尾礦干式堆存工藝的研究與實(shí)踐

尾礦干式堆存工藝的爭論與實(shí)踐尾礦庫是筑壩攔截谷口或圍地構(gòu)成的、用以貯存金屬非金屬礦山進(jìn)展礦石選別后排出礦庫及截河型尾礦庫。近年來隨著我國礦業(yè)的快速進(jìn)展，我國尾礦庫的數(shù)量快速增加，我國尾礦庫的突出特點(diǎn)是數(shù)量多，規(guī)模小，安全度低，且多數(shù)尾礦庫下游失事范圍內(nèi)有居民或其他設(shè)施。目前，易形成潰壩風(fēng)險(xiǎn)。為了解決尾礦庫安全、環(huán)境方面的問題，2060尾礦庫的安全性并減小其對環(huán)境的影響。一、尾礦干式堆存工藝爭論與實(shí)踐的緊追性濕式尾礦直排的堆存方式主要有上游式尾礦筑壩法、中線式尾礦筑壩法、下游式尾礦遍承受。上游式尾礦筑壩受排礦方式的影響，往往含細(xì)粒夾層較多，滲透性能較差，浸潤線位進(jìn)而可能危及下游居民和設(shè)施的安全圖1)，浸潤線從壩坡出露時(shí)，形成潰壩風(fēng)險(xiǎn)；分級后的尾礦簡潔發(fā)生液化，進(jìn)而影響壩體安全；尾礦庫一旦潰壩將形成泥石流，破壞性大。1常規(guī)尾礦庫形成的尾礦庫懸湖綜上分析可知上游式尾礦筑壩是最省錢的尾礦堆存方法，同時(shí)假設(shè)安全治理不到位，上游式尾礦筑壩也是最危急的一種堆存方法，尾礦庫的安全主要把握在尾礦庫運(yùn)營單位手礦庫的安全埋下隱患。我國尾礦庫數(shù)量之多、庫容之大、壩體之高在世界上是少有的，尤其在地震區(qū)承受上生，給人民生命財(cái)產(chǎn)造成了無法彌補(bǔ)的重大損失。為了更好的解決尾礦庫在安全方面及環(huán)境保護(hù)方面的問題，為尾礦干式堆存的設(shè)計(jì)及安全治理供給相關(guān)的技術(shù)對策措施，我們應(yīng)大力推廣尾礦干式堆存工藝。二、尾礦干式堆存的型式尾礦干式堆存指利用大型板框壓濾機(jī)，將選礦排出的尾礦漿，進(jìn)入攪拌槽緩沖后用渣漿泵送到壓濾車間，經(jīng)壓濾機(jī)充分?jǐn)D壓成為干片狀的尾渣餅，濃度到達(dá)80%以上，含水量僅20%左右，用皮帶傳送機(jī)或自卸車運(yùn)往尾礦干堆場里分層堆放的尾礦堆放方式。型尾礦干式堆存指選廠尾礦自流至深錐濃密機(jī)進(jìn)展?jié)饪s脫水，將礦漿濃度由26%－29%提高至62%－65%，然后用泵將濃縮底流礦漿揚(yáng)送至陶瓷過濾機(jī)過濾脫水，所得尾礦干渣含水量13%以下，尾礦干渣承受皮帶輸送機(jī)或自卸車運(yùn)送至尾礦堆場，承受裝載機(jī)攤鋪、逐層碾壓、夯實(shí)后覆土，即可恢復(fù)植被或復(fù)墾。干式堆存包括兩種類型，一種為純粹的干式堆存：尾礦脫水→脫水后尾礦含水率不超過20%→全脫水→尾礦濃度70細(xì)顆粒一塊沉。此處應(yīng)當(dāng)留意的是濃度65%以下的尾礦排放至尾礦庫后是水力沉積，有一個(gè)自然沉降的過程，在重力作用下，粗顆粒先沉，細(xì)顆粒后沉，壩前粗，越往里面越細(xì)。332旺世公司紅柱石選廠尾礦承受干式堆存工藝，其尾礦的物理特性如表1。粒徑/mm分布率/%堆比重粒徑/mm分布率/%堆比重/(t/m3)積存角/〔°〕摩擦角/〔°〕－10－355.511.5433.4423.6－3－0.335.081.6632.9324.84－0.3 9.41－0.3 9.41合計(jì)〔平均〕100.01.731.6032.5633.1828.0824.46該尾礦承受干式堆存，且尾礦粒度較粗，承受20t的自卸車將干尾礦由選廠運(yùn)至尾礦庫，當(dāng)尾礦積存到肯定的厚度后，用裝載機(jī)將尾礦推平，分層碾壓密實(shí)。三、尾礦脫水的主要方式疏干尾礦中的水分的方式主要有壓濾、真空過濾、多段濃密及沉淀池等。壓濾：尾礦在設(shè)計(jì)壓力作用下，擠出局部尾礦砂中的水分，常用的設(shè)備有板框式壓濾機(jī)、箱式壓濾機(jī)。壓濾用于處理較粗粒徑尾礦的效果相對較好，壓濾后尾礦中含水量約為20%。真空過濾：利用真空負(fù)壓將尾礦中的水分吸除，常用設(shè)備有陶瓷過濾機(jī)、帶式真空過濾機(jī)。真空吸附對于較細(xì)粒徑的尾礦效果更好，真空吸附后尾礦砂中含水量約為20%。多段濃密：承受高效濃密機(jī)多段濃密，可將尾礦濃度掌握在50%－60%的范圍內(nèi)，形成度可分為高濃度尾礦漿，排放后能形成的自然坡度角為2%－3%；低屈服應(yīng)力膏體，排放后能形成的自然坡度角為3%－5%；高屈服應(yīng)力膏體，排放后能形成的自然坡度角為4%－7%，的兩個(gè)關(guān)鍵因素：尾礦排放后不發(fā)生粗細(xì)顆粒分級；尾礦膏體必需有足夠的時(shí)間枯燥固結(jié)。流淌。沉淀池：多承受平流式多個(gè)沉淀池串連，依據(jù)尾礦自然沉降規(guī)律濃縮尾礦，澄清并排增大，一般需要時(shí)間較長，導(dǎo)致沉淀池濃縮尾礦處理量不大。四、干式尾礦排放型式依據(jù)干式尾礦入庫的挨次可將干式尾礦排放型式分為上游式、中線式、下游式及倒排設(shè)施，由于庫內(nèi)存在積水，達(dá)不到尾礦干式排放堆存的效果，因此，上游式、中線式、下游式尾礦干式排放很少承受，只是在個(gè)別的老庫改造中承受。目前尾礦干式堆存多承受倒排式的排放方式，留從庫尾開頭堆筑，逐步向下游推動，庫內(nèi)無水尾礦不飽和，不量液化；一旦失穩(wěn)后不會長距離流淌，不會形成大的泥石流危害。干堆。旺世公司紅柱石選廠尾礦庫承受倒排式的排尾方式，為攔截庫區(qū)上游洪水，在庫區(qū)上游接近溝的終點(diǎn)處修建擋水壩，壩底標(biāo)高621m63lm10m3m，壩軸線長24.5m，上游壩坡坡比l:0.11:0.5。在擋水壩上游右側(cè)山體修B×H＝2.5m×2.5m。左側(cè)截洪溝斷面尺寸為B×H＝1.9m×2.0m，截洪溝起點(diǎn)標(biāo)高652m620m，截洪溝1.6km2%；右側(cè)截洪溝斷面尺寸為B×H＝1.0m×1.0m，截洪溝起點(diǎn)標(biāo)640m620m1.3km1.54%。庫區(qū)排水設(shè)施承受排水井－排水隧洞－出口排水明渠的排水方式，排水井設(shè)置在距初15m63.5m3.0m2m3%B×H＝2.5m×2.5m。旺世公司紅柱石選廠尾礦庫上游的洪水承受擋水壩－明口隧洞排水系統(tǒng)排出，尾礦庫上游洪水不入庫；尾礦庫左右兩側(cè)山坡上的匯水由左右兩側(cè)山體上的截洪溝排至庫區(qū)下游，集合的洪水很快通過初期壩上游排水井－排水隧洞－排水明渠的方式排出庫區(qū)不存水，大大提高了尾礦庫的安全度，極大減小了對尾礦庫周邊環(huán)境的污染。五、尾礦干堆工藝的優(yōu)缺點(diǎn)依據(jù)尾礦干式堆存工藝的特點(diǎn)并結(jié)合傳統(tǒng)尾礦直排工藝的特點(diǎn)比較可知尾礦庫干式堆存工藝與傳統(tǒng)尾礦直排工藝的優(yōu)缺點(diǎn)見表2。指標(biāo)優(yōu)點(diǎn)尾礦干式堆存工藝指標(biāo)優(yōu)點(diǎn)尾礦干式堆存工藝傳統(tǒng)直排工藝環(huán)保效益顯著常生產(chǎn)有利于回收尾礦廢水中所含的金屬削減了大量的藥劑消耗傳統(tǒng)工藝成熟無風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)運(yùn)營本錢低建設(shè)周期短，可使企業(yè)早投產(chǎn)早見效益基建投資相對較小5.不會形成尾礦庫懸湖，庫內(nèi)無尾礦水蓄積，蒸發(fā)水為尾礦內(nèi)不行回收的孔隙水5.不會形成尾礦庫懸湖，庫內(nèi)無尾礦水蓄積，蒸發(fā)水為尾礦內(nèi)不行回收的孔隙水7.一旦失穩(wěn)后不會長距離流動，對尾礦庫下游影響較小尾礦排放后不發(fā)生粗細(xì)顆粒分級，不形成泥粒夾層同等條件下庫容較傳統(tǒng)直排工藝庫容大作量小設(shè)備投資較高生產(chǎn)運(yùn)營本錢較高缺3.壓濾機(jī)、過濾機(jī)等的處理力量有效，導(dǎo)致大規(guī)模點(diǎn)礦山企業(yè)無法實(shí)施尾礦干式堆存4.在降雨較大地區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)的可能性較小對環(huán)保極為不利，一旦治理不到位，造成尾礦跑冒將直接危害下游居民的生產(chǎn)和生活地下，污染地下水資源人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)造成了重大損失占地面積大，需要投人大量資金征林、征地形成尾礦庫懸湖浸潤線從壩坡出露時(shí)形成潰壩風(fēng)險(xiǎn)分級后尾礦簡潔發(fā)生液化潰壩后形成泥石流，破壞性干式尾礦堆存運(yùn)行治理和安全防范的重點(diǎn)應(yīng)放在尾礦庫防洪、排水系統(tǒng)上，其主要任務(wù)是將干式尾礦排放與碾壓、壩體維護(hù)與加固、汛期防洪、抗震、監(jiān)測與環(huán)保等各項(xiàng)工作，確保干式堆存尾礦庫的安全運(yùn)行，防止滑坡和破壞性災(zāi)難事故的發(fā)生，減小對環(huán)境的污染?！惨弧掣墒轿驳V堆存承受倒排式分層排放、碾壓至最終設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)必需保證尾砂堆存頂面由庫尾坡向庫下游(一般坡度0.5%－l%為宜)，杜絕庫內(nèi)積水；終期積存外坡平坦、碾壓是保證壩體安全的重要措施，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)審查備案后的設(shè)計(jì)進(jìn)展施工。〔二〕設(shè)計(jì)尾礦庫防洪、排水系統(tǒng)時(shí)應(yīng)將庫區(qū)周邊洪水截流后排至庫區(qū)下游，尾礦庫有效利用空間范圍內(nèi)的洪水應(yīng)設(shè)置特地的防洪、排水構(gòu)筑物。〔三〕要常常檢查尾礦庫防洪、排水構(gòu)筑物的構(gòu)造完整性和安全牢靠性，保證防洪、排水構(gòu)筑物排水通暢?！菜摹吃诿磕暄雌谇?，初期壩前要留有肯定調(diào)蓄庫容和安全超高，保證儲存洪水沖刷封堵，確保庫內(nèi)防洪、排水系統(tǒng)安全有效。〔五〕應(yīng)在庫區(qū)底部適當(dāng)范圍內(nèi)設(shè)置排滲層，確保準(zhǔn)時(shí)疏干雨季時(shí)尾礦砂中的水分?！擦碁榉乐垢墒蕉汛嫖驳V庫使用期間積存外表尾砂揚(yáng)塵造成污染環(huán)境，可實(shí)行灑水分階段覆土植被?！财摺硲?yīng)準(zhǔn)時(shí)對終期尾礦積存壩下游坡的進(jìn)展修整后覆土植草，確保積存壩下游坡不進(jìn)展。〔八〕制止在干式堆存的尾礦庫中消滅干、濕混排現(xiàn)象?！簿拧澄驳V庫企業(yè)應(yīng)當(dāng)針對滑坡、垮壩等生產(chǎn)安全事故和泥石流、山體滑坡、地震等重大險(xiǎn)情制定應(yīng)急救援預(yù)案，配備必要的應(yīng)急救援器材、設(shè)備，并進(jìn)展預(yù)案演練