尾矿干堆
(2012-12-17 09:21:13)
标签:
尾矿干堆浓密机筑坝教育 |
分类: 安全环保 |
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。尾矿一般作为固体废弃物而以尾矿库的方式贮存。根据国家安鉴局统计数据,全国共有12
1
天然状态的土一般由固体,液体和气体三部分组成.若土中的孔隙全部由气体填充时,称干土.
2
疏干尾矿中的水分主要有以下几种方法。
(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。辽宁排山楼金矿即采用此法滤干尾矿。
(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即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即采用此法。
3
根据规模的大小,尾矿滤干车间通过考虑经济因素选择位置:选厂规模较小的尾矿滤干设施一般位于选厂内,尾矿采用皮带或者汽车运输入库堆存;在选厂规模较大,尾矿量很大的情况下,尾矿滤干一般位于尾矿库边,以减少干矿的运输距离,尾矿入库一般采用皮带运输。高浓缩尾矿在落差较大条件下,也可以泵送入库。以上游法为例,传统水力冲填中,尾矿被水携带,利用重力分级作用,粗颗粒尾矿滞留坝前,细颗粒尾砂随水流沉积在库后,所以传统水力冲填尾矿入库一般采用放矿管,均布于坝前,分段放矿或均匀放矿。相比之下,尾矿干堆入库相对复杂。由于运输设备采用汽车运输尾矿入库或移动皮带的位置摆放等,干堆需要更多的人工参与放矿,由此带来的益处是人为因素可以提高尾矿库利用系数,延长尾矿库的服务年限。
滤干的尾矿入库后,由于自然蒸发和下渗等因素,堆体内少量水分疏干很快,尾矿迅速固结。而传统水力冲填法由于尾矿库内大量水的作用,使得尾矿坝始终处于较高浸润线状态,尾矿疏干过程和固结时间长。因此,尾矿干堆对于尾矿坝坡的安全稳定更为有利。尾矿干堆与传统水利冲填堆存方式的差异见表1。
4
尾矿压滤干堆也有下列几项缺点:
(1)若不是新建矿山,一般需要技术改造,经济效益好的矿山容易接受,经济效益差的矿山企业不但要数百万元投资,而且贷款利息也难以承受;
(2)尾矿压滤干堆一般一次性设计而无法服务5~10年以上,因干堆的尾矿运输量每年都要增加距离与成本。因此,在利用此技术之初就应作好这方面的准备;
(3)利用国产压滤设备,虽然备品备件供应与采购比较容易,价格也不高,但是,一般国产设备质量较差,需要经常修理与维护;
(4)尾矿压滤的干堆技术,对于氰化炭浆工艺有效,而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;
(5)此技术对于北方干旱地区较为适用,而对于多雨的南方地区则要慎重考虑,权衡利弊。
5
在选择坝址过程中,主要是考虑存放干堆的容积能力、地质构造,而后者尤为重要,如果没有掌握好,易出现安全隐患,冈为压滤后的尾矿中仍含有部分水分(一般在20%左右),堆积后的尾矿水分虽有部分蒸发,但大部分水分会不可避免地通过自然沉降渗入可能存在的断裂带中而失去控制,从而对地下水环境有一定的污染。因此,笔秆建议在诙种地带堆放压滤后的尾矿时,需要做防渗处理
(2)
(3)
(4)
为排除暴雨洪水及雪水的影响,尾矿坝应设置排洪系统。对于堆坝而言,由于尾矿内大部分的水分已经压滤返回到生产工艺流程中去,因此其排洪系统较为简单易行。辽宁省排山楼金矿针对防洪采取的措施主要要有:(1)沿坝坡同山坡的交界线挖截水沟,防止山坡汇流雨水冲刷坝体。(2)在每层马道的内侧设截水沟,将坝面汇水引到坝坡脚外,以防雨水冲刷坝面。(3)坝体下游设置集水系统,随时监测水质,必要时返回回水井利用。
坝面植被既能防止洪水冲刷,保护坝面,又能防止尾砂飞扬,美化环境,是一举多得的好措施。
6
⑴
湿排:在我国采用较多的上游法筑坝,技术非常成熟,目前在黑色系统堆坝在100m以上,处于世界领先地位。
尾矿干式排放:目前在我国对干式尾矿堆场(库)没有明确规定,尾矿干式排放初始主要源于环境保护方面的规定,通过十几年的运行,应该说技术成熟、可靠,在国内积累了一定的管理经验,有很多矿山取得了成功经验。
⑵
①、通过压滤(过滤),使浓度为28~38%左右的矿浆,形成含水量20%左右的滤饼。即矿浆中80%的水得到回收利用。每日可回收利用大量废水,尤其在严重缺水地区优势明显。
②、在黄金矿山,回水中含液相金的品位约为(0.025g/t),则每年可多回收黄金。
③、回水中含有CN-浓度在1/万~1.3/万左右,每年可节省NaCN用量。
④、回水中PH值在8.5~11左右,每年可节省白灰用量。
由此可见,回水利用不但较好地解决了环境保护问题,同时通过综合回收利用,可为企业创造良好的经济效益。
7
干式排放禁止周边汇水面积的水进入库区,通常将压滤厂(过滤厂)建于库区中上部,采用胶带输送机向库内运送,推土机推运分层碾压,从库上部向下排放,使终保持里高外低,便于排水,但堆积坡尾砂始终处于松散状态,易出现滑坡,为解决滑坡和雨水冲刷带下的尾砂流失,设计在尾矿库沟口处见一座,透水性良好的拦沙坝,用于拦挡尾砂和排水用。
尾矿库期满时,要对外坡进行分层碾压,从下向上修成阶梯型,每5~10m高设一平台,并修筑纵横向排水沟,用以排出雨洪水。通常堆积外坡应大于1:4~1:5为宜。
尾矿干式排放的安全性,比湿排要好:
(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,可能出现的安全事故,滑坡,而滑坡造成的影响面和损失是有限的。
(4)在我国北方地区在堆积坝内不会产生并夹层。
8
缺点:运营费高;设备多管理不便;在降雨较大地区能够实现的可能性较小;大型矿山很难实现。
9
陶瓷过滤机:设备的特点,耗能低,干料含水率较低,通常干料含水量在10~15%之间。通常在给料前要加浓密机进行浓缩,当重量浓度高于50%时,设备处理能力明显增加,尽量做到自流给入过滤机以稳定操作。重量浓度低于50%时,效率较低。(1)
压滤机基本工作原理为:给料、压榨、吹干三个步骤;压滤机工作能力的选择按下式估算或通过实验确定:
压滤机适应性较强,处理能力大,给矿浓度高、低和原矿含泥量的大、小均可使用。目前有厢式压滤机、隔膜压滤机,快开形式的压滤机等,压滤机下部应设截水翻板设施,并将滤出水排至滤液池。通常在给料前要加缓冲搅拌槽,缓冲时间2~2.5倍压滤周期,压滤给矿泵间断工作,其流量为正常流量的2~2.5倍。
压滤工艺的缺点:需压力给矿,耗能偏高,目前通常在8~23%左右。
10排放方式:
(1)
(2)
(3)
(2)、(3)两种排矿方式,很少采用,由于库内存有积水,达不到干式排放的效果,且基建投入高,在个别的老库改造中采用。
11干式堆放场(库)运行管理安全防范的重点
干式尾矿堆放场(库)生产管理和安全防范的重点应放在排水构筑物上,其基本任务是将干尾矿排放与碾压、坝体维护与加固、汛期防洪、抗震、监测与环保等各项工作做好,确保干式堆放场(库)的安全运行,防止滑坡和破坏性灾害事故的发生,防止产生对环境的污染。
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)为防止干式尾矿堆场(库)使用期间堆积表面尾矿扬尘对附近环境产生污染,可采取洒水喷淋或喷洒化学固结剂等措施,保持表面湿润固结。
(6)尾矿堆放,每个台阶高度不宜超过10~30米,台阶宽度根据采用设备的不同,控制在合理范围内。终期堆积坝坡的修整,要逐层碾压到一定的宽度。(建议碾压宽15~30m)。
12.干式尾矿堆放场(库)病害防治
应根据工程地质、水文地质条件、地形条件、尾矿的物理力学性质以及施工影响等因素,对可能发生的病害,如滑坡、坍塌、沉陷、裂缝等应认真分析,贯彻预防为主、防治结合的方针。
11.1
在尾矿堆场堆放过程中,必须采取可靠措施,防止人为和自然因素影响产生的滑坡。发现有滑坡迹象时,应及早预防和整治,防止滑坡出现和发展,可采取下列处理措施:
(1)正确处理场址地基,应根据工程、水文地质勘察资料、堆置高度分析验算边坡稳定性,对稳定性较差的软弱土质的山坡,采用推土机将原坡推成台阶状,以增加稳定性。
(2)
(3)
(4)
(5)