某鉛鋅礦尾砂處理工程實(shí)例

某鉛鋅礦尾砂處理工程實(shí)例

0尾砂膏體充填固結(jié)充填材料建設(shè)方案隨著金屬礦山資源的日益匱乏，資源的地位變得越來越重要。因此，對于礦山公司來說，礦產(chǎn)資源的效率可持續(xù)開采是非常合理的，這限制了礦山的健康發(fā)展。針對某鉛鋅礦尾砂面臨的井下采礦損失貧化大、尾礦庫服務(wù)年限不足及礦山生產(chǎn)冬季從尾礦庫回水困難等難題，對排放的尾砂進(jìn)行了研究處理，本文從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合礦山尾砂濃密試驗(yàn)及礦山現(xiàn)狀，提出了尾砂膏體排放至尾礦庫和尾砂膏體充填至井下的設(shè)計(jì)方案和意見，對尾砂處理的具體建設(shè)方案進(jìn)行了比較，確定采用“894m（原30m濃密普通濃密機(jī)處）膏體濃密+攪拌站”方案。集中制備充填料漿，泵送膏體膠結(jié)充填，泵送膏體尾砂排放；充填管路輸送采用“地表管道+充填鉆孔+井下管道輸送”方案，取得了較好的實(shí)際效果，解決了礦山面臨的技術(shù)問題，同時(shí)也對類似的礦山起到了較好的借鑒作用，對于礦山的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的工程價(jià)值。1充填采礦法特征內(nèi)蒙古某鉛鋅礦是一家銀、鉛、鋅多金屬礦山企業(yè)。礦山采礦生產(chǎn)能力1000t/d，年采礦量約30萬t。開拓方式為豎井+斜井聯(lián)合開拓，目前礦山采用全面法和淺孔留礦采礦法進(jìn)行回采，采選生產(chǎn)40萬t/a。全面法與淺孔留礦采礦法有著空場法的共同特點(diǎn)，在回采過程中，采空區(qū)主要依靠礦柱支撐，暫不做處理。在一個(gè)階段或一組開采結(jié)束后，同時(shí)進(jìn)行礦柱回采以及采空區(qū)處理。由于礦山暫未建立充填系統(tǒng)，空場法采礦后遺留的礦柱不能回收，產(chǎn)生的采空區(qū)也不能及時(shí)充填。并且隨著采礦作業(yè)的持續(xù)進(jìn)行，一方面遺留的礦柱越來越多，造成礦量浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)損失。另一方面，采空區(qū)越來越大，最終形成一個(gè)大型采空區(qū)，可能造成地表塌陷，嚴(yán)重影響礦山安全生產(chǎn)。同時(shí)該礦山尾礦庫實(shí)際庫容不足，服務(wù)年限不足2a。隨著采礦與選礦工作的持續(xù)進(jìn)行，產(chǎn)生的尾砂將面臨無處排放的問題，若該充填系統(tǒng)建成后，礦山將根據(jù)礦體情況適時(shí)采用充填法回采，可以極大地減少尾砂的排放，減輕礦山面臨的環(huán)保壓力。2礦山尾砂處理試驗(yàn)研究針對該鉛鋅礦的尾砂，進(jìn)行了全尾砂濃密試驗(yàn)（包括物理性質(zhì)測定、靜態(tài)濃密試驗(yàn)以及動(dòng)態(tài)濃密試驗(yàn)），并得到了相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為礦山的尾砂處理提供了實(shí)踐基礎(chǔ)2.1全尾砂粒徑、真密度對全尾砂進(jìn)行了粒徑分布測試和真密度測試，結(jié)果見表1。通過表1可得：全尾砂粒徑分布較均勻，200目以下（-200目）占54.25%,400目以下（-400目）占36.24%，全尾砂真密度為2.839g/cm2.2尾砂的沉降試驗(yàn)通過全尾砂靜態(tài)濃密試驗(yàn)，確定適合全尾砂特性的最佳絮凝劑類型、絮凝劑的最優(yōu)添加量及最佳的礦漿稀釋濃度(1）確定適合全尾砂特性的最佳絮凝劑類型。由圖1可以看出，尾砂的沉降效果會(huì)隨著絮凝劑的添加而改善。對5種絮凝劑（BASF5250、SNF625S、LB1530、BN625V及LB1825）不同添加量的效果進(jìn)行對比分析可知，絮凝劑SNF625S和LB1530相對其他絮凝劑更優(yōu)。該2種絮凝劑在添加量不同的情況下，均保持很好的沉降效果，而其他絮凝劑當(dāng)添加量增加時(shí)，沉降速度才有所改善。同時(shí)，LB1530絮凝劑為國產(chǎn)絮凝劑，供貨及價(jià)格具有相對優(yōu)勢。因此，經(jīng)過綜合考慮，選取絮凝劑LB1530為最優(yōu)。(2）確定尾砂在LB1530型絮凝劑作用條件下的最佳添加量。分別采用9.50%、11.21%、12.96%、14.61%、16.27%的礦漿濃度按12.5,15,17.5g/t的尾砂比例加入LB1530型絮凝劑，找出最佳絮凝劑添加比例。其中，11.21%的礦漿濃度尾砂在添加不同絮凝劑量的試驗(yàn)結(jié)果見表2，沉降曲線如圖2所示。從圖2中可看出，尾砂在不同礦漿濃度的條件下，尾砂的沉降速度隨著絮凝劑添加量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，當(dāng)絮凝劑用量增加到15g/t時(shí)達(dá)到最佳狀態(tài)，而繼續(xù)添加絮凝劑效果不明顯，甚至沉降速度有所減小。因此，考慮綜合成本、沉降效果等因素，確定LB1530型陰離子絮凝劑的添加比例為15g/t為最佳添加量。(3）確定最佳的礦漿稀釋濃度。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，選取LB1530型陰離子絮凝劑，絮凝劑添加量為15g/t，在9.50%～16.27%的漿體濃度下，測定其沉降速度，并計(jì)算固體通量。單位時(shí)間內(nèi)垂直通過單位面積所傳遞的某種固體物理量稱為固體通量綜上所述，選擇LB1530型陰離子絮凝劑，添加量15g/t，礦漿稀釋濃度約為11%。2.3尾砂的澄清度通過全尾砂動(dòng)態(tài)濃密試驗(yàn)可知，動(dòng)態(tài)濃密沉降試驗(yàn)主要研究在11.21%的給料濃度下不同給料速度對溢流水澄清度以及底流濃度的影響。試驗(yàn)結(jié)果見表3。從表3可知，尾砂的給料速度與溢流水固含量呈正相關(guān)，即速度增加，溢流水固含量增加。造成這種現(xiàn)象的主要原因是由于進(jìn)料速度加快，使得尾砂顆粒發(fā)生絮凝反應(yīng)的時(shí)間縮短，絮凝反應(yīng)不徹底，從而使得溢流水固含量逐漸增加從試驗(yàn)結(jié)果可知，尾砂給料速度為0.53～0.83t/m3充填料漿輸送方案研究根據(jù)該礦山的實(shí)際情況，確定合適的初選充填系統(tǒng)方案有3種：方案1:894m(30m普通濃密機(jī)處）濃密+攪拌站；方案2:950m（采礦工業(yè)場地）濃密+攪拌站；方案3:928m（選廠附近工業(yè)場地）濃密+攪拌站，綜合考慮技術(shù)可行性、投資、運(yùn)營成本等5個(gè)影響指標(biāo)，最后優(yōu)選出最適合的充填方案(1）技術(shù)可行性方面：3個(gè)方案主要充填工藝基本類似，均需采用高效深錐濃密機(jī)對選廠低濃度尾砂進(jìn)行濃密，再進(jìn)行膏體充填或膏體排放，系統(tǒng)采用的設(shè)備及工藝，均有多個(gè)單位在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用，技術(shù)較為成熟可靠，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)小，都是可行的。(2）投資方面：方案1主要利用了現(xiàn)有濃密機(jī)基礎(chǔ)和壓濾機(jī)廠房，溢流水池和排污池，土建費(fèi)用相對減少；方案2把充填站建在高處，井下充填以自流輸送為主，泵壓輸送為輔，泵的出口壓力相對較?。环桨?與方案1基本類似，主要是站址不同，無可利用的基礎(chǔ)和廠房。所以投資方面：方案1<方案2<方案3。(3）運(yùn)營成本方面：方案1選廠尾砂往濃密機(jī)輸送可以采用自流，較方案2和方案3減少了尾砂泵送能耗，但其充填料漿輸送距離相對較遠(yuǎn)；方案2中充填倍線7以內(nèi)的采空區(qū)可以直接自流輸送，充填能耗相對最低；方案3站址位于方案1與方案2的中間位置，尾砂輸送和充填料漿輸送均不能自流，能耗相對最高；3個(gè)方案往尾礦庫高濃度排放時(shí)均需采用泵送，方案1泵送距離最近。因此，運(yùn)營成本：方案1≈方案2<方案3。(4）管理方面：3個(gè)方案主要設(shè)備均采用集中布置的方式，管理均較為方便。(5）其它：方案1配電方面可以利用部分原來濃密機(jī)和壓濾設(shè)施的電線電纜等，方案1利用現(xiàn)有工業(yè)場地，不需要另外占用場地建站。通過以上綜合分析與比較，并結(jié)合多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)選采用方案1作為充填方案，即“894m(30m濃密普通濃密機(jī)處）濃密+攪拌站”方案，集中制備充填料漿，泵送膏體膠結(jié)充填，泵送膏體尾砂排放。充填管路輸送采用“地表管道+充填鉆孔+井下管道輸送”。4充填方案的確定(1）針對尾礦庫容不足、冬季尾礦回水難度大、井下?lián)p失貧化大等問題，提出了尾砂膏體排放至尾礦庫和尾砂膏體充填至井下的研究方案，同時(shí)礦山按照確定的尾砂處理方案進(jìn)行了系統(tǒng)建設(shè)，通過礦山充填實(shí)踐可表明，充填效果較好，充填技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了要求，這對國內(nèi)類似礦山尾砂處理具有一定的借鑒意義。(2）通過對礦山尾砂