[发明专利]细粒尾矿低成本固化处置方法

说明书

技术领域

本发明属于矿山及环境工程技术领域，具体涉及一种细粒尾矿低成本固化处置方法。

背景技术

传统的尾矿入库处置方法存在经济、安全、环保、土地消耗等诸多问题，开发尾矿不入库处置技术是矿业生产中面临的主要课题。目前，尾矿井下充填技术处于推广阶段，但该技术胶凝剂用量大，管道易磨损、腐蚀和结垢，存在成本较高、运行管理较困难等问题。例如，专利号为200610012672.X的中国发明专利“矿山尾矿蒸压砖及其制造方法”以制造建筑砖为目的，固化剂由冶金矿渣或粉煤灰、水泥熟料、磷石膏或脱硫石膏、硬石膏、硫酸钠、硅酸钠、碳酸钠组成，成分多样复杂，制备成本较高，难以直接用于大规模尾矿处置实践。专利申请号201010241928.0的中国发明专利申请“一种不设尾矿库的选矿尾矿固化处理干式堆存方法”采取“添加固化剂-陈化-碾压”工艺进行尾矿的干式堆存，这种技术对场地有特殊要求，尾矿综合利用程度很低，并且其固化剂含水泥熟料、石膏等工业品，处理成本也较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种细粒尾矿低成本固化处置方法，该方法通过使用低成本的固化剂，将细粒尾矿固化制备成固化块，用于充填地面塌陷区、地面堆存或作为建筑材料。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案包括如下步骤：

1）尾矿浓缩与输送：将细粒尾矿浓缩至固体重量百分比为65～70%的膏体，用砂泵将浓缩尾矿输送至尾矿固化场；所述细粒尾矿中，粒度＜74μm的含量大于80%；

2）固化剂混磨：将由粉煤灰、生石灰、烧结脱硫灰按照1∶0.4～0.5∶0.12～0.15的重量比混合均匀后，送入气蚀粉磨系统进行磨细，出料中，粒度＜50μm的含量大于99%；

3）尾矿与固化剂混合：将经步骤2）混磨后的固化剂加入到经步骤1）浓缩并输送到尾矿固化场的尾矿中，于机械搅拌机中混合，搅拌混合过程中同时添加同样细度的干尾矿，浓缩尾矿、固化剂及干尾矿的添加量应满足：最终出料中水分重量为24～29%，且以干重计，尾矿与固化剂的比例为76.2～90.4∶9.6～23.8；

4）陈化与成型：出料在20～50℃、通风环境下陈化5～60h，使出料水分达到16～17%时，进入砖机压制成块，成型压力为20～60MPa，成型后进行养护；

5）养护：采用自然养护方法、自然养护与常压蒸汽养护相结合方法、自然养护与高压蒸汽养护相结合方法；所述自然养护方法为自然放置7天以上；所述自然养护与常压蒸汽养护相结合方法为自然放置0～2天后进行常压蒸汽养护，蒸汽温度为70～100℃，养护时间为4～8h；所述自然养护与高压蒸汽养护相结合方法为自然放置0～2天后进行高压蒸汽养护，蒸汽温度为180℃，养护时间为1～8h。

本发明方法固化处置细粒尾矿制备的固化块7d抗压强度值为5～15 Mpa，吸水饱和抗压强度值为3～12 Mpa，沸煮5h饱和吸水率小于18%,可用于地面塌陷区充填；或用于地面堆存。其中，抗压强度为10～15MPa、吸水饱和抗压强度为8～12MPa的固化块，符合国家建筑用砖标准，还可用作为建筑材料。

本发明的优点：

1.固化剂配方简单、用量少，且未添加水泥熟料，因此成本低廉，尾矿固化成本低。

2.尾矿固化处置后产品根据固化剂用量不同，既可用于充填，也可用作为建筑用砖等各种建筑材料。其中，充填固化块中固化剂含量较低，吨尾矿处置成本低于30元；建筑用砖中尾矿含量75%左右，固化剂含量25%左右，块砖生产成本低于0.15元。且该处置方法可以利用同一生产线生产两种产品，实现了尾矿处置与综合利用的统一。

3.本发明充分利用尾矿和粉煤灰中金属氧化物种类丰富，如含有氧化铁、氧化钛、氧化锰等，协同催化能力强的特点，在气蚀粉磨和养护过程中实现了烧结脱硫灰中亚硫酸钙向硫酸钙的转化，硫酸钙可以催化粉煤灰-石灰体系火山灰反应，与普通硫酸钙相比，新生态硫酸钙具有更好的催化效果，提高了固化块的强度。

4.本发明是以废治废，体现了良好的环境效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1