[发明专利]一种基于深锥浓密机的全尾膏体充填和堆存联合处置方法

说明书

技术领域

本发明涉及尾矿膏体处理技术领域，特别是指一种基于深锥浓密机的全尾膏体充填和堆存联合处置方法。

背景技术

2012年，安全生产监督管理总局等五部委在《关于进一步加强尾矿库监督管理工作的指导意见》中明文规定：新建金属非金属地下矿山必须对能否采用充填采矿法进行论证，并优先推行充填采矿法。在此条件下，充填采矿法在矿山中的应用比重不断增加，其工艺技术近年来也得到了迅猛发展。

随着充填采矿技术的应用与发展，低浓度分级尾砂胶结充填已无法满足现代矿山安全、环保、高效的要求，以全尾砂为主要充填材料的高浓度胶结充填甚至是膏体充填逐渐成为主流方向。现场实践也证明，低浓度充填料浆会带来诸如挡墙滤网堵塞、采场料浆排水困难、井下污染严重、水泥耗量高、充填体离析分层等一系列问题，同时分级尾砂的使用也会增加尾矿库的建设与维护费用，造成地表的环境污染。本发明介绍一种全尾砂膏体充填和尾矿堆存联合处置的新方法，充分降低了充填成本，提高了充填体强度，最大限度地减少尾矿排放。同时，也能大幅提高尾矿排放浓度，增加尾矿的堆积角，从而提高尾矿库的服务年限。所以，全尾砂膏体联合处置方法可以同时很好地解决采空区充填和尾矿堆存两个难题，保证经济社会效益最大化，符合“绿色矿山”建设理念。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于深锥浓密机的全尾膏体充填和堆存联合处置方法。该方法所涉及的系统包括全尾砂、深锥浓密机、絮凝剂添加系统、水泥添加系统、溢流水和膏体搅拌系统。其中全尾砂一般来自选矿厂，泵送至深锥浓密机；絮凝剂添加系统与深锥浓密机配套使用；水泥添加系统根据需要供给胶凝材料；浓密机溢流水至高位水池，用来调节膏体充填浓度；二级卧式搅拌机用来制备膏体，搅拌需要充填的浓缩尾矿与水泥，制备好的膏体自流或者泵送至采场；不需要充填的浓缩尾矿泵送至尾矿库进行堆存。

粗骨料添加系统、细骨料添加系统以及外加剂添加系统按需进行选择。粗骨料与细骨料主要用来调节膏体配比，进而对膏体流动性和力学性能进行改善。当全尾砂细颗粒含量较多或者含泥量较多时，而所需强度又较高时，适当增加粗骨料和细骨料，有利于膏体强度提升。此时，同时设立粗骨料和细骨料仓，根据室内实验，对膏体配比进行优化调整，达到降低水泥单耗、提高充填强度的目的。其中粗骨料可以为碎石、水淬渣、戈壁集料等材料，粗骨料尺寸为2mm～20mm中的某一区间；细骨料可以为库存尾砂、棒磨砂等材料，细骨料尺寸为0.2mm～2mm中的某一区间。外加剂添加系统根据膏体输送和凝结性能需要进行选择，可以为泵送剂、缓凝剂、速凝剂、粉煤灰等材料。

该联合处置方法具体如下：

(1)将全尾砂进行稀释，至浓度5％～15％。具体取值根据室内实验进行确定，然后泵送至深锥浓密机，同时由絮凝剂添加系统将絮凝剂送至深锥浓密机中，对全尾砂进行絮凝沉降、浓缩脱水；

(2)当需要充填时，将步骤(1)中深锥浓密机的底流泵送至膏体搅拌系统的二级卧式搅拌机中，同时将水泥由水泥添加系统输送至二级卧式搅拌机中，使底流与水泥充分搅拌，搅拌后的膏体泵送至采场进行充填；

(3)当不需要充填时，将步骤(1)中深锥浓密机的底流自流或泵送至尾矿库，进行堆存；

(4)步骤(1)中深锥浓密机的溢流水输送至高位水池，再由高位水池输送至二级卧式搅拌机进行膏体浓度调整或管路冲洗。

其中，深锥浓密机底流输送管道设有三通转化阀，随时切换底流输送方向；步骤(1)中絮凝剂先在溶解槽中进行溶解，根据不同性质的全尾砂由计量泵控制添加比例；步骤(2)中在二级卧式搅拌机中进行搅拌时，根据需要添加粗骨料、细骨料或外加剂。

全尾砂来自于选矿厂。全尾砂至深锥浓密机通过一级或者多级泵送系统进行输送，取决于选厂至浓密机顶部的输送阻力。

深锥浓密机主要用来对全尾砂脱水。所有全尾砂进入深锥浓密机进行脱水处理，深锥浓密机的直径取决于全尾矿的处理量，高度由尾矿的处理量和底流浓度综合决定，浓密机锥角由尾矿底流浓度、耙架运行扭矩综合决定。深锥浓密机根据需求可以为一台或多台并联。

絮凝剂添加系统与深锥浓密机配套使用。主要用来加快尾矿沉降速度，提高浓密机沉降、脱水效率。絮凝剂添加系统由絮凝剂、溶解槽和计量泵组成。絮凝剂与尾矿混合时要确保尾矿浆的浓度。

水泥添加系统由水泥、水泥仓和螺旋输送机组成。水泥仓顶部封闭，螺旋输送机用来计量和输送水泥。

溢流水特指深锥浓密机溢流水，溢流水收集于高位水池。用来调节膏体浓度，冲洗搅拌槽和输送管路等。