一种智能化金矿尾渣破氰综合利用系统及方法

本发明属于金矿破氰尾渣矿山充填，具体是一种智能化金矿尾渣破氰综合利用系统及方法。

背景技术：

1、目前，黄金矿山的提金工艺多采用全泥氰化炭浆法，虽然这种方式具有工艺简单、浸出效率高、运营成本低等特点，但是其在提金过程中，会有大量的氰化物随着废水和废弃尾矿排放而出，进而易造成对环境的污染。由于黄金氰渣中含有大量有毒氰化物，在堆存时如果保存不当极易使氰化物浸入到地下水和土壤之中，或容易形成气体逸出至大气中，进而会产生环境污染甚至会危害人体的健康。为此，对于含氰尾矿的无害化处理和综合利用迫在眉睫。早期的含氰尾矿的处理方法有碱性氯化法、中和法、离子交换法、活性炭催化氧化法、生物法等。碱性氯化法由于耗氯量大，不易控制，常会出现水中余氯过高的状况，往往会造成氯的二次严重污染。目前，国内外尾矿综合处理方法主要包括化学分解(回收)法、加压水解法、深掩埋法以及焚烧法等。常用的化学分解(回收)法包括碱性氯化法、因科法、酸化法、过氧化氢氧化法等。这些方法在一定程度上降低了尾矿含氰率，但在成本、工艺、综合利用方面存在一定的不足。目前，采场充填材料主要采用废石和水泥等材料，由于矿山废石的自产量不足以满足采场充填所需的容量，且废石破碎成本高，因此如果主要采用废石和水泥作为充填材料会使充填的成本居高不下。若能将破氰后的无害化尾矿充填至采场，不仅可以减少黄金矿山尾矿库尾矿的堆存压力，还可以为矿山充填减少一定的经济成本。因此急需提供一种智能化金矿尾渣破氰综合利用系统及方法，在对含氰尾矿进行有效处理的同时，还能将破氰后的无害化尾矿充填至采场中，减少充填成本。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种智能化金矿尾渣破氰综合利用系统及方法，该系统能对尾矿进行有效处理，能提高资源的利用效率，同时能降低废物的排放率，达到消除尾矿库的目的。该方法破氰效率高，环保无污染，可实现含氰尾矿浆的综合利用，能配合智能感知器，完成多种工况的采场充填作业，具有广阔的应用前景。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种智能化金矿尾渣破氰综合利用系统，包括调节池、反应池、第一搅拌桶、第二搅拌桶、第三搅拌桶、一段螺旋溜槽、中矿池、二段螺旋溜槽、精矿池、三段螺旋溜槽、尾砂矿池、浓密池、压滤机、深锥浓密机、缓存仓、沉淀池、水泥仓、水称、水泥称、缓冲仓、双轴强力搅拌机、两斗式上料机、配料机、破碎筛选单元、装载机、高速活化搅拌桶和充填拖泵；

3、所述调节池的顶部设置有进料口，用于作为氰化尾渣浆和浓硫酸的加注通道；

4、所述反应池顶部的进料口通过输送管路a与调节池上部一侧的出料口连接，反应池顶部的进料口还用于作为双氧水的加注通道；

5、所述第一搅拌桶顶部的进料口通过输送管路b与反应池底部一侧的出料口连接；

6、所述第二搅拌桶底部的进料口通过输送管路c与第一搅拌桶上部一侧的出料口连接；

7、所述第三搅拌桶底部的进料口通过输送管路d与第二搅拌桶上部一侧的出料口连接；

8、所述一段螺旋溜槽顶部的进料口通过输送管路e与第三搅拌桶上部一侧的出料口连接；

9、所述中矿池设置在一段螺旋溜槽出料口的正下方；

10、所述二段螺旋溜槽顶部的进料口通过输送管路f与一中矿池连接；

11、所述精矿池设置在二段螺旋溜槽出料口的正下方；

12、所述三段螺旋溜槽顶部的进料口通过输送管路g与精矿池连接；

13、所述尾砂矿池设置在三段螺旋溜槽出料口的正下方；

14、所述浓密池顶部的进料口通过输送管路h与精矿池连接；浓密池上部一侧的溢流口通过输送管管路i与一段螺旋溜槽顶部的进料口连接；

15、所述压滤机的进料口通过输送管路j与浓密池底部的出料口连接；

16、所述深锥浓密机顶部的进料口通过输送管路k分别与尾砂矿池连接；

17、所述缓存仓上安装有称重设备a，其进料口通过输送管路n与深锥浓密机底部的出料口连接；

18、所述沉淀池顶部的进料口通过输送管路l与深锥浓密机上部一侧的出液口连接，沉淀池上部一侧的溢流口连接有输送管路m，并于输送管路m上串接有电磁控制阀；

19、所述水泥仓的内腔装有水泥，其底部的出料管路中连接有卸料阀，并于出料管路的出料端连接有物料输送机；

20、所述水称、水泥称和缓冲仓支设于同一高度的安装面上，水称顶部的进口端与输送管路m的出口端连接；水泥称顶部的进料口通过输送管路p与物料输送机的出料口连接；缓冲仓上安装有称重设备b；

21、所述双轴强力搅拌机其顶部的进料口通过输送管路o与缓存仓的出料口连接，通过输送管路q与水称的出口端连接，通过输送管路r与水泥称底部的出料口连接，通过输送管路s与缓冲仓底部的出料口连接；

22、所述两斗式上料机设置在缓冲仓的一侧，其上端的出料口位于缓冲仓顶部进料口的上方；

23、所述配料机设置在两斗式上料机的一侧，其出料口位于两斗式上料机进料口的上方，其具有用于容纳多种不同料径砂石的物料加料腔，并具有用于承接多个物料加料腔出料的出料通道；

24、所述破碎筛选单元用于将废石破碎形成多种不同粒径的砂石；

25、所述装载机设置在破碎筛选单元和配料机之间，用于将砂石运输并卸料于配料机的进料口处；

26、所述高速活化搅拌桶顶部的进料口设置在双轴强力搅拌机底部出料口的下方；

27、所述充填拖泵的进料口设置在高速活化搅拌桶底部出料口的下方，其输出端伸入至采场的待充填区域。

28、进一步，为了能确保破碎效率，同时，为了能便于获得所需要粒径的砂石，从而能便于利用不同粒径的砂石进行不同需求混合砂石的配比，所述破碎筛选单元由依次设置的一级振动筛、破碎机和二级振动筛组成，所述破碎机的进料口位于一级振动筛出料口的下方，所述二级振动筛的进料口位于破碎机出料口的下方。

29、进一步，为了便于智能地感知采场的充填高度、充填率和待充填容积，还包括多个智能感知器和智能控制器；多个智能感知器安装在采场周围的顶板和底板上，用于相互配合对采场各实体边缘处的距离信号进行实时采集，并实时发送给智能控制器，智能控制器根据所接收的距离信号确定出待充填区域高度，并计算出采场的充填率和待充填容积，再根据待充填区域高度确定出当前充填区域所需要充填物的种类及各种类的配比比例，同时，将当前充填区域所需要充填物的种类及各种类的配比比例、采场的充填率、采场的待充填容积通过显示屏幕进行实时显示。

30、进一步，为了便于实现自动化的控制过程，所述智能控制器还分别与深锥浓密机、配料机、水泥仓出料管路上的卸料阀、物料输送机、输送管路m上的电磁控制阀连接。

31、作为一种优选，所述智能控制器为plc控制器或工业计算机。

32、本发明中，通过调节池的设置，能便于在其中对氰化尾渣浆ph值进行调节，从而有利于提高后续的催化氧化效果。通过反应池的设置，可以便于向调节ph值后的矿浆中加注双氧水，并进行设定时间的反应。在反应池下游依次设置第一、第二和第三搅拌桶，可以便于进行连续三次搅拌作业，进而能使矿浆充分被催化氧化，由此可以处理掉矿浆中大部分的可释放氰化物、硫氰根离子和还原性物质，显著提高了破氰作业的效果。通过一段、二段和三段螺旋溜槽的级联设置，一方面可以通过两次连续分选过程来获得精矿矿浆，另一方面可以继续对精矿矿浆进行继续分选获得尾砂矿浆。在一段螺旋溜槽外螺旋出料口的下方设置中矿池，在二段螺旋溜槽外螺旋出料口的下方设置精矿池，在三段螺旋溜槽出料口的下方设置尾砂矿池，可以分别对各级分选的矿浆进行收集，从而有利于将其进行后续处理。使浓密池的进料口通过输送管路h与精矿池连接，可以便于接收一部分精矿矿浆，进而能便于对浓密池对精矿矿浆进行沉淀处理并得到底流沉淀物。使浓密池上部一侧的溢流口通过输送管路i与一段螺旋溜槽的进料口连接，可以便于对分离出的渣浆进行再一次的分选处理，从而能提高分选和回收效果。使压滤机的进料口通过输送管路j与浓密池底部的出料口连接，可以便于对底流沉淀物进行脱水处理，进而能获得所需要的精矿。使深锥浓密机的进料口与尾砂矿池连接，可以便于将尾砂矿浆集中收集到深锥浓密机中进行沉淀处理，进而能获得充填所需要的尾砂。使安装有称重设备a的缓存仓通过输送管路n与深锥浓密机底部的出料口连接，可以便于存储所获得的尾砂，同时，还能便于对出料的尾砂进行计量称重作业。使沉淀池通过输送管路l与深锥浓密机的出液口连接，可以便于接收过滤后的液体，并进行沉淀处理，经充分沉淀后分离出的液体可以作为充填体液体配料。在水泥仓的出料管路上串接有卸料阀，同时，于出料管路的出料端连接物料输送机，一方面可以便捷地控制水泥的下料量，另一方面能连续地将下料的水泥输送到远端。通过水称的设置，可以便于对充填体液体配料进行计量称重作业。通过水泥称的高，可以便于对充填体固体配料c进行计量称重作业。通过破碎筛选单元的设置，可以便于将废石破碎形成多种不同粒径的砂石。通过装载机的设置，可以便于将破碎后的砂石运输并装填于配料机中。配料机中设置有多个物料加料腔，可以便于将不同粒径的砂石加注于不同的料腔中，从而可以通过控制各个料腔的出料量的方式来获得不同粒径砂砂石的混合比例。通过两斗式上料机的设置，能便于将位置较低处配料机的出料提升并输送至位置较高处的缓冲仓中进行缓存。在缓冲仓上安装有称重设备b，可以便于对出料的混合砂石进行计量称重作业。通过双轴强力搅拌机的设置，能便于对加注其中的各种充填物进行强力快速的搅拌作业，从而可以使充填物的混合效果更好。通过高速活动搅拌桶的设置，能进一上提高充填物的混合效果，进而能获得高质量充填料浆成品。通过充填拖泵的设置，可以便于对高质量充填料浆成品进行加压处理，从而能将其泵注到距离较远的采场空间中，同时，能确保泵注效果。

33、该系统可从废弃的金尾矿中重新提炼出有价元素，提高了资源的利用效率，同时，能将尾矿进行有效处理并能将其作业充填物充填于采场中，实现了无尾化的处理过程，降低了废物的排放率，达到消除尾矿库的目的。

34、本发明还提供了一种智能化金矿尾渣破氰综合利用方法，采用一种金矿尾渣破氰综合系统，其特征在于，包括以下步骤：

35、步骤一：对金矿尾渣进行破氰处理；

36、s11：将金矿石提取后的氰化尾渣浆输送至调节池中，并连续向调节池加入浓硫酸，直至氰化尾渣浆的ph值达到设定ph值，得到矿浆a；

37、s12：将s11中得到的矿浆a输送至反应池中，并向反应池中添加双氧水得到矿浆b；

38、s13：将s12中得到的矿浆b从第一搅拌桶顶部的进料口注入到第一搅拌桶中，在对矿浆b进行第一次充分搅拌后，将矿浆b从第一搅拌桶上部一侧的出料口输出，并通过第二搅拌桶底部的进料口注入至第二搅拌桶中，在对矿浆b进行第二次充分搅拌后，将矿浆b从第二搅拌桶上部一侧的出料口输出，并通过第三搅拌桶底部的进料口注入至第三搅拌桶中，在对矿浆b进行第三次充分搅拌后，从第三搅拌桶上部一侧的出料口输出破氰渣浆；

39、步骤二：伴生矿物富集作业；

40、s21：将破氰渣浆输送至一段螺旋溜槽中进行一次分选作业，通过分选得到中矿矿浆，并将中矿矿浆输出至中矿池中；

41、s22：将中矿池中的中矿矿浆输送至二段螺旋溜槽中进行二次分选作业，通过分选得到精矿矿浆，并将精矿矿浆输出至精矿池中；

42、s23：将精矿池中的一部分精矿矿浆输送至三段螺旋溜槽中进行三次分选作业，通过分选得到尾砂矿浆，并将尾砂矿浆输出至尾砂矿池中；

43、将精矿池中的另一部分精矿矿浆输送至浓密池中，先通过浓密池对精矿矿浆进行充分的沉淀处理得到底流沉淀物和溢流渣浆，再利用渣浆泵将浓密池中的底流沉淀物输送至压滤机中进行脱水处理，通过脱水得到精矿；

44、s24：将得到的溢流渣浆重新输送至一段螺旋溜槽中，并再一次重复执行s21至s23；

45、步骤三：充填物的制备作业；

46、s31：先将尾砂矿池中的尾砂矿浆输送至深锥浓密机中，并向深锥浓密机中添加絮凝剂，通过絮凝沉淀得到尾砂并输送至缓存仓中，其中，得到的尾砂作为充填体固体配料a；然后，将深锥浓密机过滤得到的液体输送至沉淀池中进行沉淀处理，充分沉淀后得到的溢流液体作为充填体液体配料；

47、同步地，通过破碎筛选单元对废石进行破碎及筛选处理，得到不同粒度的砂石，利用装载机将不同粒度的砂石按比例输送至配料机不同的物料加料腔中，通过配料机进行配料作业后得到混合砂石，并将混合砂石输出至两斗式上料机的进料口处，利用两斗式上料机将混合砂石提升并输送至缓冲仓中，作为充填体固体配料b；

48、同步地，在水泥仓中装入水泥，作为充填体固定配料c；

49、同步地，先将采场由下向上按高度依次分为底部充填区域、中部充填区域和顶部充填区域，且底部充填区域占整体高度的60％，中部充填区域占整体高度的30％，顶部充填区域占整体高度的10％；同时，将多个智能感知器安装在采场周围的顶板和底板上，用于相互配合对采场各实体边缘处的距离信号进行实时采集，并实时发送给智能控制器，利用智能控制器根据所接收的距离信号确定出待充填区域高度，并计算出采场充填率和待充填容积；

50、s32：通过智能控制器(19)根据所确定出的待充填区域高度确定出充填物的种类及各种类的配比比例，其中，当待充填区域为底部充填区域时，充填物的种类依次为尾砂、混合砂石、水泥和水，其配比比例依次为6:6:1:3.51；当待充填区域为中部充填区域时，充填物的种类依次为混合砂石、水泥和水，其配比比例依次为2:2:1；当待充填区域为顶部充填区域时，充填物的种类依次为水泥和水，其配比比例依次为1:0.6；

51、s33：依据所确定出充填物的种类及各种类的配比比例，利用安装在缓存仓上的称重设备a称量出所需重量的充填体固体配料a，并输入至双轴强力搅拌桶中；利用安装在缓冲仓上的称重设备b称量出所需重量的充填体固体配料b，并输入至双轴强力搅拌桶中；利用水称称量出所需重量的充填体液体配料，并输入至双轴强力搅拌桶中，利用水泥称称量出所需重量的充填体固体配料c，并加入至双轴强力搅拌桶中；

52、s34：利用双轴强力搅拌桶对加入其中的各类充填物进行初次充分搅拌，随后将初次搅拌后形成的混合充填料输送至高速活化搅拌桶中进行再次充分搅拌，制备形成高质量充填料浆成品；

53、s35：将制备形成的高质量充填料浆成品输送至充填拖泵的进料口，利用充填拖泵对高质量充填料浆成品进行加压，并通过充填管道将高质量充填料浆成品输送至采场中待充填区域进行充填作业。

54、进一步，为了确保后续的催化氧化效果，在步骤一中的s11中，所加入浓硫酸的浓度为98％，设定ph值为9。

55、进一步，为了能确保氰化物的处理效果，在步骤一中的s12中，所加入双氧水的浓度为27.5％。

56、本发明中，通过三个搅拌桶连续进行三次搅拌处理，能使矿浆被充分催化氧化，可处理掉氰化尾渣浆中大部分的可释放氰化物、硫氰根离子和还原性物质。在对破氰渣进行分选作业过程中，利用一段螺旋溜槽、二段螺旋溜槽和三段螺旋溜槽依次进行分选作业，一方面可以通过两次连续分选过程来获得精矿矿浆，另一方面可以继续对精矿矿浆进行继续分选获得尾砂矿浆。将精矿矿浆输入浓密池中，可以通过沉淀方式分离出易于沉淀的物质和渣浆，再将渣浆重新输入至一段螺旋溜槽进行循环处理，能进一步提升分选效果和精矿的回收率。利用压滤机对浓密池的底流进行脱水处理，能够得到精矿，有利于提高对氰化尾渣浆矿物的回收效果。将尾砂矿浆输送至深锥浓密机中，并通过添加絮凝剂的方式使其絮凝沉淀，能够得到充填所需要的尾砂，同时，还能将尾砂矿浆中的液体进行有效的分离，从而能够得到充填所需要的液体，显著提高了对尾矿矿浆的利用效率。将深锥浓密机分离出的尾砂输送至缓存仓中，一方面可以对尾砂进行缓存，另一方面，可以便于利用安装在缓存仓上的称重设备a对出料的尾砂进行计量称重作业，从而能使出料的过程更加可控。将深锥浓密机分离出的液体输送至沉淀池中，可以便于通过沉淀的方式将其中的固体颗粒进一步沉淀，从而能获得流动性更好的液体作为充填体液体配料。通过破碎筛选单元对废石进行破碎及筛选处理得到不同粒径的砂石，再采用装载机将不同粒径的砂石输送至配合料机的各个物料加料腔中，通过对配料机的控制便可以得到不同粒径混合比例的混合砂石。利用两斗式上料机将配合机输出的混合砂石提升并输送至缓冲仓中，一方面可以对混合砂石进行缓存，另一方面还可以利用安装在缓冲仓上的称重设备b对混合砂石进行计量称重作业，从而在向双轴强力搅拌桶中加注混合砂石的过程中能够便捷地控制加注量。使水泥仓底部的出料管路上串接有卸料阀，可以便于控制水泥仓的下料量，再于出料管路的出料端连接物料输送机，可以便于地将下料的水泥输送到远端，并能有利于实现连续出料作业。通过水称和水泥称的设置，可以便于在充填体液体配料和充填体固体配料c出料过程中进行准确的计量称重作业，有利于确保各种充填物的精确配比，从而能有效确保充填效果。在采场的顶板和底板上设置多种智能感知器，并通过相互配合的方式采集各实体边缘处的距离信号，能便于智能控制器确定出待充填区域的高度，同时，能便于计算出采场的充填率和待充填容积，从而能使充填过程更加可控，也能使充填物的配比更加科学合理。在对底部充填区域进行充填时，使尾砂、混合砂石、水泥和水的比例为6:6:1:3.51，由此，可以确保底部充填物凝结后能具有最佳的承重强度，同时，能确保与底板的粘合效果。在对中部充填区域进行充填时，使混合砂石、水泥和水的比例为2:2:1，可以确保中部充填物凝结后具有较好的承重强度，并能确保与两帮部具有较好的粘合效果。在对顶部充填区域进行充填时，使水泥和水的比例为1:0.6，可以确保顶部充填物能具有较好的接顶效果。

57、本方法从高效、智能控制和环保的角度出发，对金矿尾渣进行了破氰处理，降低了其对环境的污染程度，同时，对破氰后的破氰渣进行了再次分选处理，并提炼出了精矿，实现了固废的二次提炼利用过程，接着，将分选得到的尾砂矿浆进行沉淀获得尾砂作为充填材料进行了再次利用，减少了矿山的充填成本。在充填过程中，采用了智能感知器结合智能控制器进行充填区域高度、充填率、待充填容积进行智能计算，可以针对采场的不同高度和空间采取相应的充填浓度和充填材料，这样，不仅可以减少人工的作业时间和成本，而且提高了充填过程的自动化程度，并极大地提高了矿山的充填效率和充填效果。

58、该方法破氰效率高，环保无污染，可实现含氰尾矿浆的综合利用，能配合智能感知器，完成多种工况的采场充填作业，具有广阔的应用前景。与现有技术相比，本发明的具体优点如下：

59、1、减小了尾矿的排放量，降低尾矿的库压力，保护了环境；减轻了矿山充填过程中，废石充填骨料需求量的压力；充分控制了岩层的移动，保护了地表建构筑物和生态环境。

60、2、对破氰后的破氰渣进行了多次分选，提炼出了精矿，实现了固废的二次提炼利用。

61、3、破清渣提炼后的尾砂作为充填材料进行了再次利用，减少了矿山的充填成本。

62、4、采用了智能充填技术，减少了人工的作业时间和成本，极大地提高了充填效率。