[發明專利]一種鐵尾礦漿濃縮和干堆方法

有效

• 申請號: 201210006557.7
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102553889A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張召述;羅中秋;夏舉佩;伍祥;李淑蘭
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種鐵尾礦漿濃縮和干堆方法，屬于礦山安全技術領域。

背景技術：

鐵礦石經過破碎、球磨、濕法選礦后，要產生約占原礦量50%以上的品位較低的以硅酸鹽礦物為主的高含水廢渣，這種廢渣稱為鐵尾礦。因鐵尾礦顆粒細、持水性強、含水率高，存在脫水效率低和堆存不安全的問題。

目前，我國的尾礦濃縮和堆存方式有以下幾種：

一是庫壩式堆存：其方法是先用砂土筑壩，內充尾礦礦漿，礦漿在堆存過程中逐漸沉降，清水在庫尾通過回水井排除。該法的優點是壩體建成后運行費用低，工藝簡單；存在的主要問題是一次性筑壩投資大，土地占用量大，尾礦長期處于飽和含水狀態，存在巨大的安全風險。以該法為基礎，采用礦漿在入庫前先采用螺旋分級機分級，粗粒級尾礦堆存在壩上作為筑壩材料，細粒級尾礦在庫內堆存，這種方法可以減少筑壩需要的砂石材料和筑壩費用，但因粗粒態尾礦粘聚性差，很容易發生滲流破壞，安全風險較大。

二是壓濾干堆：其方法是尾礦在入庫前先進行深錐濃縮，在濃縮過程中添加聚丙烯酰胺、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵等絮凝劑加速沉降，然后壓濾，使尾礦的含水率降到30%以下，濾餅用汽車或皮帶運輸機輸送到堆場。該法與庫壩式堆存相比，安全性得到顯著提高，但尾礦處理和運輸的費用高昂，尾礦存在遇水二次泥化和干燥揚塵的問題。

三是膏體堆存：很多尾礦如氧化鋁選尾礦顆粒細，含水率和含泥量高，難沉降，故在尾礦漿中添加水泥和粉煤灰后，泵送到堆場的中央豎管，礦漿從噴管中噴出從堆場中央開始向四周流淌，在流淌過程中因蒸發逐漸失去流動性成為膏體。與庫壩式堆存相比，該法安全性提高，但因外加材料量很大，膏體含水率高，堆存體積與原礦漿相比幾乎不減少，而且存在干化體揚塵和泥化的問題。

此外，鐵尾礦漿在濃密池中加入混凝劑，使礦漿濃度提高到50%以上，再加水泥、石灰、石膏、粉煤灰等材料混合攪拌成為膏體，待其固化后再入庫壓實堆存。該法的優點是對尾礦庫要求不高，無需排水設施，存在的問題是尾礦經絮凝劑處理后會大幅度降低膠結材料的作用效率。

實踐表明：現行的尾礦濃縮效率低，回水很容易泛渾，堆存體難以滿足在極端自然和氣象條件下的安全需要，要從根本上消除尾礦庫存在的潛在垮塌風險和降低運行成本，就有必要研究開發新型的尾礦濃縮和堆存技術。

發明內容：

本發明的目的是提供一種專門針對鐵尾礦濃縮和干堆的生產方法,以解決鐵尾礦安全堆存和水資源高效回用的問題。

本發明的技術方案是：向濃度為20～40%的鐵尾礦漿中摻加0.5～3.0wt%（相對于尾礦干基的重量%）的復合外加劑后，再進行濃縮、壓濾和干堆。具體步驟包括如下：

（1）復合外加劑的制備:由鋼鐵冶金渣、化工廢石膏、生石灰為主要原料配制而成的載體和由硫酸鋁、氯化鐵、聚合硫酸鐵鋁組成的激發劑按照重量比為100:0.6～5.0混合配置而成，然后將混合物經過干燥、破碎、干法球磨，過0.08㎜篩至余量小于5%的粉末即為復合外加劑；

（2）鐵尾礦漿濃縮和壓濾:?在鐵尾礦漿中添加相當于鐵尾礦干基0.5～3wt%的復合外加劑，然后在攪拌速率＞?30r/min的條件下攪拌0.5～2min，然后自然沉降濃縮0.5～2h，產生濃度為50wt%以上的濃縮尾礦漿，然后進行壓濾，得到含水率小于30%的濾餅；

（3）鐵尾礦干堆：鐵尾礦濾餅轉運到尾礦堆場每次攤鋪厚度≤600㎜，然后對攤鋪在堆場外沿的≥10m寬度范圍的攤鋪層進行碾壓和整形（類似壩體）成為圍埂，并在沿埂的寬方向預留排水溝；對圍埂和填筑區進行多次攤鋪和碾壓，逐漸堆高，最終要求埂的坡度≤75°，高度≤4m，寬度≥6m，并且要在沿埂的寬方向預留排水溝；在圍埂建設過程中，從外向內依次向埂內區域內填筑尾礦濾餅，圍埂區和填筑區平衡堆高；干堆體做成階梯型，下臺頂部外沿與上臺底部外沿的距離≥1000㎜的距離，且在臺階上緊靠內壁面應設置連通型的寬度≥200㎜，深度≥300㎜的排水溝，各臺階的排水溝與埂的排水溝最后匯集在一起通過總管與外排水系統相連。

所述載體的組成為鋼鐵冶金渣70～80wt%、化工廢石膏10～15wt%、生石灰10～15wt%，鋼鐵冶金渣為鋼渣和高爐水渣兩種的混合物，其重量比為鋼渣：高爐水渣=1：0.5～2.0。

所述激發劑的組成為硫酸鋁20～40wt%、氯化鐵10～15wt%、聚合硫酸鐵鋁50～65wt%。