CN101912866B - 一种铁尾矿固化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铁尾矿固化方法，其包括以下步骤：1）将以下重量份的固化剂与添加剂混合：固化剂4-40份和添加剂0.01-2.0份混合均匀，然后再粉磨；2）混合料生产，将步骤1）中的混合物与58-95份铁尾矿混合并搅拌0.5-3分钟；3）混合料成型与充填，将步骤2）产出的混合料连续通过旋流分离器；4）坝体整形与排水，作为筑坝材料的混合料经碾压或振动成型后需要对边坡进行修整，以保证坡角；作为充填材料的混合料在库内堆存过程中，需要加强排水。本发明的有益效果为：通过这种方式进行的铁尾矿固化与传统技术相比，既节约了筑坝需要的粘土和砂石等天然资源，又利用了铁尾矿，是一种尾矿安全堆存的技术方法。
Description
技术领域
本发明涉及矿物加工和环境保护领域，尤其涉及一种铁尾矿固化方法。
背景技术
我国目前积存的尾矿约有80多亿吨，并且每年还在以3亿多吨的数量持续增加，各种尾矿库多达8500多座。资料显示，因垮塌、渗漏引发的尾矿库灾害危害程度仅次于地震、洪水、核***，位列第18位。近年来，我国尾矿库垮塌事故接连不断发生，造成了重大人员伤亡和环境污染，凸显出我国尾矿库已经处于事故频发期。因此，尾矿库安全是制约企业可持续发展的重大安全问题。
影响尾矿库安全的因素很多，地质和气象条件、筑坝和堆存方式、尾矿组成和形态、安全维护和监管措施等任何一个环节的极端变化都可能造成尾矿库溃坝。随着选矿技术的提高，尾矿颗粒越来越细，沉降速度越来越慢，尾矿浆体数量急剧增大，更加重了尾矿库的安全风险。因此，采取技术可行、经济合理的技术手段进行坝体加固和尾矿固化，实现尾矿安全堆存是目前最为现实和有效的安全措施。
为了解决尾矿堆存及存在的问题，国内外许多矿山积极探索尾矿排放新途径，包括尾矿干式堆存、尾矿井下排放和采矿充填等。
（1）干式堆存
所谓“干式堆存”是指尾矿经过脱水处理后产出的一种高浓度膏体尾矿砂，可干式堆存于地表。该方法可以在峡谷、低洼、平地、缓坡等地形条件下堆存，基建投资少、维护简单、综合成本低。在国内外都有应用，虽然尾矿干式堆存可以在不建常规尾矿库的情况下使尾矿安全堆放，尾矿处置大为简化。但是，尾矿在地表存放存在的环境危害并没有从根本上解决，尤其是在干旱地区尾矿经风力携带造成大面积空气污染问题；在降雨季节，仍然存在因尾矿液化而导致的塌陷、滑坡等事故。
（2）井下排放
对于采用空场法和有未处理的空区、废旧巷道和硐室的矿山，利用井下空区排放尾矿是一种行之有效的途径。由于井下空区四周是天然岩体，具有裂隙、各向异性等特点，采空区周围或下部可能有与之相连的正在生产的采场或井巷工程，采矿选出的尾矿即一种饱水状态下的物料充填至采空区，围岩承受内水压力，渗透水势必使围岩或地下结构体的稳定性发生变化，会导致采空区垮冒甚至波及地表建筑物的安全。因此，尾矿井下排放必须处理好采空区稳定性问题和尾矿在井下空区内的液化问题。此外，尾矿的排放会对矿区地下水产生污染。
（3）井下采空区充填
在井下采矿过程中，随着矿石不断地采出至地表，在废石、尾砂等惰性骨料中加入水泥类胶凝材料，充填采空区。我国的充填技术经历了从干式充填到水力充填，从分级尾砂、全尾砂、高水固化胶结充填到膏体泵送胶结充填的发展过程，充填技术取得了长足进步，是解决尾矿排放问题的较好途径。但是尾矿充填需要使用水泥等胶凝材料，固结效果的影响因素多，成本高。
由于我国尾矿种类繁多，性质千差万别，采矿、地质和气象条件各不相同，因此上述几种尾矿处理方法并不具有通用性，矿浆泵送和筑坝堆存依然是我国尾矿输送和处置的主要方式，在相当长时间内不会改变。铁尾矿作为一种产量最大的固体废弃物，在堆存过程中通常是用尾矿、粘土和砂石作为坝体材料，坝内充填尾矿。在堆存过程中尾矿不会胶结固化，容易发生液化和流动，进而形成泥石流灾害。实践表明：现行的尾矿坝构筑和尾矿堆存方式难以满足在极端自然和气象条件下的安全需要，要从根本上消除尾矿库存在的潜在垮塌风险，有必要从新型尾矿固化技术入手。在尾矿堆存过程中使其发生不可逆固结，提高稳定性和堆存效率，避免尾矿造成二次污染，是从根本上解决尾矿库安全的技术措施。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁尾矿固化方法，实现了铁尾矿在尾矿库内的安全堆放。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种铁尾矿固化方法，其包括以下步骤：
1）将以下重量份的固化剂与添加剂混合：固化剂4-40份和添加剂0.01-2.0份混合均匀，然后再粉磨，其中粉体细度控制为0.08mm，筛选余量小于总量的10%；
2）混合料生产，将步骤1）中的混合物与重量58-95份铁尾矿混合并搅拌0.5-3分钟；
3）混合料成型与充填，将步骤2）产出的混合料连续通过旋流分离器，其中水份含量低于40%（质量含量）的部分混合料作为筑坝材料，水份含量高于41%的部分混合料作为充填材料在库内堆存；
4）坝体整形与排水，作为筑坝材料的混合料经碾压或振动成型后需要对边坡进行修整，以保证坡角，并在28天养护期内要洒水保湿养护；作为充填材料的混合料在库内堆存过程中，需要加强排水。
所述固化剂包括以下重量份数的原料：钢铁冶金渣70-93，脱硫石膏2-5，熟料5-28。其中钢铁冶金渣包括钢渣和矿渣，钢渣与矿渣的重量比值为1：0.1-10。所述添加剂由聚丙烯酰胺、硫酸钠、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、氯化钠、氯化钙、烧碱、固体水玻璃中的两种或两种以上按任意比例配合而成。所述铁尾矿为铁矿选矿过程中产生的尾渣，其尾渣颗粒尺寸小于1mm。
本发明的有益效果为：本发明所需固化剂主要原料以工业废渣为主，成本低廉，生产工艺简单；固化工艺简单，不用昂贵材料，容易工程实施，应用时，只需直接将铁尾矿、固化剂、添加剂以及水直接混合即可进行筑坝和堆存施工。在堆存过程中，混合料各组分将发生水化反应，最终形成以水化铝硅酸盐为主的凝胶矿物，耐霜冻、耐湿热、耐酸碱、抗炭化。通过这种方式进行的铁尾矿固化与传统技术相比，既节约了筑坝需要的粘土和砂石等天然资源，又利用了铁尾矿，是一种尾矿安全堆存的技术方法。
附图说明
下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本发明所述的一种铁尾矿固化方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述的实施例1的铁尾矿固化方法，如图1所示，包括以下步骤：
1）将以下重量的固化剂与添加剂混合，将固化剂35Kg和添加剂0.08Kg混合均匀，然后再粉磨，其中粉体细度控制为0.08mm，筛选余量为总量的8%。所用固化剂由钢铁冶金渣75，脱硫石膏3，熟料22混合组成，其中钢铁冶金渣包括钢渣和矿渣，钢渣与矿渣的重量比值为1：2，所用添加剂由聚丙烯酰胺、硫酸钠、聚合硫酸铝按任意比例混合而成；
2）混合料生产，将步骤1）中的混合物与64.92Kg铁尾矿混合并搅拌2分钟，其中铁尾矿为铁矿选矿过程中产生的尾渣，其尾渣颗粒尺寸为0.2mm；
3）混合料成型与充填，将步骤2）产出的混合料连续通过旋流分离器，其中水份含量为38%的部分混合料作为筑坝材料，水份含量为62%的部分混合料作为充填材料在库内堆存；
4）坝体整形与排水，作为筑坝材料的混合料经碾压或振动成型后需要对边坡进行修整，以保证坡角，并在28天养护期内要洒水保湿养护；作为充填材料的混合料在库内堆存过程中，需要加强排水。
实施例2
本发明所述的实施例2的铁尾矿固化方法，包括以下步骤：
1）将以下重量的固化剂与添加剂混合，将固化剂38Kg和添加剂1Kg混合均匀，然后再粉磨，其中粉体细度控制为0.08mm，筛选余量为总量的7%。所用固化剂由钢铁冶金渣80，脱硫石膏4，熟料16混合组成，其中钢铁冶金渣包括钢渣和矿渣，钢渣与矿渣的重量比值为1：4，所用添加剂由聚丙烯酰胺、硫酸钠按任意比例混合而成；
2）混合料生产，将步骤1）中的混合物与61Kg铁尾矿混合并搅拌2.5分钟，其中铁尾矿为铁矿选矿过程中产生的尾渣，其尾渣颗粒尺寸为0.3mm；
3）混合料成型与充填，将步骤2）产出的混合料连续通过旋流分离器，其中水份含量为28%的部分混合料作为筑坝材料，水份含量为72%的部分混合料作为充填材料在库内堆存；
4）坝体整形与排水，作为筑坝材料的混合料经碾压或振动成型后需要对边坡进行修整，以保证坡角，并在28天养护期内要洒水保湿养护；作为充填材料的混合料在库内堆存过程中，需要加强排水。
实施例3
本发明所述的实施例1的铁尾矿固化方法，包括以下步骤：
1）将以下重量的固化剂与添加剂混合，将固化剂20Kg和添加剂2Kg混合均匀，然后再粉磨，其中粉体细度控制为0.08mm，筛选余量为总量的6%。所用固化剂由钢铁冶金渣85，脱硫石膏3，熟料12混合组成，其中钢铁冶金渣包括钢渣和矿渣，钢渣与矿渣的重量比值为1：2，所用添加剂由聚丙烯酰胺、硫酸钠、聚合硫酸铝、氯化钠按任意比例混合而成；
2）混合料生产，将步骤1）中的混合物与78Kg铁尾矿混合并搅拌1分钟，其中铁尾矿为铁矿选矿过程中产生的尾渣，其尾渣颗粒尺寸为0.6mm；
3）混合料成型与充填，将步骤2）产出的混合料连续通过旋流分离器，其中水份含量为24%的部分混合料作为筑坝材料，水份含量为76%的部分混合料作为充填材料在库内堆存；
4）坝体整形与排水，作为筑坝材料的混合料经碾压或振动成型后需要对边坡进行修整，以保证坡角，并在28天养护期内要洒水保湿养护；作为充填材料的混合料在库内堆存过程中，需要加强排水。
Claims (5)
1.一种铁尾矿固化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1）将以下重量份的固化剂与添加剂混合：固化剂4-40份和添加剂0.01-2.0份，混合均匀，然后再粉磨，其中粉体细度控制为0.08mm，筛选余量小于总重量的10%；
2）混合料生产，将步骤1）中的混合物与重量份58-95份铁尾矿混合并搅拌0.5-3分钟；
3）混合料成型与充填，将步骤2）产出的混合料连续通过旋流分离器，其中水份含量低于40%的部分混合料作为筑坝材料，水份含量高于41%的部分混合料作为充填材料在库内堆存；
4）坝体整形与排水，作为筑坝材料的混合料经碾压或振动成型后对边坡进行修整，以保证坡角，并在28天养护期内要洒水保湿养护；作为充填材料的混合料在库内堆存过程中，需要加强排水。
2.根据权利要求1所述的铁尾矿固化方法，其特征在于，所述固化剂包括以下重量份数的原料：钢铁冶金渣70-93，脱硫石膏2-5，熟料5-28。
3.根据权利要求2所述的铁尾矿固化方法，其特征在于：钢铁冶金渣包括钢渣和矿渣，钢渣与矿渣的重量比为1：0.1-10。
4.根据权利要求1所述的铁尾矿固化方法，其特征在于：所述添加剂由以下物质中至少两种按任意比例配合而成：聚丙烯酰胺、硫酸钠、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、氯化钠、氯化钙、烧碱、固体水玻璃。
5.根据权利要求1所述的铁尾矿固化方法，其特征在于：所述铁尾矿为铁矿选矿过程中产生的尾渣，其尾渣颗粒尺寸小于1mm。
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| CN101912866A (zh) | 2010-12-15 |
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