[发明专利]一种细粒尾矿固化干堆方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种尾矿干堆方法，尤其是涉及矿山细粒尾矿采用固化干堆工艺堆存的方法，是一种新型的尾矿处置技术，特别适用于我国南方多雨地区的细粒尾矿的干堆处置。

背景技术

目前我国尾矿堆存多采用传统的湿式尾矿堆存方法，即建设尾矿库。根据2012年统计，我国有尾矿库12000多座，尾矿堆存总量已超100多亿吨，每年新增尾矿10多亿吨，其中大多排向尾矿库堆存。大量尾矿的排放和堆存，给社会、经济、环境造成了严重的危害，导致资源浪费、植被破坏、占用土地及工程灾害加剧等一系列问题。

近年来，随着尾矿浓缩、固化等技术研究日趋成熟，尾矿干堆技术也在快速发展。如适用于较粗尾矿的机械压滤干堆技术，用于较细尾矿的真空压滤干堆技术，多段浓密膏体干堆技术，适用于小型矿山的沉淀池自然浓缩干堆技术等。

目前国内关于尾矿干堆堆存的方法很多，如中国专利申请201010241928.0公布了“一种不设尾矿库的选矿尾矿固化处理干式堆存方法”，该方法将选矿后的尾矿浓缩后导入固化搅拌机与固化剂搅拌，经24小时养护后再运输至堆放场地进行碾压填筑，实现固化尾矿的长期安全堆存和资源化利用。该方法虽然提出不建设尾矿库的尾砂干堆方法，但其方法需将尾砂先固结养护24小时，再运输至场区堆置，在矿山实践中具体操作存在较大的困难。再如中国专利申请201210450325.0公布的“细粒尾矿低成本固化处置方法”，该方法使用低成本的固化剂，使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。该方法虽然提出细粒尾矿固结处置方法，但仅提出细粒尾矿处置的若干个方向，未涉及具体堆置工艺方法。而且，上述两种方法不适合在矿山进行大规模工业应用。

发明内容

本发明的目的，就是针对现有技术存在的上述问题，而提供一种适应性强、适于在工业上应用的细粒尾矿固化干堆方法，该方法可以提高固结强度并缩短固结周期，并能够解决南方多雨地区进行尾矿干堆问题。

为实现本发明的上述目的，本发明一种细粒尾矿固化干堆方法采用的技术解决方案是：

本发明一种细粒尾矿固化干堆方法采用以下工艺：

1）尾矿干堆场场区调查：对尾矿干堆场场区所在位置的工程地质、水文地质、地层分布及物理力学性能进行系统的调查，通过技术、经济比较确定细粒尾矿干堆场的最优场址。

2）尾矿特性分析：对选矿厂产生的尾矿进行分析，包括尾矿粒度、尾矿浓度、矿物组成，以便选择合适的尾矿固化剂材料。

3）尾矿浓缩：将选矿厂产生的尾矿浓缩至重量百分浓度为55%~68%的高浓度尾矿浆，其中以58%~62%的重量百分浓度为优。

4）固化剂添加：将浓缩后的高浓度尾矿浆导入尾矿搅拌机中，根据尾矿特性分析选择合适的尾矿固化剂加入到尾矿搅拌机中，经过充分搅拌均匀。

所述的尾矿固化剂的主要成分为水泥、粉煤灰、石灰，三者的重量比为1.0:（2.0~6.0）:（1.0~3.0），尾矿固化剂添加量为每立方米尾矿浆中添加35~60千克尾矿固化剂。也可以选择市场上销售的尾矿固化剂，如WPA 尾矿固化剂、高浓度胶结充填尾矿固化剂。

5）根据尾矿干堆场占地面积及尾矿排放流量将尾矿干堆场分为4~10层空间区域，每层空间区域长度80~200m、宽度L=40~60m；在最底部的第一层空间区域两侧利用堆石、粘土或尾矿分别堆筑高h=1.0~2.0m、顶宽b=1.0~1.5m、内外坡比a=1:1.5~1:3.0的外侧基础拦挡坝及内外坡比为1:1.5~2.0的内侧拦挡坝；

在最底部的第一层空间区域内铺设透水性土工材料，并将第4）步中搅拌均匀的尾矿浆排放至已铺设透水性土工材料的该空间区域内，待尾矿浆自然沉淀填满后，利用尾矿在该空间区域外上侧堆积一个外侧尾矿拦挡坝，外侧尾矿拦挡坝的坝体高1.0~2.0m、顶宽1.0~1.5m、内外坡1:1.5~1:3.0，将透水性土工材料包裹缝制起来，形成土工织物复合尾矿固结体，并最终完成第一层土工织物复合尾矿固结体的铺设；然后向堆场中部区域排放尾矿浆，填满并自然沉淀至第一层高度。

当外侧基础拦挡坝、内侧拦挡坝采用堆石堆筑时，所述的外侧基础拦挡坝内外坡比为1:1.5~1:1.25，内侧拦挡坝的内外坡比为1:1.5~1:2.0；当外侧基础拦挡坝、内侧拦挡坝皆采用粘土堆筑时，所述的外侧基础拦挡坝内外坡比为1:2.0~1:3.0，内侧拦挡坝的内外坡比为1:1.5~1:2.0。