一种废石和全尾砂混合堆存方法与流程

本发明属于金属矿固体废弃物地表排放技术领域，具体涉及一种废石和尾矿混合堆存方法，适用于矿山废石和尾矿处置中地表堆存环节。

背景技术

随着国民经济对矿产品的需求与日俱增，我国矿产资源开发规模可谓空前。与之相伴的是，矿山固体废物的积存量和递增量也到了令人忧虑的地步。据统计，我国尾矿和废石累积堆存量目前已接近600亿吨，其中尾矿堆存146亿吨，废石堆存438亿吨。

我国矿山尾矿以每年近10亿吨的速率增长，与巨大的尾矿产量相比，尾矿综合利用量为3.3亿吨，综合利用率仅为30.7%，大部分尾矿采用传统的湿式直排进入尾矿库堆存。与此同时，我国矿山采矿废石的剥离量也十分惊人。地下矿每开采1吨的矿石，就会产生废石2～3吨，露天矿每开采1吨的矿石，就要剥离废石6～8吨。现有技术中，废石通常堆存在地表废石场或者排土场中。

采用传统方法进行尾矿和废石等矿山固体废弃物大量堆存，带来了各类隐患，不仅造成土地利用、地质环境、生态环保等问题外，而且还是重大工程与地质灾害的事故源。

为此，有必有寻求一种废石和尾矿混合堆存方法，既能解决废石单独处置带来的问题，又能兼备浓密尾矿地表排放的技术优势。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种废石和尾矿混合堆存方法。该方法将废石和尾矿进行混合堆存，高浓度尾矿中少量水分通过废石堆体空隙渗出，并通过混合堆场四周的集水沟汇集至附近水池循环利用。废石和尾矿堆存的工艺可在混合堆场内连续平行作业，作业流程简单，固体废弃物堆积效果好。废石和尾矿混合堆存边坡角度大，克服了废石堆存占地面积大的缺点。废石之间的空隙由细颗粒全尾砂填充和覆盖，降低了含硫化物废石与空气、雨水接触而氧化产生酸性废水的机率；同时在地表实现尾矿堆存，降低尾矿库失稳溃坝安全隐患，且实施工艺简单，堆存效率高，具有较好的经济优势。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种废石和尾矿混合堆存方法，将废石堆场和尾矿库联合构筑成为一个混合堆场，将废石和尾矿在混合堆场内进行主动混合和堆存；所述方法具体为：

（1）在所述混合堆场内，将废石堆积并碾压形成梯形废石堆体，在每两个相邻的梯形废石堆体之间形成倒梯形沟槽，作为高浓度尾矿堆存空间；

（2）选厂全尾砂经膏体浓密机脱水，制备获得的高浓度全尾砂料浆被输送至所述尾矿堆存空间内直接进行堆存；所述全尾砂料浆中的水分通过所述梯形废石堆体渗出，并由集水沟收集；所述全尾砂料浆自然干燥，形成稳定的尾矿堆体；所述梯形废石堆体和所述尾矿堆积体形成第一层堆体；

（3）在形成的所述第一层堆体上，按相同方式在尾矿堆体上堆砌梯形废石堆体，在梯形废石堆体上进行高浓度尾矿的堆积，依此进行上一层堆积。

进一步地，高浓度的全尾砂料浆中的水分经废石空隙渗漏，进入设置于混合堆场四周的集水沟，进入堆场附近布置的水池循环利用。

进一步地，所述高浓度全尾砂料浆的质量浓度为60%~75%，具有良好的输送性能。

进一步地，所述梯形废石堆体的截面为等腰梯形，长度与整个混合堆场的长度相同，采用分层碾压堆积，以提高废石密实程度和稳固性。

进一步地，膏体浓密机脱水获得的高浓度全尾砂料浆由管道输送至所述混合堆场内，管道由排放主管和排放支管连接，在梯形废石堆体之间倒梯形沟槽中排放高浓度尾矿料浆，直至充满整个沟槽。

本发明的有益技术效果：

现有技术中，废石场和尾矿库分别构建和运行管理；本发明所述方法将单独构建和运行的废石场和尾矿库联合构筑成为一个混合堆场，废石和尾矿的混合堆存可实现尾矿废水厂前回收，并能克服矿山两种固体废弃物单独堆存带来的管理复杂、稳定性差、矿山酸性废水污染环境等缺陷。

本发明所述方法利用废石抗剪强度高、空隙大，和尾矿颗粒细、保水性好等互补特征，废石—尾矿混合处置体干燥更迅速、稳定性更好，相比废石、尾矿单独堆存时混合处置体体积更小，并可实现废石全尾砂混合堆体安全、经济、绿色化。

附图说明

图1本发明实施例中用于废石-全尾砂混合堆存的混合堆场示意图；

图2本发明实施例废石-全尾砂混合堆存示意图；

附图标记：1.废石堆体；2.全尾砂堆体；3.尾矿输送主管路；4.尾矿排放支管路；5.推土机；6.临时水池；7.混合堆场四周的集水沟。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

实施例1

本实施例提供一种废石和尾矿混合堆存方法。将矿山单独构建和运行的废石场和尾矿库联合构筑成为一个混合堆场。选厂全尾砂以渣浆泵通过管道输送至膏体浓密机，脱水到质量浓度60%~75%的尾矿料浆，再输送到地表混合堆场排放点；矿山废石经地表运输至混合堆存废石卸料点。两种矿山固体废弃物进行主动混合，弥补了废石场与尾矿库占地面积大、尾矿库稳定性差、环境风险大的缺陷，实现了矿山废石和尾矿在地表的混合堆存，在经济合理的基础上，大规模高效，安全处置。

首先在堆场内用推土机将废石堆砌成1~3m深的沟槽，然后通过架设尾矿支管连接混合堆场的尾矿排放点主管，在废石沟槽内排放选厂尾矿浆，以此进行废石和尾矿的混合堆存。尾矿排放需要与废石运输设备保持一定安全距离，在混合堆场内进行不同进度的工艺循环。具体包括以下步骤：

第一步，选厂浓度为20~30%的全尾砂料浆通过渣浆泵进入深锥浓密机，脱水制备成60%~75%的高浓度全尾砂浆，采用泵送设备经尾砂输送主管道输送到地表混合堆场；混合堆场如图1所示。

第二步，矿山废石经卡车运输设备搬运至地表混合堆存卸料点，将堆场内废石用推土机堆砌成底部宽10~15m、顶部宽度满足车辆运输要求为3~5m、高度满足稳定性要求为1~3m的梯形废石堆体。堆体长度为整个堆场长度，采用分层碾压堆积，分层碾压高度为0.3~1.0m，保证废石密实程度和稳固性。槽体内两帮废石堆积坡角满足自稳定。

第三步，每两个梯形废石堆体间预留空间用于存储高浓度尾矿，设置与废石梯形堆体相同尺寸的倒梯形沟槽。

第四步，将尾矿排放支管与堆场内尾矿排放主管连接，在废石堆体堆砌的沟槽中排放高浓度尾矿料浆，直至充满整个沟槽。

第五步，在废石-尾矿混合堆场内平行作业，间隔同步进行废石沟槽的堆砌和尾矿排放。

第六步，待尾矿在槽体内渗水并自然干燥后，按相同方式在尾矿堆体上进行堆砌梯形废石堆体，在废石堆体上进行高浓度尾矿的堆积，依此进行上一层堆积（如图2所示）。

第七步，由于膏体尾矿浓度高，少量水分经废石空隙渗漏，进入混合堆场四周集水沟，进入堆场附近布置的水池循环利用。

本实施例提供的方法实现了高浓度全尾砂料浆地表排放和废石地表堆存的结合，克服了传统低浓度尾矿排放并堆存于地表尾矿库的安全和环境影响，实现了尾矿废水厂前回收，解决了废石场和尾矿库分别构筑时占地面积大问题。高浓度全尾砂排放浓度为60%-75%，具有较好的输送性能，制备和输送耗费的能量低。相比传统低浓度全尾砂料浆（20%~30%），高浓度尾砂浆含水量少，在废石堆体上进行堆存时，水分可经废石空隙渗漏进入混合堆存的集水沟，因此尾矿堆体干燥速度快、堆体稳定性好。该方法所涉及的设备和技术成熟可靠，发明适用性广，方案实施工艺简单，效果明显。

实施例2

某矿采用大规模露天分期开采方式，矿山废石和尾砂产量较大。通过从固体废弃物粒级组成优化与降低含水率两个方面考虑，进行高浓度尾矿-废石混合堆存。将露天剥离废石运输至混合堆场，堆砌、分层碾压至形成底宽10~20m，高1~4m，顶宽3~5m，长度为堆场全长的梯形废石堆体，并在每两个废石堆体之间形成一个底宽3~5m、高1~4m、顶宽10~20m的倒梯形沟槽。同时，将选厂全尾砂料浆浓密至60%~75%质量浓度后，输送至露天排土场与尾矿库一体化混合堆场，移动并连接尾矿支管，将高浓度尾矿排放至倒梯形的沟槽内，直至填满整个沟槽。

本发明所述方法在提高废石密实度的同时，提升固体废弃物处置体的安全性；减少尾砂含水率，从而实现废水厂前回收、降低对矿山周围生态环境的破坏；采用新型混合处置技术，大大缩小堆存场所的占地面积，提高堆存场所的有效体积与有效利用率。固体废弃物处置模式，不仅能够满足露天矿年采剥能力的固体废弃物排放技术需要，而且可消除传统湿排尾矿库内积水、稳定性差等安全和环境问题。