本发明属于尾矿安全与环保处置,具体涉及一种细粒尾矿干式堆排和复绿方法,尤其设涉及细粒尾矿土工织物复合体干堆和生态复绿方法。
背景技术:
1、国内外尾矿处理处置方法主要采用湿式堆存法、干式堆存法、井下充填法和尾矿综合利用等。
2、湿式堆存的工艺分两种:一是将选厂所产的尾矿通过泵送或自流至尾矿库,利用水力充填原理进行筑坝,如上游法、中线法、下游法筑坝等;二是先按水库标准建立库坝(一次性筑坝),然后将选厂所产的尾矿通过泵送或自流至尾矿库,使用过程中不再筑坝。由于湿式堆存是低浓度尾矿直排湿式堆存,需修筑尾矿库,占用土地量大、企业的投资经营费高、环境污染严重、安全隐患大,后期运营维护费用高。
3、尾矿干式堆存工艺也分为两种:一是高浓度输送干堆工艺,二是低浓度输送干堆工艺。高浓度输送干堆工艺是将选厂尾矿经浓缩达到70%以上的浓度后,采用高浓度输送泵或皮带运输机等运输设备将尾矿运输至尾矿排放点的堆筑工艺,如浓缩(膏体)干堆、浓缩固化干堆、井下充填等。低浓度输送干堆工艺是将选厂尾矿经浓缩达到20~40%的浓度后,通过普通渣浆泵将尾矿输送至尾矿排放点,经自然滤水、固结形成干堆体的堆筑工艺。由于尾矿干堆法采用尾矿经浓缩后使用机械压滤干排工艺裸露或覆土堆存,在雨季裸露尾矿或覆土干堆容易产生尾矿流失和泥石流等灾害,不适合在多雨、干燥风大地区使用。
4、而井下充填法必须具有废弃采空区;近年来尾矿综合利用由于尾矿制建材受到尾矿种类、所在地域和市场容量的限制,具有局限性。
5、因此我国现状尾矿堆存方式引起的安全、环保问题十分严峻,急需开发研究新的尾矿处理与处置技术来解决日益严重的安全、环境、生态问题。
技术实现思路
1、为解决当前尾矿安全与环保处置技术存在的上述缺陷,本发明提供一种细粒尾矿土工织物复合体干堆与生态复绿方法,以有效提高尾矿堆存的处置率、节省占地资源、修复生态。
2、为实现本发明的上述目的,本发明一种细粒尾矿土工织物复合体干堆与生态复绿方法,根据所在区域条件选择干堆场位置,具体采用以下步骤实施:
3、s1:尾矿预先分级
4、将选厂尾矿浆通过水力旋流器进行预先分级,水力旋流器的底流为粗粒尾矿,水力旋流器的溢流为细粒尾矿,控制细粒尾矿d50=0.075~0.023mm;底流粗粒尾矿输送至干堆场用于护坡、生态复绿的材料,溢流出的细粒尾矿用于下一步初始浓缩。
5、s2:细粒尾矿初始浓缩
6、采用浓密机将经s1步骤产出的细粒尾矿浆浓缩至底流重量浓度为25~45%的浓缩尾矿浆,浓缩过程中添加絮凝剂,浓密机的溢流澄清水循环利用。
7、s3:浓缩尾矿浆输送、充灌,分层堆筑
8、s2步骤中经浓密机浓缩后的浓缩尾矿浆自流至尾矿暂存池,采用渣浆泵将尾矿暂存池中的浓缩尾矿浆水力输送至干堆场并充灌到土工织物袋中,控制土工织物袋充灌高度为20~30cm,选用较大尺寸的土工织物现场缝合严实土工织物袋以防充灌涨破;分层堆筑充灌有浓缩尾矿浆的土工织物袋并形成土工织物复合干堆体;选用较大尺寸的土工织物现场缝合严实,以防充灌涨破。
9、s4:回水利用
10、回水包括初始浓缩作业浓密机的溢流澄清水和土工织物复合干堆体的渗透水;初始浓缩作业浓密机的溢流澄清水采用清水泵直接送回选矿厂高位水池,供选矿厂循环利用;土工织物复合干堆体的渗透水是在土工织物复合干堆体周围建设截流沟,在干堆场下游建设澄清池,土工织物复合干堆体的渗透水通过截流沟排往澄清池;经澄清池沉淀出的清水经清水泵泵送回选矿厂高位水池,供选矿厂循环利用;
11、s5:固结压密
12、土工织物复合干堆体的分层厚度为0.5m~1.5m,堆筑速度设置为0.5~0.9m/d,0.6~0.8m/d为佳,通过压力排水,逐渐使土工织物袋中的细粒尾矿固结压密;
13、s6:生态复绿
14、待土工织物复合干堆体变为设定强度的加筋土坡后,在干堆场边坡上,通过预留锁扣固定、铺设生态带或三维生态网,在生态袋内或三维生态网隔室内覆盖根植土或根植土和s1步骤中分级后的粗粒尾矿二者的混合物,在根植土或根植土和s1步骤中分级后的粗粒尾矿二者的混合物中种植有种子,最终实现生态复绿。
15、进一步地,s2步骤中添加的絮凝剂选用聚丙烯酰胺水溶液,浓度为0.1%~0.4%。
16、进一步地,s2步骤中,控制浓缩尾矿浆的重量浓度为30~42%为佳。
17、进一步地,在s2步骤中的浓密机选用深锥膏体浓密机为宜。
18、进一步地,在s3步骤中的渣浆泵的最大排量不小于150m3/h,最大泵送压力不低于15mpa。
19、进一步地,s4步骤中的清水泵的最大排量不小于60m3/h。
20、进一步地,s2步骤中,控制浓缩尾矿浆的最佳重量浓度为35~41%。
21、试验研究表明,s3步骤中的矿浆充灌阶段,水力输送管的出口距离土工织物袋充灌口3~8m为宜,4~6m为佳,距离过长容易造成尾矿沉积;距离过小,尾矿流速过大,会造成充填跑浆;自流至土工织物袋充灌口的矿浆流速设置在1~3m/s;对土工织物袋进行一次充灌时,仅充灌到最大容积的50%~60%,且高度不宜超过30cm,以免滑袋。
22、在s3步骤中,与渣浆泵相连的水力输送管道规格为dn150为宜。
23、所述的土工织物袋的材质选用抗老化聚酯土工织物类特种材料,如土工模袋或土工管等。
24、本发明一种细粒尾矿土工织物复合体干堆与生态复绿方法采用以上技术方案后,具有以下积极效果:
25、(1)本发明方法系统性地将尾矿堆存与选矿工艺相结合,能够解决尾矿堆存占有土地量大,浪费土地资源等问题。
26、(2)本发明方法采用土工织物能够提高干堆体的强度,减小因堆筑引起干堆体的安全问题。
27、(3)本发明方法能够通过土工织物将尾矿水过滤出,出水水质好,不仅能够循环使用,并且提高了干堆体的稳定性。
28、(4)本发明方法工程造价低廉,方法简单,可操作性高,速度快、适应性强、后期管理方便,可实现矿山无污染排尾、投资较小、安全可靠。
29、(5)本发明方法将尾矿土工织物干堆与生态复绿相结合,既解决了尾矿安全堆存问题,又解决了尾矿堆存复绿问题,一举多得。
1.一种细粒尾矿土工织物复合体干堆与生态复绿方法,根据所在区域条件选择干堆场(8)位置,其特征在于采用以下步骤实施:
2.如权利要求1所述的一种细粒尾矿土工织物复合体干堆与生态复绿方法,其特征在于:s2步骤中添加的絮凝剂(3)选用聚丙烯酰胺水溶液,浓度为0.1%~0.4%。
3.如权利要求1所述的一种细粒尾矿土工织物复合体干堆与生态复绿方法,其特征在于:s2步骤中,控制浓缩尾矿浆的重量浓度为30~42%。
4.如权利要求1所述的一种细粒尾矿土工织物复合体干堆与生态复绿方法,其特征在于:在s2步骤中的浓密机选用深锥膏体浓密机。
5.如权利要求1所述的一种细粒尾矿土工织物复合体干堆与生态复绿方法,其特征在于:在s3步骤中的渣浆泵(7)的最大排量不小于150m3/h,最大泵送压力不低于15mpa。
6.如权利要求1所述的一种细粒尾矿土工织物复合体干堆与生态复绿方法,其特征在于:s4步骤中的清水泵(4)的最大排量不小于60m3/h。
7.如权利要求1、2、3、4或5所述的一种细粒尾矿土工织物复合体干堆与生态复绿方法,其特征在于:s2步骤中,控制浓缩尾矿浆的重量浓度为35~41%。
8.如权利要求7所述的一种细粒尾矿土工织物复合体干堆与生态复绿方法,其特征在于:s3步骤中的矿浆充灌阶段,水力输送管的出口距离土工织物袋(9)充灌口3~8m,自流至土工织物袋(9)充灌口的矿浆流速设置在1~3m/s;对土工织物袋(9)进行一次充灌时,仅充灌到最大容积的50%~60%。
9.如权利要求8所述的一种细粒尾矿土工织物复合体干堆与生态复绿方法,其特征在于:在s3步骤中,与渣浆泵(7)相连的水力输送管道规格为dn150。
10.如权利要求8所述的一种细粒尾矿土工织物复合体干堆与生态复绿方法,其特征在于:所述的土工织物袋(9)的材质选用抗老化聚酯土工织物类特种材料。