尾矿膏体堆存技术的发展和应用

近几年来膏体尾矿堆存的技术发展很快,其原因表现在新水使用量对环境和经济的影响、堆坝坡度安全问题。国内发展膏体尾矿堆存技术较晚,主要原因是投资高、技术困难等。针对特殊条件下的某些矿山,膏体尾矿堆存可以是最经济的解决方案,因此,国内发展尾矿膏体堆存技术非常有必要。     

膏体技术及其在尾矿处理中的应用

膏体是一种不离析、均质的流体,将选矿厂的尾矿浓缩为膏体后堆存于尾矿库中可以减少尾矿库的沉降面积,节约土地,提高尾矿库的安全性,目前该项技术已经在许多矿山成功应用.随着尾矿安全越来越受到重视,土地资源越来越少,膏体技术对于今后矿山建设是一种非常好的选择.     

尾矿堆存技术的最新进展

综述了湿式尾矿堆存、干式尾矿堆存、膏体尾矿堆存、袋式尾矿堆存技术和尾矿固结技术等尾矿堆存技术的最新进展。指出在利用废弃空间堆存尾矿、尾矿库防渗和排渗技术、尾矿库筑坝和加固技术、尾矿库闭库设计、尾矿库模型验证技术、干式尾矿库筑坝和堆存技术、膏体尾矿排放和堆存技术及袋式尾矿堆存技术研究方面取得了一定进展,已建矿山需进一步开展湿式尾矿库的排渗和防渗技术、筑坝和加固技术、尾矿库溃坝仿真模型和安全预测模型等研究,新建矿山需进一步开展干堆尾矿的浓缩技术与装备、膏体尾矿的浓缩技术与装备、尾矿浓缩过程中的絮凝技术、干堆和膏体尾矿的输送技术等研究,袋式尾矿堆存技术和尾矿固结堆放目前仍不够成熟,还需进行进一步深入研究。     

膏体——未来的充填材料?(第二部分)

据我们所知,南非膏体充填的经验有以下几个重要特点: ·一些矿山已把高浓度或膏体充填作为日常生产的一个组成部分; ·并非所有尾矿都能以膏体形式泵送,粒度分布窄的尾矿通常比粒度分布广的尾矿更难以膏体形式泵送; ·在大多数情况下,使用高浓度(>80％)浆体的矿山都在尾矿内加入粗粒物料,以降低压力梯度(注:虽然已使用化学添加剂     

浓缩尾矿的露天"干堆"处理

将矿山尾矿浓缩成膏体,实现其露天堆存,这种尾矿处理方法有很多优点,可以改善尾矿堆存的稳定性,大力保护水资源和减少对环境的影响.还论述了浓缩尾矿露天堆存必须注意的一些问题.     

铅锌尾矿膏体缓凝研究及控制措施

尾矿膏体充填技术已在国内外诸多矿山得到推广应用,相关科研单位及矿山企业在膏体充填材料、级配、流变特性、胶结材料等方面开展了大量研究工作,但对膏体缓凝机理及控制措施方面的研究很少。通过对胶结剂性质、原矿性质、尾矿药剂残留、尾矿特性等方面进行分析,开展胶结剂初凝及安定性分析、尾矿粒级分析、X射线衍射分析、元素化学物相分析、MLA分析、扫描电镜分析等工作,找到了导致充填体缓凝的原因,并提出相应的解决措施。相关研究及认识给国内外采用尾矿膏体充填的硫化矿采选企业确保膏体质量提供了借鉴和参考,避免膏体缓凝发生。     

细粒级尾矿膏体最佳排放浓度确定方法

目前,尾矿浆体达到膏体状态的质量浓度的确定主要通过塌落度及经验法,对于集料粒度在毫米级的矿山尾矿并不完全适用。对于细粒级全尾矿,应以物料的基本特性为基础,探寻相适应的细粒级尾矿达到膏体状态的质量浓度。以某矿山细粒级铜尾矿的膏体排放为研究背景,基于饱和度及泌水率2个指标,确定细粒级尾矿达到膏体状态的质量浓度方法,并通过试验确定了达到膏体状态的质量浓度范围为73%～75%;同时根据流变试验,确定不同浓度条件下料浆的流变参数;结合管道输送特性,分析了浓度对管道输送阻力的影响;开展了料浆滩角试验,考察其在排放场地的流动性能;最终综合分析评价其输送性能及流动性能,确定全尾砂膏体排放最佳质量浓度为74%。     

浓缩尾矿的露天“干堆”处理

将矿山尾矿浓缩成膏体，实现其露天堆存，这种尾矿处理方法有很多优点，可以改善尾矿堆存的稳定性，大力保护水资源和减少对环境的影响，还论述了浓缩尾矿露天堆存必须注意的一些问题。     

谦比希铜矿膏体充填关键技术及效益分析

针对谦比希铜矿西矿体复杂难采情况,结合物料特性,选用一段浓密、二段搅拌和柱塞泵输送的膏体充填工艺,形成了尾矿深锥浓密防压耙技术、深锥底流浓度与膏体制备质量智能控制系统、絮凝剂溶液的制备与添加自动控制系统、考虑管道滑移效应的管道输送摩阻计算新模型、低强度膏体充填多步骤回采贫化损失指标控制关键技术、膏体充填管道压力在线监测预警系统六大关键技术,并分析膏体充填技术为矿山带来的直接经济效益,同时结合间接经济效益、安全效益和环保效益分析得出了综合效益。实践表明,谦比希铜矿膏体充填系统工艺先进,可以产生良好的经济效益和环境效益,对类似矿山工程有一定借鉴意义。     

振动型斜板浓密机在攀钢某选厂尾矿膏体排放中的试验研究

尾矿膏体排放是近年来发展起来的一种新的尾矿处理工艺,对矿山安全和环境保护十分有利。振动型斜板浓密机是在目前的斜板浓缩设备的基础上改进研发的一种新型的浓缩设备。该设备占地面积小、能耗低、运行稳定,浓缩效率高,技术先进,能通畅无阻地排放出高浓度(膏体)底流,在尾矿膏体排放工艺中取得了良好的试验指标。     

某金矿全尾膏体充填与排放联合处置技术

针对国内某金矿原分级尾砂胶结充填存在的采场充填料浓度低、水泥耗量高以及尾矿库库容不足等诸多问题,对充填系统进行优化改造,提出了一种基于深锥浓密机的全尾膏体充填和堆存联合处置方案。改造后的充填系统运行过程中,选厂全尾砂经泵站打入深锥浓密机。需要充填时,深锥底流经两段卧式搅拌机与水泥混合,制备出膏体自流或泵送至采场。不需要充填时,底流由柱塞泵泵送至尾矿库进行膏体堆存。通过计算和实践证明：改造后的方案可节约充填成本1 399万元/a,节约尾矿排放成本1 040万元/a;尾矿排放浓度由35%提高至68%以上,增加了尾矿的堆积角,提高了尾矿库服务年限。全尾膏体充填和堆存联合处置方案可以很好地同时解决采空区充填和尾矿堆存2个难题,具有巨大的经济和社会效益,符合“绿色矿山”的建设理念。     

国内外尾矿贮存堆放方法及应用

尾矿是全球数量最大的工业废渣,对环境、生态、社会和矿山投资运营有巨大影响,其贮存堆放除传统尾矿库外,还有其他方法技术。针对目前国内外的尾矿贮存技术现状,从尾矿形态、堆放形式和贮存场地3个方面,归纳了尾矿贮存堆放的分类形式,并根据近几十年全球尾矿库事故资料,说明传统尾矿库的高风险性和高事故率;通过列举国内外使用过滤干堆、膏体堆放、水体内贮存及废渣混合堆放等方法的部分矿山,介绍了各贮存方法的应用特点、使用环境及选用各方法需要考虑的因素;讨论了地域特色、尾矿设备、环保标准和运营经济性等对尾矿贮存新技术推广的影响,认为在尾矿贮存的研究和应用上,我国同矿业强国比较,有进步也有不足;最后提出在经济适用前提下,过滤尾矿干堆、膏体尾矿、胶结尾矿和组合技术等贮存方法,未来在我国还有展空间。     

尾矿浓缩技术与设备的最新进展

综合评述了近10 a来我国在湿式尾矿、干堆尾矿和膏体尾矿浓缩技术与工艺方面的最新进展,并详细介绍了旋流器、澄清器（池）、（高效）浓缩机、倾斜板浓缩机、高密度（高压）浓缩机、膏体浓缩机、脱水筛、过滤机、压滤机、沉降槽和沉淀池等尾矿浓缩设备的研制与应用现状。在湿尾矿的浓缩技术方面,主要侧重于浓缩机的高效化改造及分级浓缩工艺的改造;浓缩机、旋流器、脱水筛、压滤（过滤）组合工艺是目前选厂干堆尾矿浓缩普遍采用的成熟工艺;尾矿膏体浓缩技术工艺简单,而且尾矿膏体可以采用管道输送,具有发展前途;如何针对不同尾矿的特点研制新型高效的尾矿膏体浓缩机、高效浓缩机、全自动压滤机、过滤机等是尾矿浓缩设备发展的趋势。     

Application of Pb-Zn tailings for surface paste disposal: geotechnical and geochemical observations

Surface paste disposal (SPD) technology has been investigated recently to solve the geotechnical (tailings dam failure) and geochemical (acid mine drainage formation) problems relating to tailings disposal. The tailings dam accidents occurred in the last few years have expedited the researches to search for safer tailings disposal methods in mining industry. The aim of this study is to investigate which parameters affect the geotechnical and geochemical stability of sulphidic paste tailings as SPD. The pH, EC and crack intensity of paste tailings placed in layers were measured to observe how the parameters affect their stability. In this study, it can be seen that solid concentration of the paste material increases above ~80 wt.%, and its shear strength is above 20 kPa. In addition, the pH values reduced from 7.4 to 6.6 and the EC values increased from 2.9 to 3.3 mS/cm in seepage water of the paste layers. According to these values, it can be said that there is a very low environmental risk using the SPD. Results showed the applicability of the SPD method by obtaining geochemical and geotechnical stability.     

Laboratory study of surface paste disposal for sulfidic tailings: Physical model testing

Surface paste disposal (SPD) of tailings is a recent technique for the management of mine tailings. It consists in dewatering (by thickening and filtering) the tailings before deposition to obtain a self-supporting and homogenous tailings stack. Paste tailings could become an advantageous alternative to conventional impoundments used for slurry tailings. However there are only few detailed studies on the environmental behavior of this approach. In this investigation, a sulfidic paste tailings was deposited in a laboratory-scale physical model (area of 2 m × 0.5 m) in nine layers. A proportion of 2 wt.% of binder was added in the two bottom layers; based on a previous study, this configuration should improve the environmental behavior. The paste tailings in the model have been wetted every 4 weeks with 40 L of water. The volumetric water content of the paste was monitored in each layer during the wetting and the drying phases. Two samples were cored in the tailings after 14 wetting/drying cycles to collect paste specimens. The study focuses on the geochemical analyses of the leachate collected during the experiment, the evolution of the water retention in both cemented and uncemented paste layers, and the characterization of the paste samples. Results show that the pH of the leachate remained circum-neutral during the experiment, although some preferential oxidation pathways were observed in the paste samples. The measurements also show that the evolution of the water content during the drying phases was different for cemented and uncemented layers. The desiccations cracks at the surface of the paste stack reopen at the same place after each wetting, but the crack intensity factor (CIF) decreased from 1.48 to approximately 0.2 during the 6th first wetting/drying cycles.     

锡矿山南矿尾矿膏体充填技术研究及工程应用

对锡矿山南矿尾矿进行了膏体制备和充填相关研究。该尾矿浓缩至质量浓度64%可达到膏体状态; 膏体尾矿以新型胶结粉为胶凝材料,在全尾砂浓缩膏体浓度68%、灰砂比1∶8条件下,充填体固结块28 d抗压强度可达3.36 MPa。工程应用实践表明,该尾矿膏体充填系统运行良好,工艺指标优良。     

超塑化剂对微细粒料浆流动性的影响

全尾膏体胶结充填地下采空区成为建设环境友好、资源高效利用型地下矿山的必然选择。为解决尾矿砂粒度变细带来的全尾膏体流动性及浓度下降的问题,探索了聚羧酸系及萘系超塑化剂对水泥和微细尾砂净浆流动度的影响,并对试验产品的絮网结构进行了显微分析。结果表明：聚羧酸系超塑化剂能显著提高水泥和微细尾砂净浆的流动度;萘系超塑化剂对水泥净浆流动度也有明显提高,但对微细尾砂净浆流动度提高的幅度十分有限;显微镜下水泥和微细尾砂净浆在未掺超塑化剂时具有相似的絮网结构,由于微细尾砂粒度更细,因而其絮网结构更小、结合力更大;与基于静电斥力效应的萘系超塑化剂相比,基于空间位阻效应的聚羧酸系超塑化剂能打开结合力较强的絮网结构,释放更多自由水,使料浆流动度增大。因此,聚羧酸系超塑化剂将是制备全尾砂膏体胶结充填料浆的潜在优良外加剂。     

某金矿压滤尾砂膏体充填综合性能试验

某金矿使用+37 μm的粗尾砂进行高浓度胶结充填,并已成熟运用粗尾砂胶结充填技术。为最大限度使用尾砂,减少-37 μm的细尾砂堆存到尾矿库中,降低整个矿山开采成本和消除安全隐患,该金矿对压滤（全）尾砂膏体充填综合性能进行了试验研究。试验结果表明：压滤（全）尾砂膏体充填综合指标高于分级尾砂高浓度充填,质量浓度76%的料浆坍落度、扩展度、屈服应力、黏度和泌水率等综合指标最优,满足采矿方法的要求,并根据矿山生产实际,提出了压滤（全）尾砂膏体充填工艺方案。