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我國礦山機械領(lǐng)域尾礦堆壩的方法和實踐

2011年11月16日 14:3 11200次瀏覽 來源:   分類: 有色裝備


  排放方法有多點排放,即支管分散排放,獨管排放等。前者方便筑壩,后者多用于冬季排放和水下排放。有時,為了調(diào)整沉積灘坡度,需要考慮不同支管的濃度和粒度,有目的的開啟支管。這都是企業(yè)長期積累的“絕招”,通常不為認知。
  如前所述,高濃度、細顆粒尾礦堆壩設計缺乏經(jīng)驗,現(xiàn)有規(guī)程主要內(nèi)容是上游法,或者說上游法的條款較多。有幾個典型工程使用上游法,投產(chǎn)以后出現(xiàn)了筑壩困難的問題。著名的有魯中、大頂、洪都等。
  細顆粒尾礦筑壩設計常采用補強方法增加穩(wěn)定性,例如:洪都尾礦壩每期子壩(高約3?m)鋪設100?m的土工格柵。西石門后井壩曾經(jīng)用旋流器在子壩前隔一個安全灘長的距離,再堆筑一道子壩用來排礦、擋水以滿足安全灘長要求。魯中不用尾礦筑子壩,用廢石土擠泥筑壩,無紡布做隔離層,再用旋流器沉砂形成排水層。大頂?shù)V的排放濃度低,尾礦粗、細兩級分化明顯,則用池田法就地沉砂,以獲得較寬厚的壩體,支撐細粒尾礦泥。
  據(jù)了解,欒川龍宇鉬業(yè)有限公司尾礦庫設計初期壩高60?m,初期庫容83.2萬m3,堆積壩高200?m,總有效庫容3845.4萬m3。前100?m的堆積壩坡1 : 4,后100?m的堆積壩坡1 : 5。2008年10月投入運行,排放濃度55%。2009年5月下旬堆積高度超過了初期壩頂(高程1270?m),到2010年3月,堆至第十一期子壩時,堆高22m(高程1?292?m),為了運行安全采取了如下措施:
  針對上升速率過快采取了減產(chǎn)、限產(chǎn)措施;針對第一、二期子壩沼澤化的問題,增設了水平排滲,在高程1270~1370m、距離壩頂142~160m還預埋了排滲盲溝;在高程1470m、距離壩頂180~200m區(qū)間設置土工席墊,土工席外包400 g/m 無紡布;把55%的排放濃度降至25%~35%,以改善尾礦漿的分選性和壩前沉積灘面坡度;調(diào)整選礦工藝,使尾礦中負200目的粒組由原來的65%以上減少到50%~60%。


  尾礦干堆和膏體排放
  采用干式排放和膏體排放來堆存尾礦,都需要先把尾礦漿濃縮到一個理想的濃度,再進一步濃縮為膏體(在泵送前需要添加劑),或者把理想濃度的礦漿送入壓濾機,強制縮水為“濕餅”或“干餅”。
  經(jīng)過深錐濃密機脫水后,不分選、離析,尾礦濃度大于臨界流態(tài)濃度而小于極限可輸送濃度。這種尾礦多用于膏體地表排放,以排放點作為中心,形成3o~10o坡度。顯然,中心高度越大,坡角也隨之增大。這樣在中心點排放,尾礦會形成一個堆體。上世紀90年代,國內(nèi)叫錐式排放(conical center disposal)。
  經(jīng)過壓濾或過濾后,不發(fā)生分選、離析,重量濃度80%或更高,含水在塑限附近,飽和度在75~90%之間的尾礦,稱為尾礦“干餅”或“?濕餅”。可以用汽車或傳送帶運至特定地點排放,可以在初期壩或平地圍堤所形成區(qū)域內(nèi)存放、排放,有的在溝谷的末端開始向下游排。這就是人們說的干堆(dry stacking)。
  存放壓濾、過濾工藝后的尾礦干餅、濕餅的場所,如果場地內(nèi)無存水,可以叫尾礦干堆場(dry?tailings?yard)。錐式排放能形成尾礦堆,無需建壩的,也屬于尾礦堆場。為了收集徑流、防洪、防止揚塵、回水和方便管理等,應布置必要的工程,屬于附屬設施,主要有防滲、排滲、護坡、綠化、噴淋、集水及排水等。


  干式排放和膏體排放概況
  尾礦濃縮、分級、壓濾設備的發(fā)展,為尾礦膏體排放和“干堆”創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件,具備了推廣的要素之一。
  膏體是在靜態(tài)條件下,基本不離析的固液兩相體,重量濃度在65%?75%。選礦專業(yè)有學者認為膏體或高濃度直接排放工藝有以下特點:
  濃度高,如果濃縮系統(tǒng)在選廠,廠內(nèi)回水率高;排放場所選擇靈活,可建在塌陷坑、低洼地、開礦坑等負地形和緩坡地;實現(xiàn)運營和復墾同步進行;面積小,建設和維護費用低。
  由于國內(nèi)膏體堆放的實際工程尚少見,從尾礦庫建設和運行角度,為了和傳統(tǒng)尾礦堆存方法探討比較,假設有同一“V”型山谷,一個方案是傳統(tǒng)濕法排放。筑壩后使用濕法排放,初期壩高55m,筑壩的方量190萬m3,庫容700萬m3,不堆壩。由于這是一個帶有心墻的壩,不用尾礦堆壩,國內(nèi)通常稱為一次性筑壩。
  另一個方案是膏體堆排,筑壩后在壩內(nèi)錐形堆放,圍壩高20m,壩的方量15.35萬m3,庫容5500萬m3,錐高50m。如果粗尾礦,上游法筑壩,初期壩高20m,再堆壩35m,總庫容就肯定大于5500萬m3。
  需要說明,在這個舉例中要注意尾礦特性,如果需建55m高的心墻壩堆存的尾礦,按國內(nèi)的經(jīng)驗,全尾礦的評價粒徑當小于0.04mm,-200目的大于80%,400目大于或接近40%。這種尾礦膏排易,干堆難。

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