梅山铁矿某选厂微细粒尾矿膏体浓缩试验

为解决梅山铁矿现有尾矿库微细粒尾矿堆存系统输送距离长、投资高、占地面积大、运行成本高的问题,采用柱式无耙膏体浓密机进行工业试验,以实现微细粒尾矿膏体浓缩。试验结果表明,在浓密机压缩层厚度20 m、给料量12 m~3/h、絮凝剂用量130 g/t时,底流浓度可达到54.07%,浓缩效率高,满足生产要求,同时溢流水流量10.40 m~3/h,悬浮物含量100 mg/L,可作为生产回水使用。采用柱式无耙膏体浓密机不但实现了该尾矿的膏体浓缩和固化干堆,而且提高了尾矿库的安全性,投资成本低,可进行工业应用。     

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。     

尾矿地表膏体堆存工艺

分析了传统尾矿地表处置方法的危害性及尾矿膏体堆存优势,分别从膏体制备、膏体输送、膏体排放(或沉积)等方面详细讨论了尾矿地表膏体堆存工艺的技术原理,在此基础上进一步讨论了尾矿地表膏体堆存效果的影响因素。研究表明:(1)自然条件、堆积角度、排放浓度、布料厚度、排放周期、排放口布置是影响尾矿地表膏体堆存效果的主要因素;(2)尾矿地表膏体堆存坝体稳定性好、环境污染较少,是尾矿地表处置的有效方法。     

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。     

梅山细粒湿尾特性及资源化利用研究

为了尾矿资源化,针对梅山细粒尾矿铁品位高、微细粒多、浓缩脱水难等问题,在细粒尾矿物理化学特性研究的基础上,开展了细粒尾矿在线提取机制砂工艺和用作水泥铁质校正剂的试验研究。研究结果表明:梅山铁尾矿配料与铁粉配料作水泥铁质校正剂烧制的水泥熟料主要矿物均为C_3S、C_2S、C_3A、C_4AF等,掺入量3.0%～6.0%;用尾矿配料烧制的熟料中C_3S及硅酸盐矿物含量较高,性能优于铁粉配料制成的熟料,其28 d抗压强度约提高3.9 MPa;尾矿所配的生料易烧性好,平均烧成温度可降低约50℃,节能降本效果显著;采用旋流器+细筛工艺能够在线提取到细度模数为1.407的机制特细砂,其压碎值、磨光值、坚固性等力学性能指标均满足集料的技术要求。     

尾矿干式堆存技术发展现状与方向

尾矿干式堆存是近些年发展起来的一种新型尾矿处置技术,可根据尾矿浓度分为尾矿压滤干堆和尾矿膏体堆存。本文针对尾矿干式堆存技术的特点,综合分析尾矿干式堆存技术的发展现状,提出了尾矿干式堆存技术存在的问题与发展方向。     

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。     

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。     

表面充填用铁尾矿膏体制备技术研究

介绍了浓缩脱水方法制备铁尾矿膏体研究的情况。工业分流试验结果表明．采用浓缩方法可以获得膏体尾矿,并对膏体尾矿制备中存在问题进行了分析。     

梅山铁矿降磷尾矿再选及脱水技术研究

为减少梅山铁矿降磷系统进入尾矿库的湿尾矿量,对梅山铁矿降磷尾矿进行了水力旋流器再选试验研究,并根据试验结果进行了再选系统技术改造。通过将现有的FX350×6旋流器组更换为FX150-PU-K×16超长锥旋流器组后,在给矿浓度为29%的条件下,采用Φ150 mm超长锥旋流器,在给矿压力为0.25 MPa、沉砂口直径为30 mm时,可获得底流浓度为61.00%、底流产率为85.70%、底流-0.037 4 mm粒级含量为51.55%的指标,大幅降低了湿尾矿量。     

梅山尾矿分级脱水试验研究

由于梅山尾矿水分太高,并且难脱水,给尾矿综合利用带来了困难。为解决这个难题,2006年在选矿厂开展尾矿分级脱水工业试验研究。试验主要设备为FX-200型水力旋流器、TT-24 m²陶瓷过滤机、XMZ-340/1250型厢式压滤机。试验压力在0.08～0.09 MPa的情况下,获得了水分为14.84%,过滤系数为0.458 t/（m²·h）,产率为42.68%的粗粒级尾矿产品;试验结果表明,分级后的细粒级尾矿利用现有的压滤机脱水,产品水分和压滤生产时间都增加。分级脱水对节约生产成本也有好处,根据计算,每吨可以节约0.58元。     

尾砂胶结材的配合比设计及其对铅锌尾砂的固化效果

通过水泥净浆强度试验,选出具有较高早强发展速度和稳定后期强度的尾砂胶结材的适宜配合比(简记为ASGL),同时通过水泥-尾砂固化体强度试验检验了尾砂胶结材对铅锌尾砂的固化效果。试验结果表明,当胶结材配合比为硫铝酸盐水泥∶矿渣粉∶无水石膏∶生石灰=30∶45∶20∶5时,净浆1d,3d,7d和28d抗压强度分别可达23.9,26.6,38.7和47.3MPa。当浆体固含量相同的情况下,ASGL-尾砂固化体强度发展高于PC32.5R水泥-尾砂固化体,早期强度尤其明显,特别适用于回填速度要求较高的尾砂回填作业场合。     

石灰石粉对胶结膏体充填材料性能的影响

为满足矿山对质优价廉、不同粒度分级尾砂胶结充填材料的需求,以粗、细两种分级尾砂胶结充填材料为对象,研究了外掺粗、细、超细石灰石粉对胶结充填材料性能的影响。结果表明：固体质量浓度为65%的细粒尾砂胶结充填料和固体质量浓度为75%的粗粒尾砂胶结充填料外掺15%的超细石灰石粉,均可制成胶结膏体充填材料,其充填料的坍落度均超过200 mm、脱水率均低于2%、28 d硬化体的抗压强度在0.3～1.2 MPa、28 d硬化体沉缩率均低于2%;继续增加超细石灰石粉的掺量,充填料的坍落度和脱水率下降,28 d硬化体的抗压强度略有提升、沉缩率进一步下降。如何提高28 d硬化体的抗压强度是今后研究的重点。     

基于响应面法的废石-细尾砂充填性能优化试验

为获得满足矿山采矿强度要求的废石-细尾砂充填最佳配比,首先根据混合骨料的堆积密实度和料浆浓度初探试验,初步获得配比范围;在此基础上利用响应面法建立了以废石-细尾砂充填体的3、7、28 d抗压强度为响应值的回归模型,揭示了骨料配比、浓度和灰砂比三因素对充填体强度的影响规律,并通过回归模型优选出充填最佳配比,进行半工业试验验证。结果表明,当充填体养护至3、7 d时,浓度和灰砂比两因素的交互作用影响显著;当充填体养护至28 d时,骨料配比与浓度的交互作用影响显著。当骨料配比1∶3、浓度82%、灰砂比1∶4时,废石-细尾砂充填性能完全满足矿山的充填需求,为废石-细尾砂混合骨料膏体充填性能优化提供了理论基础。     

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。     

以铅锌尾矿为原料煅烧水泥熟料

以广西河池富源铅锌选矿厂尾矿为主要原料煅烧制备水泥熟料,从不同煅烧温度下熟料成分的差异,水化产物的微观相貌和组成,煅烧过程中重金属的固化与熟料净浆试块的毒性浸出情况,以及熟料净浆试块的力学性能等方面探讨了用该铅锌尾矿制备水泥熟料的适宜工艺条件。试验结果表明:掺有35.4%广西河池富源铅锌尾矿的生料煅烧制备水泥熟料的最佳烧成温度为1 350℃,此时可生成大量有利于熟料强度的C2S和C3S。该水泥熟料的主要水化产物为C—S—H和钙矾石,试块前期强度的主要来源是钙矾石,后期强度的主要来源是C—S—H,C—S—H填满试块内部空隙,增大试块密实度,使试块28 d龄期的抗压强度达到43.68 MPa,与普通硅酸盐水泥P.O 42.5的28d抗压强度指标相当。煅烧过程中Pb的固化率较低,仅为21.16%,而As和Zn的固化率则高达87.61%和91.43%。养护龄期为3 d和28 d的水泥净浆试块浸出液中As、Pb、Zn的含量远低于浸出毒性标准。这种水泥熟料在生产地下胶结充填料的胶结剂方面具有一定潜力。     

碱矿渣水泥及其对铅锌尾砂的固化效果

通过水泥净浆强度试验和水泥-尾砂浆体流动性及其固化体的强度试验,确定了适宜于尾砂固化的碱矿渣水泥的较好的配合比,和尾砂固化中碱矿渣水泥的适宜掺量。采用低模数水玻璃,按14%与矿渣粉配合得到的碱矿渣水泥,可以获得较好的净浆硬化体抗压强度,最高可达3 d 69.6 MPa,7 d 84.0 MPa,28 d 91.8 MPa。在水泥-尾砂浆体固含量相同的情况下,碱矿渣水泥-尾砂浆体的流动性明显优于硅酸盐水泥-尾砂浆体的流动性,碱矿渣水泥-尾砂固化体强度高于硅酸盐水泥-尾砂固化体强度,尤其是后期强度更加明显。而在控制尾砂浆体流动度相同的情况下,前者固含量可以高于后者2%。SEM对水泥-尾砂固化体内部微观结构的观察表明,碱矿渣水泥-尾砂固化体内部结构显示出明显的胶结特征。固化体内部孔结构的MIP测定结果也表明,碱矿渣水泥用量增加时固化体总孔隙率减小,孔隙中大孔比例减少,小孔比例增加。综合水泥-尾砂浆体流动性和固化体强度两方面的试验结果,可以认为碱矿渣水泥比普通硅酸盐水泥更适合于用作尾砂胶结材料。     

上游式湿排尾矿分级分区放矿筑坝工艺试验及应用#br#

针对上游式湿排尾矿库入库尾矿粒度偏细、浓度偏高、不易分选的特点,为实现尾矿的安全堆存,采用分级分区放矿,将粗细尾矿分级后,粗颗粒尾矿优先在坝前放矿,细颗粒尾矿在上游库内排放。通过在南京梅山山景尾矿库实施旋流器分级分区放矿筑坝试验,将入库尾矿经FX 250型水力旋流器在0.1 MPa压力下进行分级,将沉砂质量浓度稀释至35%以下排放在坝前,取样检测表明,坝前20 m范围内+0.075 mm尾矿占比在90%左右,坝前40 m范围粗颗粒含量明显增加。通过在粗尾矿沉积的坝前区构筑池填法子埂,使粗尾矿集中在坝前最小干滩长度范围内沉积形成安全超高区;将溢流汇集后经管道输送至上游库内排放。试验结果表明,上游式尾矿分级分区排放工艺能够很好地解决细粒高浓度尾矿采用坝前水力冲积放矿存在的防洪不足及坝体稳定性不高的问题。该尾矿堆存工艺在南京梅山山景尾矿库成功应用,既解决了尾矿库前期运行存在的潜在安全隐患,又节省了运行成本。     

全尾膏体制备过程中尾矿颗粒运移行为研究进展与趋势

我国重要大宗金属矿产资源平均品位低,加之近年来我国矿产资源需求的持续增长、资源综合利用率的不断提升,导致尾矿粒度越磨越细、尾矿排放量越来越大,尾矿已成为我国金属矿山的重大危险源。目前,对于全尾矿的处置技术基本上为地表低浓度排放和井下充填,但是由于尾矿制备和输送浓度过低而存在许多问题,尾矿膏体堆放和膏体充填是尾矿最有效最具前景的处理方式,以此来实现安全生产和保护环境。超细全尾颗粒沉降速度慢,渗透性差,导致浓密困难,因此带有超细颗粒的全尾矿快速脱水浓密是膏体制备的技术关键。详细介绍了全尾膏体制备过程中全尾颗粒沉降、絮凝沉降、颗粒运移以及沉降机理的研究现状,分析了目前研究存在的问题以及其发展趋势。