產(chǎn)較少，主要在關(guān)鍵技大多處于工業(yè)試驗(yàn)階段，商

27、業(yè)化生產(chǎn)較少，主要在關(guān)鍵技術(shù)、主要設(shè)備、監(jiān)測(cè)技術(shù)方面受到制約。術(shù)、主要設(shè)備、監(jiān)測(cè)技術(shù)方面受到制約。開(kāi)開(kāi)采采特特點(diǎn)點(diǎn) 水水：該礦為含水巖脈，每天從地下開(kāi)采區(qū)抽出：該礦為含水巖脈，每天從地下開(kāi)采區(qū)抽出的用水量約為的用水量約為9800m3。 深深：庫(kù)克：庫(kù)克3號(hào)礦井的深度為號(hào)礦井的深度為1373m，目前回采，目前回采深度到達(dá)地表以下深度到達(dá)地表以下800m。 地層構(gòu)造復(fù)雜地層構(gòu)造復(fù)雜： 1）由地殼隆起造成的張斷層）由地殼隆起造成的張斷層 2）由裂縫網(wǎng)造成的局部褶皺）由裂縫網(wǎng)造成的局部褶皺 庫(kù)克庫(kù)克3號(hào)礦井是南非蘭德方丹集團(tuán)采金公司所屬的庫(kù)克礦號(hào)礦井是南非蘭德方丹集團(tuán)采金公司所屬的庫(kù)克礦區(qū)的主力礦山，

28、采用房柱法開(kāi)采，采場(chǎng)采用膏體充填。區(qū)的主力礦山，采用房柱法開(kāi)采，采場(chǎng)采用膏體充填。4.2 Eldorado 集團(tuán) Cook3號(hào)礦膏體充填充充填填材材料料配配比比l尾礦中含有較高的硫酸鹽，影響到尾礦中含有較高的硫酸鹽，影響到后期強(qiáng)度。后期強(qiáng)度。l粉煤灰延緩了充填混合料的水化期，粉煤灰延緩了充填混合料的水化期，養(yǎng)護(hù)期長(zhǎng)達(dá)養(yǎng)護(hù)期長(zhǎng)達(dá)12d12d。l充填料的顆粒很細(xì)，水的滲濾或排充填料的顆粒很細(xì)，水的滲濾或排泄緩慢。泄緩慢。l充填料漿粘度很高，不宜泵送。充填料漿粘度很高，不宜泵送?，F(xiàn)今配比：現(xiàn)今配比：95%的尾砂的尾砂4.5%的磨細(xì)粒的磨細(xì)?；癄t渣化爐渣0.5%的活化劑的活化劑初期配比：初期配比：7%

29、的粉煤灰的粉煤灰3%的水泥的水泥90%尾砂尾砂l(fā) 實(shí)現(xiàn)了無(wú)水泥充填實(shí)現(xiàn)了無(wú)水泥充填l 地表取樣的充填體強(qiáng)度地表取樣的充填體強(qiáng)度28d28d達(dá)達(dá)到到0.93MPa0.93MPal 井下充填體強(qiáng)度比地表高井下充填體強(qiáng)度比地表高1 1倍倍4.2 Eldorado 集團(tuán) Cook3號(hào)礦膏體充填 地表地表地下地下充填工藝流程4.2 Eldorado 集團(tuán) Cook3號(hào)礦膏體充填充填充填效果效果該礦井每天的最大充填量為該礦井每天的最大充填量為1500m3。充填量逐月上升，。充填量逐月上升，充填成本逐月下降。充填成本逐月下降。4.2 Eldorado 集團(tuán) Cook3號(hào)礦膏體充填月月月月月月月月月月月月月月

30、計(jì)劃和實(shí)際投放的充填料計(jì)劃實(shí)際投放的充填料 m ()月月月月月月月月月月月月月月實(shí)際計(jì)劃.00.00.00投放1充填料的費(fèi)用（蘭特）100#1844中段1934中段124#911巷道礦山廠主回風(fēng)井通風(fēng)井2143米斜井2053米1#豎井2538米1331中段探礦斜井2#豎井38#62#1261中段水倉(cāng)1451中段1511中段911巷道14#坑口12#坑口15#坑口D122-1114-1126-2126-1118-110 -C98-1106-1110-2102-1E10 -D98-2110-1D134-1134-21331126112111331126114511511二號(hào)豎井豎號(hào)一井E126-3

31、水水深深碎碎難難開(kāi)開(kāi)采采特特點(diǎn)點(diǎn)4.3 云南某礦山膏體充填實(shí)例礦山積存了礦山積存了60多萬(wàn)多萬(wàn)t的選礦尾砂和的選礦尾砂和100多萬(wàn)多萬(wàn)t的煉的煉鉛淬渣，而且每年地表尾砂和水淬渣積存量以鉛淬渣，而且每年地表尾砂和水淬渣積存量以2530萬(wàn)萬(wàn)t的速度激增。的速度激增。礦區(qū)屬于長(zhǎng)江上游水土保持和環(huán)境保護(hù)區(qū)，工業(yè)礦區(qū)屬于長(zhǎng)江上游水土保持和環(huán)境保護(hù)區(qū)，工業(yè)廢物排放和堆存受到嚴(yán)格限制廢物排放和堆存受到嚴(yán)格限制受礦區(qū)地形的限制，尾礦庫(kù)和水淬渣場(chǎng)已無(wú)法擴(kuò)受礦區(qū)地形的限制，尾礦庫(kù)和水淬渣場(chǎng)已無(wú)法擴(kuò)容容全尾產(chǎn)率僅全尾產(chǎn)率僅30%，無(wú)法滿(mǎn)足充填需求。，無(wú)法滿(mǎn)足充填需求。應(yīng)應(yīng)用用前前提提條條件件4.3 云南某礦山膏體充

32、填實(shí)例圖5-1充填物料粒級(jí)組成曲線圖充填骨料（75：25）水淬渣全尾砂（累計(jì)百分率粒徑（ ）膏體物料的基本物理性能參數(shù)膏體物料的基本物理性能參數(shù)項(xiàng)目項(xiàng)目比重比重容重容重(t/m(t/m3 3) )孔隙率孔隙率(%)(%)比表面積比表面積(m(m2 2/m/m3 3) )水泥水泥3.13.11.31.358.0658.06582000582000全尾砂全尾砂2.712.711.881.8834.3534.35902000902000水淬渣水淬渣2.592.591.181.1854.4454.44全尾砂的比表面積幾全尾砂的比表面積幾乎是水泥的乎是水泥的2 2倍。全倍。全尾砂粒級(jí)超細(xì)，水泥尾砂粒級(jí)超

33、細(xì)，水泥已經(jīng)難以裹住全尾砂。已經(jīng)難以裹住全尾砂。采用普通膠結(jié)充填時(shí)采用普通膠結(jié)充填時(shí)其凝結(jié)性能較差其凝結(jié)性能較差 膏體料漿中細(xì)粒含膏體料漿中細(xì)粒含量量(-20m)己達(dá)到己達(dá)到57.95%，幾乎沒(méi)有，幾乎沒(méi)有40450m的骨料，的骨料，這種骨料級(jí)配是極不這種骨料級(jí)配是極不合理的。合理的。物物料料基基本本屬屬性性4.3 云南某礦山膏體充填實(shí)例一個(gè)核心一個(gè)核心深錐濃密機(jī)深錐濃密機(jī)三大系統(tǒng)三大系統(tǒng)尾砂漿脫水濃縮系統(tǒng)尾砂漿脫水濃縮系統(tǒng)膏體攪拌制備系統(tǒng)膏體攪拌制備系統(tǒng)膏體泵送輸送系統(tǒng)膏體泵送輸送系統(tǒng)一大特色一大特色DCSDCS集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)核核心心與與特特色色4.3 云南某礦山膏體充填實(shí)例u 絮

34、凝沉降絮凝沉降u 中心傳動(dòng)耙架中心傳動(dòng)耙架u 底流循環(huán)底流循環(huán)u溢流清澈溢流清澈u底流濃度達(dá)底流濃度達(dá)72%78%全全尾尾濃濃密密系系統(tǒng)統(tǒng)4.3 云南某礦山膏體充填實(shí)例深錐濃密機(jī)深錐濃密機(jī)u 水泥控制與計(jì)量水泥控制與計(jì)量u 全尾控制與計(jì)量全尾控制與計(jì)量u 水淬渣控制與計(jì)量水淬渣控制與計(jì)量u 二段連續(xù)攪拌二段連續(xù)攪拌u 膏體均質(zhì)不離析膏體均質(zhì)不離析u 膏體濃度達(dá)膏體濃度達(dá)78%80%膏膏體體制制備備系系統(tǒng)統(tǒng)4.3 云南某礦山膏體充填實(shí)例制備系統(tǒng)制備系統(tǒng)活塞泵送系統(tǒng)（活塞泵送系統(tǒng)（12MPa12MPa）二段鉆孔長(zhǎng)度二段鉆孔長(zhǎng)度485m485m和和302m302m最大輸送距離最大輸送距離4117m4

35、117m 充填倍線充填倍線3以下可自流輸送以下可自流輸送 鉆孔磨損嚴(yán)重鉆孔磨損嚴(yán)重膏膏體體輸輸送送系系統(tǒng)統(tǒng)4.3 云南某礦山膏體充填實(shí)例膏體輸送系統(tǒng)膏體輸送系統(tǒng)u 所有物料流量由計(jì)算機(jī)精確所有物料流量由計(jì)算機(jī)精確控制控制u 所有設(shè)備通過(guò)系統(tǒng)的設(shè)置參所有設(shè)備通過(guò)系統(tǒng)的設(shè)置參數(shù)來(lái)控制其開(kāi)關(guān)和運(yùn)行狀態(tài)數(shù)來(lái)控制其開(kāi)關(guān)和運(yùn)行狀態(tài)u 操作人員數(shù)量下降操作人員數(shù)量下降u 物料配制精確提高物料配制精確提高計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)4.3 云南某礦山膏體充填實(shí)例DCS集散控制集散控制序號(hào)序號(hào)指標(biāo)名稱(chēng)指標(biāo)名稱(chēng)單位單位數(shù)量數(shù)量1充填能力充填能力M3/h602充填濃度充填濃度%78813水泥單耗水泥單耗Kg/m32

36、054絮凝劑單耗絮凝劑單耗g/m3205水水t/m31.166電電Kwh/m36.677充填體成本充填體成本元元/m3171.68年充填量年充填量萬(wàn)萬(wàn)m314.19年回水量年回水量萬(wàn)萬(wàn)m31510年用水量年用水量萬(wàn)萬(wàn)m31.811采礦損失率采礦損失率%312采礦貧化率采礦貧化率%8 膏體充填應(yīng)用成功的膏體充填應(yīng)用成功的關(guān)鍵在于大大簡(jiǎn)化了關(guān)鍵在于大大簡(jiǎn)化了工藝流程。工藝流程。 采用深錐濃密機(jī)進(jìn)行采用深錐濃密機(jī)進(jìn)行一段濃密脫水，在地一段濃密脫水，在地表進(jìn)行水泥干式添加表進(jìn)行水泥干式添加工藝，采用工藝，采用2025cm的大塌度膏體物料進(jìn)的大塌度膏體物料進(jìn)行充填，降低了膏體行充填，降低了膏體充填工藝的

37、實(shí)際運(yùn)用充填工藝的實(shí)際運(yùn)用難度。難度。 膏體充填濃度達(dá)到膏體充填濃度達(dá)到7881%，最大日充填，最大日充填1264 m3，月均充填能，月均充填能力也達(dá)到力也達(dá)到11000 m3。生生產(chǎn)產(chǎn)實(shí)實(shí)踐踐效效果果4.3 云南某礦山膏體充填實(shí)例4.4 尾礦堆存國(guó)內(nèi)外概況國(guó)外尾礦堆存概況國(guó)外尾礦堆存概況u 加拿大的加拿大的RobinskyRobinsky于于19731973年首次提出年首次提出“高濃度排放高濃度排放”概念，但真正地在全世界范圍內(nèi)推廣應(yīng)用是在概念，但真正地在全世界范圍內(nèi)推廣應(yīng)用是在19901990年年之后之后u 國(guó)外比較成熟的做法是國(guó)外比較成熟的做法是, ,首先將礦漿壓縮成濾餅首先將礦漿壓縮成

38、濾餅, ,再加再加水調(diào)整至合適的輸送濃度水調(diào)整至合適的輸送濃度u 堆場(chǎng)排放方式主要以中央濃縮排放為主堆場(chǎng)排放方式主要以中央濃縮排放為主, ,也有四周排放也有四周排放與山谷排放方式與山谷排放方式4.4 尾礦堆存國(guó)內(nèi)外概況The Kidd Greek Mine/銅鋅銅鋅1973干燥后干燥后80.4%中心濃縮排放（中心濃縮排放（CTDCTD）The Alcan Vaudreuil /鋁土鋁土1987干燥前干燥前50%干燥后干燥后65%8080年代中期完成傳統(tǒng)赤泥濕年代中期完成傳統(tǒng)赤泥濕排向干堆的改造排向干堆的改造The Falconbrige Strathcona1998極冷環(huán)境下的濃縮尾礦的生極冷

39、環(huán)境下的濃縮尾礦的生產(chǎn)和沉積產(chǎn)和沉積 Aloca/鋁鋁198547%-51%干燥后干燥后70%使用從鋁工業(yè)發(fā)展而來(lái)的干使用從鋁工業(yè)發(fā)展而來(lái)的干堆技術(shù)堆技術(shù)The Peak Mine/金銅金銅199255%-62%CTDCTDThe Osborne Mine/銅金銅金199672%-74%邊坡角邊坡角4%4%The Century Zinc Mine/鋅鋅199952%-58%下山谷排放模式下山谷排放模式(DVD)(DVD)The Sunrise Dam Gold Mine/金金2003-CTDCTD技術(shù)技術(shù), ,邊坡角邊坡角1.5%-2%1.5%-2%國(guó)內(nèi)尾礦堆存概況國(guó)內(nèi)尾礦堆存概況國(guó)內(nèi)開(kāi)始使

40、用尾礦堆存始于國(guó)內(nèi)開(kāi)始使用尾礦堆存始于2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代，主要用于黃金尾礦年代，主要用于黃金尾礦和鋁礦赤泥的處理。和鋁礦赤泥的處理。礦山礦山投入年份投入年份濾餅濃度濾餅濃度工藝流程工藝流程歸來(lái)莊金礦歸來(lái)莊金礦199322%-23%尾礦壓濾尾礦壓濾皮帶運(yùn)輸皮帶運(yùn)輸堆場(chǎng)堆存堆場(chǎng)堆存柴胡欄子金礦柴胡欄子金礦199417%-18%排山樓金礦排山樓金礦199720%溝谷型：溝谷型：中國(guó)鋁業(yè)河南分公司赤泥堆場(chǎng)、中州分公司燒結(jié)法中國(guó)鋁業(yè)河南分公司赤泥堆場(chǎng)、中州分公司燒結(jié)法赤赤 泥堆場(chǎng)泥堆場(chǎng)平地高臺(tái)型：山西分公司濕法赤泥堆場(chǎng)、廣西分公司干法赤平地高臺(tái)型：山西分公司濕法赤泥堆場(chǎng)、廣西分公司干法赤泥堆場(chǎng)

41、泥堆場(chǎng)人工凹地型：山東分公司第二赤泥堆場(chǎng)人工凹地型：山東分公司第二赤泥堆場(chǎng)4.4 尾礦堆存國(guó)內(nèi)外概況p 首次采用干法輸送、干法堆存技術(shù)的赤泥堆場(chǎng)首次采用干法輸送、干法堆存技術(shù)的赤泥堆場(chǎng)p 堆場(chǎng)占地堆場(chǎng)占地45hm45hm2 2，共分為，共分為5 5個(gè)庫(kù)區(qū)個(gè)庫(kù)區(qū)p 至至20032003年，最高赤泥堆積高度達(dá)年，最高赤泥堆積高度達(dá)20m20m，累計(jì)堆存赤泥，累計(jì)堆存赤泥650650萬(wàn)萬(wàn)t t，使用堆場(chǎng)庫(kù)容使用堆場(chǎng)庫(kù)容400400萬(wàn)萬(wàn)m m3 3赤泥堆場(chǎng)剖面示意圖赤泥堆場(chǎng)剖面示意圖4.5 某鋁廠地表膏體排放實(shí)例排水層排水層防滲層防滲層排水管排水管溢流管溢流管（逐層加高）（逐層加高）分期子壩分期子壩堆

42、存赤泥堆存赤泥土石基層土石基層項(xiàng)目項(xiàng)目濕容重濕容重/g.cm-3干容重干容重/g.cm-3空隙比空隙比飽和度飽和度/%壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)/MPa塑性指塑性指數(shù)數(shù)/%赤泥粒級(jí)較細(xì)，赤泥粒級(jí)較細(xì)，屬中等壓縮性土，具有飽和的粉質(zhì)粘土的某些特性屬中等壓縮性土，具有飽和的粉質(zhì)粘土的某些特性堆場(chǎng)赤泥基本性質(zhì)表堆場(chǎng)赤泥基本性質(zhì)表級(jí)級(jí)配配曲曲線線粒徑小于粒徑小于0.019mm0.019mm的含量的含量為為74%74%，屬于細(xì)粒尾礦。，屬于細(xì)粒尾礦。粒 徑 （)4.5 某鋁廠地表膏體排放實(shí)例堆場(chǎng)運(yùn)行情況堆場(chǎng)運(yùn)行情況堆場(chǎng)內(nèi)各庫(kù)區(qū)輪流進(jìn)行均堆場(chǎng)內(nèi)各庫(kù)區(qū)輪流進(jìn)行均衡布料，每層排放厚度控衡布料，每層排放厚度控制在制在40

43、cm40cm左右，實(shí)現(xiàn)四周左右，實(shí)現(xiàn)四周向中央排放方式向中央排放方式現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)赤赤泥泥排排放放赤泥赤泥布料布料赤泥赤泥干燥干燥干燥到含水量干燥到含水量3030可視為可視為一個(gè)干燥周期，然后排放一個(gè)干燥周期，然后排放第二層赤泥。第二層赤泥。排排放放一一層層赤赤泥泥4.5 某鋁廠地表膏體排放實(shí)例干干燥燥程程度度的的檢檢測(cè)測(cè)及及分分析析取取樣樣孔孔布布置置各庫(kù)區(qū)赤泥平均含水量各庫(kù)區(qū)赤泥平均含水量庫(kù)庫(kù)庫(kù)庫(kù)庫(kù) 含水量不僅表征著堆場(chǎng)含水量不僅表征著堆場(chǎng)赤泥干燥程赤泥干燥程度，也是衡度，也是衡量量堆場(chǎng)穩(wěn)定性的重要指堆場(chǎng)穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。標(biāo)。 飽和度是指孔隙水與飽和度是指孔隙水與空隙體積之比空隙體積之比4.5

44、某鋁廠地表膏體排放實(shí)例干干燥燥程程度度的的檢檢測(cè)測(cè)及及分分析析 一般認(rèn)為，赤泥含水量應(yīng)隨深度的增加而逐漸降低。一般認(rèn)為，赤泥含水量應(yīng)隨深度的增加而逐漸降低。但從檢測(cè)結(jié)果看，其趨勢(shì)并不明顯。但從檢測(cè)結(jié)果看，其趨勢(shì)并不明顯。01020304050123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20取樣深度取樣深度h/mh/m含含水水率率w w/ /% %1 1號(hào)孔號(hào)孔2 2號(hào)孔號(hào)孔3 3號(hào)孔號(hào)孔1-31-3號(hào)取樣孔取樣深度和含水率關(guān)系圖號(hào)取樣孔取樣深度和含水率關(guān)系圖赤泥含水量在赤泥含水量在30%-40%30%-40%波動(dòng)，波動(dòng)，其原因主要是赤泥細(xì)度、其原因主要是赤泥

45、細(xì)度、表層結(jié)殼和水分下滲表層結(jié)殼和水分下滲4.5 某鋁廠地表膏體排放實(shí)例堆堆場(chǎng)場(chǎng)裂裂紋紋 赤泥赤泥經(jīng)過(guò)脫水、析水、干燥硬化，堆場(chǎng)表層赤泥由經(jīng)過(guò)脫水、析水、干燥硬化，堆場(chǎng)表層赤泥由流塑狀態(tài)變?yōu)橛菜軤顟B(tài)，形成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度流塑狀態(tài)變?yōu)橛菜軤顟B(tài)，形成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 赤泥由于蒸發(fā)、附液的分離、下滲等而逐漸干固，赤泥由于蒸發(fā)、附液的分離、下滲等而逐漸干固，堆場(chǎng)表面會(huì)開(kāi)始出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象堆場(chǎng)表面會(huì)開(kāi)始出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象開(kāi)裂開(kāi)裂發(fā)育發(fā)育延伸延伸破裂破裂被翻曬破壞被翻曬破壞被赤泥覆蓋被赤泥覆蓋重新開(kāi)裂重新開(kāi)裂成成因因 沉降縫沉降縫 干縮縫干縮縫 溫度縫溫度縫 可溶鹽溶解可溶鹽溶解4.5 某鋁廠地表膏體排放實(shí)例實(shí)實(shí)施施效效果果p 按

46、照目前的運(yùn)行模式，堆積體在最終堆積高度達(dá)到按照目前的運(yùn)行模式，堆積體在最終堆積高度達(dá)到50-60m50-60m的使用年限內(nèi)，仍然保證其邊坡穩(wěn)定性；的使用年限內(nèi)，仍然保證其邊坡穩(wěn)定性；p 堆場(chǎng)赤泥干燥到含水量堆場(chǎng)赤泥干燥到含水量35%35%以下時(shí)，可以視為一個(gè)干以下時(shí)，可以視為一個(gè)干燥周期完成；燥周期完成；p 隨著赤泥層厚度的增加，到達(dá)底部排水層的赤泥附隨著赤泥層厚度的增加，到達(dá)底部排水層的赤泥附液將逐漸減少，逐步演變?yōu)榻档投汛骟w水頭的安全液將逐漸減少，逐步演變?yōu)榻档投汛骟w水頭的安全措施；措施；p 堆場(chǎng)干燥以迅速排除表面集水和蒸發(fā)干燥為主，其堆場(chǎng)干燥以迅速排除表面集水和蒸發(fā)干燥為主，其曬面積是制

47、約赤泥干燥的重要因素。曬面積是制約赤泥干燥的重要因素。4.5 某鋁廠地表膏體排放實(shí)例4.6 秘魯COBRIZA MINE膏體排放實(shí)例工程背景工程背景座落在山區(qū)，海拔座落在山區(qū)，海拔23002300以上；以上； 此前的尾礦處置是將其直接排入當(dāng)此前的尾礦處置是將其直接排入當(dāng)?shù)睾恿?，由于環(huán)境原因必須進(jìn)行改造，地河流，由于環(huán)境原因必須進(jìn)行改造，但地形不允許傳統(tǒng)濕排。但地形不允許傳統(tǒng)濕排。 如不及時(shí)改造，將造成如不及時(shí)改造，將造成75007500人失業(yè)；人失業(yè)； 全年氣候干燥，年降水量全年氣候干燥，年降水量63mm63mm，溫，溫度度12-3112-31，蒸發(fā)量大；，蒸發(fā)量大；選廠與尾礦庫(kù)的距離較大。選

48、廠與尾礦庫(kù)的距離較大。CobrizaCobriza工廠概貌工廠概貌由此決定了由此決定了CobrizaCobriza礦山向膏體排放的模式進(jìn)行改造礦山向膏體排放的模式進(jìn)行改造在一個(gè)處理量為在一個(gè)處理量為30t/d的小深錐的小深錐中模擬進(jìn)行，經(jīng)過(guò)中模擬進(jìn)行，經(jīng)過(guò)30天的連續(xù)運(yùn)天的連續(xù)運(yùn)行，結(jié)果表明能連續(xù)獲得濃度為行，結(jié)果表明能連續(xù)獲得濃度為76%以上的不離析尾礦，且深錐以上的不離析尾礦，且深錐底流塌落度為底流塌落度為21.623.5cm。深深錐錐試試驗(yàn)驗(yàn)塌塌落落度度測(cè)測(cè)量量流流槽槽示示意意圖圖流槽試驗(yàn)用來(lái)預(yù)測(cè)和反應(yīng)自流槽試驗(yàn)用來(lái)預(yù)測(cè)和反應(yīng)自然沉積時(shí)可能出現(xiàn)的沉積角，然沉積時(shí)可能出現(xiàn)的沉積角，一般在一

49、般在110%左右左右。流流槽槽試試驗(yàn)驗(yàn)4.6 秘魯COBRIZA MINE膏體排放實(shí)例工藝流工藝流程特點(diǎn)程特點(diǎn)4.6 秘魯COBRIZA MINE膏體排放實(shí)例u分級(jí)尾礦用于充填，微細(xì)粒用于膏體堆存分級(jí)尾礦用于充填，微細(xì)粒用于膏體堆存u深錐濃密后直接向尾礦庫(kù)排放深錐濃密后直接向尾礦庫(kù)排放u均采用泵壓輸送均采用泵壓輸送運(yùn)行運(yùn)行情況情況 經(jīng)過(guò)反復(fù)的調(diào)試和運(yùn)行，深錐達(dá)到經(jīng)過(guò)反復(fù)的調(diào)試和運(yùn)行，深錐達(dá)到330t/d330t/d的處的處理量，底流經(jīng)柱塞高壓泵送到沉積點(diǎn)，經(jīng)過(guò)固結(jié)理量，底流經(jīng)柱塞高壓泵送到沉積點(diǎn)，經(jīng)過(guò)固結(jié)和蒸發(fā)干燥，能達(dá)到穩(wěn)定性的要求。和蒸發(fā)干燥，能達(dá)到穩(wěn)定性的要求。14m 14m 深錐濃縮機(jī)深錐濃縮機(jī)尾礦池一年的沉積尾礦池一年的沉積 膏體排放到沉積點(diǎn)膏體排放到沉積點(diǎn)4.6 秘魯COBRIZA MINE膏體排放實(shí)例u 單層沉積最少需要單層沉積最少需要3天能出現(xiàn)蒸發(fā)裂紋天能出現(xiàn)蒸發(fā)裂紋u 厚層沉積產(chǎn)生深厚層沉積產(chǎn)生深/寬的蒸發(fā)裂紋，較之薄