专利名称：一种山谷型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法
技术领域：
本发明涉及一种对山谷型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法，属于氧化铝 生产中的赤泥堆存技术领域。
背景技术：
赤泥是氧化铝生产中产生的废渣。赤泥主要组份是Si02、CaO、Fe203、A1203、Na2O, Ti02、K20，此外还含灼减成份和微量其它有色金属等。在赤泥还不能大量利用而必须堆存的 情况下，目前主要有三种堆存工艺。第一种堆存工艺是湿法堆存工艺。湿法堆存是较为传统的赤泥堆存方式，将赤泥 及附液以(3 4):1的液固比(固体含量为20% — 25%左右)用离心泵和管道由氧化铝厂 送到赤泥堆场，赤泥浆由排放口排入赤泥库内，浆体中的泥粒子借重力自然沉降分离，湿法 赤泥堆场采用回水塔收集澄清附液。约80%左右的附液可通过回水系统返回氧化铝厂回收 利用。湿法堆存工艺中，有两种筑坝方式。一种是中铝下属山东分公司、河南分公司、山西 分公司、中州分公司、贵州分公司等用联合法生产氧化铝的企业所采用的初期坝加多级子 坝的方式，先用土石等材料建设一定高度的初期坝，然后将烧结法赤泥排放在堆场外围，拜 尔法赤泥排放在堆场中部，待初期坝堆满后，利用烧结法赤泥所特有的水硬自凝性冲填构 筑多级赤泥子坝，继续向上堆存赤泥。该筑坝方式的前提条件是要有足够数量的烧结法赤 泥用作子坝的筑坝材料。第二种是山东魏桥氧化铝厂、茌平氧化铝厂等用纯拜尔法以进口 三水铝矿石生产氧化铝的企业采用的一次性建坝方式，用土石等材料建设一定高度的初期 坝，然后堆放拜尔法赤泥，由于拜尔法赤泥在高含水量条件下呈流塑态，不具有力学强度， 故无法构筑子坝，只能一次性建土石坝堆存，初期坝堆满后，即废弃另建堆场。该堆存方式 的土地利用效率较低。第二种堆存工艺是半干法堆存工艺，目前国内仅在中铝广西分公司、广西华银铝 业公司等少数以一水硬铝石为原料的纯拜尔法氧化铝厂采用。半干法堆存工艺的赤泥附液 约为湿法的1 / 5，其流程是多次洗涤后经沉降槽分离的赤泥浆固体含量在30% 40% 左右，再经进一步脱水，使固体含量提高到55%左右，赤泥滤饼经机械强力搅拌，使其动力 粘滞数由IOOPa · S左右降至IOPa · S以下，用隔膜泵经管道送到赤泥堆场。赤泥堆场表面 一般无积水，水分在堆场内一部份(约60%)由于表面蒸发而损失。另一部分通过底部砂石 排水层疏排进入附液收集系统。赤泥经翻晒后逐渐干燥固结为可塑态，力学指标增加，初期 坝堆满后可以用干赤泥构筑子坝继续向上堆存，其缺点是需要选择晾晒面积较大的场址， 占地面积较大。第三种堆存工艺是干法堆存工艺。将赤泥过滤到固体含量67%左右后，将滤饼用 汽车运送到堆场堆存。目前国内仅在贵州凯里氧化铝厂、重庆南川氧化铝厂、重庆武隆氧化 铝厂等年产能小于20万吨的以一水硬铝石为原料的小型拜尔法氧化铝厂采用。正在建设 中的中铝遵义氧化铝厂也采用该工艺。干法堆存工艺赤泥含水量最低，经适当晾晒后即具有较好的力学强度，初期坝堆满后可以用干赤泥构筑子坝继续向上堆存，是赤泥堆存工艺 技术的发展方向。赤泥堆场的场址，根据氧化铝厂周边地形的自然条件和土地资源状况，可以大致 分为山谷型、傍山型、平地型三类。所谓山谷型，指在山谷谷口处筑坝形成的赤泥堆场，坝 体工程量较小，我国赤泥堆场的主要类型；所谓傍山型，是在山坡脚下依山筑坝所围成的堆 场，赤泥水澄清条件和防洪条件较差，筑坝工程量较大，一般在丘陵地区较常见；所谓平地 型，是在平缓地形周边筑坝围成的堆场，筑坝工程量大，堆坝高度有限，多建于平原地区。传统的山谷型湿法赤泥堆场，在使用至设计标高后，由于澄清距离和干滩长度不 能满足工艺要求，一般需进行闭库并另行选址新建赤泥堆场来满足氧化铝厂持续的赤泥排 放需要。一座赤泥堆场占地面积高达数十公顷乃至上百公顷，随着人口的增长和土地资源 日益减少，在厂区附近寻求满足堆存工艺要求的赤泥堆场新场址越来越困难。即使在离厂 区较远的地方找到新的场址，其投资往往高达上亿元，运行费用也比较昂贵
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种对山谷型湿法赤泥堆场进行干法增容改 造的方法，通过采取一定的工程措施，充分利用原湿法堆场已经占用的土地和已经建成的 防渗、排洪设施，增加原有湿法堆场的库容，延长原堆场的使用时间，节约新建赤泥堆场的 大量投资和运行费用。本发明是这样实现的它包括以下过程
在原湿法赤泥堆场的老初期坝的下游修建新初期坝，在新初期坝的下游坡附近修建滤 液池和雨水池，从原湿法赤泥堆场的排洪竖井接出的排洪管道延长接入雨水池；在原湿法 赤泥堆场的老初期坝和老子坝的下游坡面上铺设碎石层，其底部埋设穿孔集水管；穿孔集 水管连接渗水管，渗水管接入滤液池；碎石层覆盖土工布；沿碎石层的表面敷设初期排洪 管接入排洪管道；在山谷岸坡上修建赤泥压滤厂房，厂房内配置若干台压滤机；将来自厂 区的原湿法堆场的赤泥浆输送管接入赤泥压滤厂房；从赤泥压滤厂房接出滤液管接入滤液 池；从赤泥压滤厂房接出胶带输送机连接到岸坡上修建的转运站，从转运站向堆场内延伸 接出移动式胶带输送机；将排洪竖井加高到规划的干法增容高程；沿规划的干法堆存边界 在山谷两侧修建截洪沟，截洪沟通到新初期坝和副坝的下游；雨水池顶部设溢流管与截洪 沟相连；在滤液池内安装滤液泵，其出口连接滤液回水管；在雨水池内安装雨水泵，其出口 连接雨水回水管。这样，就完成了山谷型湿法赤泥堆场干法增容改造的主要工程建设。此后，停止湿 法堆存工艺，按下面的步骤对赤泥进行干法堆存
来自厂区的赤泥浆通过赤泥浆输送管进入安装在赤泥压滤厂房内的压滤机，经过压滤 机压滤后产生的滤饼，用胶带输送机经转运站和移动式胶带输送机运送到新初期坝与老初 期坝之间的初期堆置区卸料。压滤机压滤赤泥浆所产生的滤液，用滤液管排到滤液池，再通 过安装在滤液池内的滤液泵和滤液回水管返回厂区工艺流程。赤泥滤饼在初期堆置区卸料后，从新初期坝附近开始，分块用推土机进行摊平、晾 晒、碾压作业，逐渐向老初期坝推进。当新初期坝堆满后，用干固后的赤泥滤饼作筑坝材料， 用碾压法构筑新子坝，继续逐级向上堆存赤泥滤饼，直到初期堆置区堆置高程与原湿法赤泥堆场相同。在初期堆置区使用期间，原湿法堆置区的降雨仍通过排洪竖井、排洪管道排到雨水池。初期堆置区内的降雨通过逐段加高的初期排洪管进入排洪管道，再进入雨水池。雨 水池收集的雨水用雨水泵和雨水回水管返回厂区工艺流程，当遭遇暴雨使雨水池装满时， 后期雨水通过溢流管进入截洪沟排到库区下游。初期堆置区堆满后，整个库区形成一个水平的堆积面，用移动式胶带输送机与不 同的转运站相接，可将赤泥滤饼布放在整个堆积面，进行后期堆存。用干固后的赤泥滤饼作 筑坝材料，用碾压法在库前和库尾构筑新子坝，继续逐级向上按摊平、晾晒、碾压的流程堆 存赤泥滤饼，直到赤泥堆场的干滩长度低于规范要求时闭库。在后期堆存期间，场内雨水通 过加高后的排洪竖井排放到库外，场外雨水仍通过截洪沟排放到库外。在整个干法赤泥滤饼堆存期间，从老初期坝和老子坝的外坡面外渗的赤泥附液将 用碎石层和其底部埋设穿孔集水管收集，并通过渗水管接入滤液池，与滤液一起用滤液泵 和滤液回水管返回厂区工艺流程。与新建赤泥堆场相比，本发明充分利用原湿法堆场已经占用的土地和已经建成的 排洪设施，增加原有湿法堆场的库容，延长原堆场的使用时间，节约新建赤泥堆场的大量投 资和运行费用，可获得较大的经济效益。
图1是本发明的平面示意图。图2是本发明的剖面示意图。
具体实施例方式
具体实施例方式如图1、图2所示，本发明的山谷型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法，按下列步骤实施首先，在原湿法赤泥堆场的老初期坝1的下游一定距离处修建新 初期坝2，在新初期坝2的下游坡附近修建滤液池3和雨水池4，两池之间有隔墙分隔。将 从原湿法赤泥堆场的排洪竖井5接出的排洪管道6延长接入雨水池4。在原湿法赤泥堆场 的老初期坝1和老子坝7的下游坡面上铺设碎石层8，其底部埋设穿孔集水管9。穿孔集水 管9连接渗水管10，渗水管10以一定的坡度接入滤液池3。碎石层8的表面覆盖一层土工 布。沿碎石层8的表面敷设一根初期排洪管11，它由若干节短钢管用法兰连接而成，下部接 入排洪管道6。初期排洪管11随赤泥面的升高逐段连接直至到达子坝7顶部后用法兰盖封 堵。在山谷岸坡上高程较高的位置修建赤泥压滤厂房12，厂房内配置若干台压滤机 13。将来自厂区的原湿法堆场的赤泥浆输送管14接入赤泥压滤厂房12。从赤泥压滤厂房 12接出滤液管15，接入滤液池3。从赤泥压滤厂房12接出胶带输送机16，连接到岸坡上修 建的若干座转运站17，从转运站17向堆场内延伸接出移动式胶带输送机18。将排洪竖井5加高到规划的干法增容高程。沿规划的干法堆存边界在山谷两侧修 建截洪沟19，拦截两岸山体的雨水排到新初期坝2和副坝20的下游。雨水池4顶部设溢流 管21与截洪沟19相连。在滤液池3内安装滤液泵22，其出口连接滤液回水管23。在雨水 池4内安装雨水泵24，其出口连接雨水回水管25。增容后，停止湿法堆存工艺，对赤泥进行干法堆存来自厂区的赤泥浆通过赤泥浆输送管14进入安装在赤泥压滤厂房12内的压滤机13， 经过压滤机13压滤后产生的滤饼，用胶带输送机16经转运站17和移动式胶带输送机18 运送到新初期坝2与老初期坝1之间的初期堆置区卸料。压滤机13压滤赤泥浆所产生的 滤液，用滤液管15排到滤液池3，再通过安装在滤液池3内的滤液泵22和滤液回水管23返 回厂区工艺流程。赤泥滤饼在初期堆置区卸料后，从新初期坝2附近开始，分块用推土机进行摊平、 晾晒、碾压作业，逐渐向老初期坝1推进。当新初期坝2堆满后，用干固后的赤泥滤饼作筑 坝材料，用碾压法构筑新子坝26，继续逐级向上堆存赤泥滤饼，直到初期堆置区堆置高程与 原湿法赤泥堆场相同。在初期堆置区使用期间，原湿法堆置区的降雨仍通过排洪竖井5、排 洪管道6排到雨水池4。初期堆置区内的降雨通过逐段加高的初期排洪管11进入排洪管 道6，再进入雨水池4。雨水池4收集的雨水用雨水泵24和雨水回水管25返回厂区工艺流 程，当遭遇暴雨使雨水池4装满时，后期雨水通过溢流管21进入截洪沟19排到库区下游。初期堆置区堆满后，整个库区形成一个水平的堆积面，用移动式胶带输送机18与 不同的转运站17相接，可将赤泥滤饼布放在整个堆积面，进行后期堆存。用干固后的赤泥 滤饼作筑坝材料，用碾压法在库前和库尾构筑新子坝26，继续逐级向上按摊平、晾晒、碾压 的流程堆存赤泥滤饼，直到赤泥堆场的干滩长度低于规范要求时闭库。在后期堆存期间，场 内雨水通过加高后的排洪竖井5排放到库外，场外雨水仍通过截洪沟19排放到库外。在整个干法赤泥滤饼堆存期间，从老初期坝1和老子坝7的外坡面外渗的赤泥附液将用碎石层8和其底部埋设穿孔集水管9收集，并通过渗水管10接入滤液池，与滤液一 起用滤液泵22和滤液回水管23返回厂区工艺流程。
权利要求
一种对山谷型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法，其特征在于它包括以下过程在原湿法赤泥堆场的老初期坝(1)的下游修建新初期坝(2)，在新初期坝(2)的下游坡附近修建滤液池(3)和雨水池(4)，从原湿法赤泥堆场的排洪竖井(5)接出的排洪管道(6)延长接入雨水池(4)；在原湿法赤泥堆场的老初期坝(1)和老子坝(7)的下游坡面上铺设碎石层(8)，其底部埋设穿孔集水管(9)；穿孔集水管(9)连接渗水管(10)，渗水管(10)接入滤液池(3)；碎石层(8)的外表面覆盖土工布；沿碎石层(8)的上面敷设初期排洪管(11)接入排洪管道(6)；在山谷岸坡上修建赤泥压滤厂房(12)，厂房内配置压滤机(13)；将来自厂区的原湿法堆场的赤泥浆输送管(14)接入赤泥压滤厂房(12)；从赤泥压滤厂房(12)接出滤液管(15)接入滤液池(3)；从赤泥压滤厂房(12)接出胶带输送机(16)连接到岸坡上修建的转运站(17)，从转运站(17)向堆场内延伸接出移动式胶带输送机(18)；将排洪竖井(5)加高到规划的干法增容高程；沿规划的干法堆存边界在山谷两侧修建截洪沟(19)，截洪沟(19)通到新初期坝(2)和副坝(20)的下游；雨水池(4)顶部设溢流管(21)与截洪沟(19)相连；在滤液池(3)内安装滤液泵(22)，其出口连接滤液回水管(23)；在雨水池(4)内安装雨水泵(24)，其出口连接雨水回水管(25)。
2.根据权利要求1所述的对山谷型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法，其特征在 于来自厂区的赤泥浆通过赤泥浆输送管(14)进入安装在赤泥压滤厂房(12)内的压滤机 (13)，经过压滤机(13)压滤后产生的滤饼，用胶带输送机(16)经转运站(17)和移动式胶带 输送机(18)运送到新初期坝(2)与老初期坝(1)之间的初期堆置区卸料；压滤机(13)压滤 赤泥浆所产生的滤液，用滤液管(15)排到滤液池(3)，再通过安装在滤液池(3)内的滤液泵 (22)和滤液回水管(23)返回厂区工艺流程。
3.根据权利要求2所述的对山谷型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法，其特征在于 赤泥滤饼在初期堆置区卸料后，从新初期坝(2)附近开始，分块用推土机进行摊平、晾晒、碾 压作业，逐渐向老初期坝(1)推进；当新初期坝(2)堆满后，用干固后的赤泥滤饼作筑坝材 料，用碾压法构筑新子坝(26)，继续逐级向上堆存赤泥滤饼，直到初期堆置区堆置高程与原 湿法赤泥堆场相同。
4.根据权利要求3所述的对山谷型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法，其特征在于 初期堆置区堆满后，用移动式胶带输送机(18)与不同的转运站(17)相接，将赤泥滤饼布放 在整个堆积面，用干固后的赤泥滤饼作筑坝材料，用碾压法在库前和库尾构筑新子坝(26)， 逐级向上按摊平、晾晒、碾压的流程堆存赤泥滤饼，直到赤泥堆场的干滩长度低于规范要求 时闭库。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的对山谷型湿法赤泥堆场进行干法增容的方 法，其特征在于在整个干法赤泥滤饼堆存期间，从老初期坝(1)和老子坝(7)的外坡面外 渗的赤泥附液将用碎石层(8)和其底部埋设穿孔集水管(9)收集，并通过渗水管(10)接入 滤液池，与滤液一起用滤液泵(22)和滤液回水管(23)返回厂区工艺流程。
6.根据权利要求1-4任一权利要求所述的对山谷型湿法赤泥堆场进行干法增容的方 法，其特征在于初期堆置区内的降雨通过逐段加高的初期排洪管(11)收集后进入排洪管 道(6 )，再进入雨水池(4 )；雨水池(4 )收集的雨水用雨水泵(24 )和雨水回水管(25 )返回厂 区工艺流程。
全文摘要
本发明公开了一种对山谷型湿法赤泥堆场进行干法增容的方法，该方法在老初期坝(1)下游修建新初期坝(2)，在新初期坝(2)下游修建滤液池(3)和雨水池(4)，在库区岸坡上修建赤泥压滤厂房(12)并安装压滤机(13)，将赤泥浆送入赤泥压滤厂房(12)经压滤机(13)压滤后，用胶带输送机(16)将赤泥滤饼送入初期堆置区和后期堆置区进行干法堆存，堆存过程中用初期排洪管(11)和加高后的排洪竖井(5)排洪，用雨水池(4)收集初期雨水，用滤液池(3)收集压滤机(13)产生的滤液和老初期坝(1)外坡的渗水，并分别用滤液泵(22)和雨水泵(24)送回厂区。
文档编号E02D31/00GK101838992SQ201010206238
公开日2010年9月22日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者刘希全, 徐树涛, 李明阳, 胡禹志 申请人:贵阳铝镁设计研究院