一种全尾砂改性体压实胶结堆存系统和方法与流程

1.本发明属于矿业工程技术领域，具体涉及一种全尾砂改性体压实胶结堆存系统和方法。


背景技术：

2.金属矿原生品位通常较低，单位体积矿石选矿后的尾砂约为2.7～4.0t，井下充填采矿单位体积一般消耗尾砂1.2～1.3t,仍有大量尾砂需向尾矿库排放堆存。选厂尾砂浆具有“量大、粒细、浓度低”的特点，主要采用尾砂压滤体或管道泵送尾砂浆体两种传统方式向尾矿库排放。随着选矿技术的进步，磨矿粒度越来越细，尾砂压滤更加困难，传统方式排放尾砂导致库内尾砂含水率高，尾矿库排渗水压力较大，且堆存的尾砂在降雨条件下存在“二次成浆活化”现象，也是影响尾矿库安全的重要因素之一。此外，受矿区自然地理条件限制，新增尾矿库选址十分困难，矿井面临着扩大产能和尾矿库库容受限的矛盾，因此，安全有效提高现有尾矿库利用率的问题亟待解决。


技术实现要素：

3.本发明旨在克服尾矿库传统排砂方式含水率高、存在安全隐患的不足，提供一种全尾砂改性体压实胶结堆存系统和方法。
4.为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
5.所述全尾砂改性体压实胶结堆存系统包括深锥浓密机(1)、上料皮带机(9)和料仓(12)；所述深锥浓密机(1)与变频底流泵(2)连接，所述变频底流泵(2)与浓度计(3)连接，所述浓度计(3)与a流量计(4)连接，所述a流量计(4)与进料器(14)连接；所述深锥浓密机(1)还与溢流水池(5)连接，所述溢流水池(5)与变频给水泵(6)连接，所述变频给水泵(6)与三通调节阀(7)连接，所述三通调节阀(7)与b流量计(8)连接，所述三通调节阀(7)还与溢流水池(5)连接，所述b流量计(8)与进料器(14)连接；所述上料皮带机(9)与缓冲斗(10)连接，所述缓冲斗(10)与a连续计量给料机(11)连接，所述a连续计量给料机(11)与进料器(14)连接；所述料仓(12)与b连续计量给料机(13)连接，所述b连续计量给料机(13)与进料器(14)连接；所述进料器(14)与散体搅拌机(15)连接，所述散体搅拌机(15)与转载皮带机(16)连接，所述转载皮带机(16)接通尾矿库(19)；所述全尾砂改性体压实胶结堆存系统还包括与尾矿库(19)连接的碾压机(18)。
6.优选地，所述变频给水泵(6)可采用卧式离心泵、立式离心泵或管道泵(具有远程控制接口)；所述a连续计量给料机(11)可采用变频电机调速带式计量或减速器无极调速带式计量方式(具有远程控制接口)；所述b连续计量给料机(13)可采用变频变螺距计量或变频等螺距计量方式(具有远程控制接口)；所述散体搅拌机(15)可采用单级式连续搅拌机或双级式连续搅拌机(具有远程控制接口)；所述碾压机(18)可采用履带式碾压机或轮式碾压机。所述的三通调节阀(7)的出料端为电动调节阀(具有远程控制接口)。所述的深锥浓密机的指标：直径范围为10—40m，浓密底流质量浓度大于70％。
7.优选地，所述进料器(14)中设有废石通道、胶结料通道、水通道和料幕池(水通道通过料幕池输出)。
8.整个全尾砂改性体压实胶结堆存系统可通过与其连接的控制系统(17)控制。
9.基于上述全尾砂改性体压实胶结堆存系统的全尾砂改性体压实胶结堆存方法包括如下过程：选厂全尾砂浆进入深锥浓密机，全尾砂浓密达到膏体状态后通过变频底流泵经依次设有浓度计和a流量计的管道进入进料器；选厂废石通过上料皮带机运输至缓冲斗，经a连续计量给料机计量后连续进入进料器；胶结料采用料仓存储，通过b连续计量给料机计量后连续进入进料器；而深锥浓密机中的澄清溢流水则进入溢流水池，并通过变频给水泵经依次设有三通条件阀和流量计的管道向进料器给水；消除进料器中的物料进入散体搅拌机搅拌成成品散体，成品散体卸料进入转载皮带机运输至尾矿库堆存并采用碾压机边堆存边碾压。
10.优选地，所述选厂全尾砂浆、选厂废石、胶结料和给水量按如下算法计算：
11.单位体积干尾用量单位体积废石用量单位体积胶结料用量单位体积给水量
12.其中，c
w-改性最小含水率，％；k
cs-干基灰砂比；k
sg-干基砂石比，m；w
g-废石含水率，％；γ
s-干尾真密度，t/m3；γ
g-干基废石真密度，t/m3；γ
w-水真密度，t/m3；γ
c-胶结料真密度，t/m3。
13.优选地，所述选厂全尾砂浆中，粒度-150μm的砂占比＞70％，粒度-75μm的砂占比＞60％，粒度-37μm的砂占比＞30％，所述百分比为质量百分比；所述选厂废石是最大粒度＜50mm的废石。
14.优选地，所述胶结料为水泥和/或胶固粉。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
16.1、选厂全尾砂采用深锥浓密机1进行浓密，可实现一步成膏，工艺简短，处理量大，可靠性高，既避免了尾砂分级脱水处理的复杂工序，又能满足选厂磨矿细度越来越小的发展趋势，消除了传统压滤脱水对尾砂的适应性问题。
17.2、采用选厂废石和胶结料对尾砂浆体二次改性复合，通过调整配方，压实凝固前堆存改性体的含水率可以远小于传统堆存体的含水率，压实凝固后的堆存改性体将水分凝结固化，把自由水转变成固化结构水，从根本上消除了含水率的潜在隐患。此外，凝结固化后的改性堆存体不受降雨的影响，消除了二次成浆活化的弊端。
18.3、采用选厂废石和胶结料对尾砂浆体二次改性复合，可根据堆存高度调整胶结料用量，实现多种强度的混合堆存，具有经济调节性，消除了传统堆存方式堆存体强度不受控，堆存高度受限的弊端，扩展了尾砂堆存的适用范围。
19.4、采用了连续配料的改性设备工艺流程，与传统批次间歇是压滤设备相比，具有设备数量少、能耗低、效率高的特点。
20.5、根据配方算法控制系统物料用量，系统设备采用短流程布置，可对深锥浓密机的底流波动进行随动调整，反应及时，改性体质量有保障，安全可靠。
21.6、改性堆存体采用碾压机进行压实，可利用矿山现有的常规履带式推土机、轮式压路机，不需要新增设备。
22.本发明克服传统尾矿库排砂方式的弊端，通过向全尾砂浓密底流加入少量选厂废石和胶结料，通过搅拌实现全尾砂浆体向散体的一次改性复合，改善了输送性能。散体在尾矿库堆存碾压凝固后，实现了散体向胶结完整固体的二次改性复合，改善了稳固性，提高了尾矿库堆存安全性
23.总之，本发明提供了一种全尾砂改性体压实胶结堆存系统和方法。该系统采用全尾砂浓密成膏体，加入选厂废石和胶结料进行二次复合改性，形成便于运输堆存的散体，压实凝固后成为完整固体，解决了传统压滤堆存或砂浆泵送堆存的残留水影响，可实现最小含水率运输，固化结构水安全堆存。采用连续式设备和工艺，减少了系统和设备数量，降低了系统能耗和投资，提高了系统效率和可靠性。
附图说明
24.图1为本发明所述全尾砂改性体压实胶结堆存系统的结构示意图。
25.图中：1、深锥浓密机；2、变频底流泵；3、浓度计；4、a流量计；5、溢流水池；6、变频给水泵；7、三通调节阀；8、b流量计；9、上料皮带机；10、缓冲斗；11、a连续计量给料机；12、料仓；13、b连续计量给料机；14、进料器；15、散体搅拌机；16、转载皮带机；17、控制系统；18、碾压机；19、尾矿库。
具体实施方式
26.实施例1
27.参见图1，所述全尾砂改性体压实胶结堆存系统包括深锥浓密机1、上料皮带机9和料仓12；所述深锥浓密机1与变频底流泵2连接，所述变频底流泵2与浓度计3连接，所述浓度计3与a流量计4连接，所述a流量计4与进料器14连接；所述深锥浓密机1还与溢流水池5连接，所述溢流水池5与变频给水泵6连接，所述变频给水泵6与三通调节阀7连接，所述三通调节阀7与b流量计8连接，所述三通调节阀7还与溢流水池5连接，所述b流量计8与进料器14连接；所述上料皮带机9与缓冲斗10连接，所述缓冲斗10与a连续计量给料机11连接，所述a连续计量给料机11与进料器14连接；所述料仓12与b连续计量给料机13连接，所述b连续计量给料机13与进料器14连接；所述进料器14与散体搅拌机15连接，所述散体搅拌机15与转载皮带机16连接，所述转载皮带机16接通尾矿库19；所述全尾砂改性体压实胶结堆存系统还包括与尾矿库19连接的碾压机18。
28.其中，所述变频给水泵6可采用卧式离心泵、立式离心泵或管道泵(具有远程控制
接口)；所述a连续计量给料机11可采用变频电机调速带式计量或减速器无极调速带式计量方式(具有远程控制接口)；所述b连续计量给料机13可采用变频变螺距计量或变频等螺距计量方式(具有远程控制接口)；所述散体搅拌机15可采用单级式连续搅拌机或双级式连续搅拌机(具有远程控制接口)；所述碾压机18可采用履带式碾压机或轮式碾压机。所述的三通调节阀7)的出料端为电动调节阀(具有远程控制接口)。所述的深锥浓密机的指标：直径范围为10—40m，浓密底流质量浓度大于70％。所述进料器14中设有废石通道、胶结料通道、水通道和料幕池(水通道通过料幕池输出)。
29.整个全尾砂改性体压实胶结堆存系统可通过与其电连接的控制系统17控制。
30.实施例2
31.基于实施例1所述全尾砂改性体压实胶结堆存系统的全尾砂改性体压实胶结堆存方法包括如下过程：选厂全尾砂浆进入深锥浓密机，全尾砂浓密达到膏体状态后通过变频底流泵经依次设有浓度计和a流量计的管道进入进料器；选厂废石通过上料皮带机运输至缓冲斗，经a连续计量给料机计量后连续进入进料器；胶结料采用料仓存储，通过b连续计量给料机计量后连续进入进料器；而深锥浓密机中的澄清溢流水则进入溢流水池，并通过变频给水泵经依次设有三通条件阀和流量计的管道向进料器给水；消除进料器中的物料进入散体搅拌机搅拌成成品散体，成品散体卸料进入转载皮带机运输至尾矿库堆存并采用碾压机边堆存边碾压。
32.所述选厂全尾砂浆、选厂废石、胶结料和给水量按如下算法计算：
33.单位体积干尾用量单位体积废石用量单位体积胶结料用量单位体积给水量
34.其中，c
w-改性最小含水率，％；k
cs-干基灰砂比；k
sg-干基砂石比，m；w
g-废石含水率，％；γ
s-干尾真密度，t/m3；γ
g-干基废石真密度，t/m3；γ
w-水真密度，t/m3；γ
c-胶结料真密度，t/m3。
35.所述选厂全尾砂浆中，粒度-150μm的砂占比＞70％，粒度-75μm的砂占比＞60％，粒度-37μm的砂占比＞30％，所述百分比为质量百分比；所述选厂废石是最大粒度＜50mm的废石。
36.所述胶结料为水泥和/或胶固粉。