CN114109487A - 一种粗粒级全尾砂膏体充填方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种粗粒级全尾砂膏体充填方法,属于膏体充填技术领域。该方法将选厂的粗粒级全尾砂浆先经旋流器分级,底流粗颗粒尾砂进入缓冲仓储存,经自然沉降生成高浓度尾砂浆一;溢流细尾砂进入深锥浓密机,经絮凝浓密后生成高浓度尾砂浆二;然后将两种高浓度尾砂浆按照分级比例送至搅拌***与胶凝材料进行均质化混合制备成膏体后,通过管道以自流输送或泵送的方式进入井下待充填空区。该方法改变了传统技术中粗粒级尾砂用于充填、细粒级尾砂用于筑坝的现状,克服了粗粒级全尾砂深锥浓密易压耙的难题。实现了充分利用粗粒级全尾砂,进行不分层、不离析、不脱水的膏体充填,保证矿山生产和井下充填的安全、高效、稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及膏体充填技术领域,特别是指一种粗粒级全尾砂膏体充填方法。
背景技术
膏体充填以其不离析、不脱水、不分层的优点,逐渐成为21世纪充填采矿技术的发展方向。其中,尾砂高效浓密脱水既是膏体充填工艺的第一环,也是膏体充填技术的关键。而在实际生产运行过程中,不同的尾砂物理性能将导致不同的浓密效果,对充填工艺的选择有着较大的差别。特别是对于粗粒级全尾砂,随着经济技术指标的提高和选矿工艺的进步,选厂排出的尾砂粒级越来越细,传统的粗粒级定义已不符合现状,本发明定义-200目尾砂≤60%的全尾砂为粗粒级全尾砂,其在充填工艺中应用普遍存在诸多问题:
1.粗粒级全尾砂在充填工艺中的一种应用方式如下:将粗粒级全尾砂经旋流分级器剔除了一些较细的物料,形成分级尾砂直接送至立式砂仓或者浓密机浓密脱水。使用传统砂仓对分级尾砂进行浓密、脱水、储存效率往往较低,且工艺复杂;同时分级尾砂浆由于将细颗粒尾砂剔除,料浆保水性差,在管道输送中易离析分层,进入采场后大量泌水,排水工作量大,导致充填体易垮塌、围岩泥化严重等问题;而且尾砂分级必然导致充填骨料的来源不足,且大量溢流尾砂排入尾矿库,增加了尾矿坝的堆坝难度,提高了溃坝风险。
2.粗粒级全尾砂在充填工艺中的另一种应用方式如下:将粗粒级全尾砂从选厂直接泵送入深锥浓密机,添加絮凝剂浓密脱水产生高浓度底流料浆。此方式虽然较方式1提高了尾砂利用率,但由于粗粒级尾砂含量多,絮凝沉降速度较快,大量粗颗粒尾砂在浓密机内快速沉底聚集于耙架附近,导致浓密机耙架附近料浆整体或局部失去流动性,使得搅拌刮泥耙运行阻力增大,以至于触发了驱动电机的过载保护而自动停机,即发生了深锥压耙事故。
因此,将粗粒级全尾砂用于膏体充填具有现实意义,其中关键在于如何提高尾砂利用率,解决尾砂颗粒较粗造成的浓密机压耙问题。鉴于上述粗粒级全尾砂充填工艺的不足,需要一种新的粗粒级全尾砂膏体充填工艺,既工艺简单、成本低,又可以最大限度将粗粒级全尾矿用于膏体充填,提高尾砂利用率,保证充填效果;同时还可以解决粗粒级尾砂浓密带来的压耙和充填料浆易离析分层的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种粗粒级全尾砂膏体充填方法,用于利用粗粒级尾矿膏体充填法进行开采的地下矿山。
该方法包括步骤如下:
S1:将选矿厂的粗粒级全尾砂输送至旋流分级器,将125-175μm内的某一粒径设为分级界线,分级得到溢流细尾砂浆和底流粗颗粒尾砂浆;
S2:将S1所得的底流粗颗粒尾砂浆送入缓冲仓储存备用,粗颗粒尾砂浆通过自然沉降得到高浓度底流料浆一;
S3:将S1所得的溢流细尾砂浆输送至深锥浓密机中,添加预选适合溢流细尾砂絮凝沉降的最优絮凝剂浓密脱水,得到高浓度底流料浆二;
S4:将S2和S3中所得的高浓度底流料浆一和高浓度底流料浆二按照S1分级界线划定的粗、细尾砂分级比例,经计量装置,通过底流泵输送至搅拌***;(即该过程中粗、细尾砂比例和S1中的底流粗颗粒尾砂浆和溢流细尾砂浆比例相同);
S5:根据充填体设计强度,将胶凝材料按照灰砂比1:8-1:12计量后,经螺旋输送机送至搅拌***,与S4输送至搅拌***的两种高浓度料浆搅拌均匀,形成膏体;
S6:根据充填倍线的大小,通过自流或泵压将S5所得膏体充填料浆送至井下采空区进行充填。
其中,S1中的粗粒级全尾砂浆为-200目尾砂含量≤60%的全尾砂。
S1中分级界线的设定应满足分级得到的溢流细尾砂浆中,-200目含量为60%-70%。
为避免旋流分级器底流粗颗粒料浆远距离输送过程中,粗颗粒对管道的磨损,增加设备维修成本,S1中旋流分级器安装于缓冲仓顶部,使旋流分级器底流粗颗粒直接进入缓冲仓,避免底流输送对管道的磨损。
缓冲仓设计为底部锥角为70°的锥体型直筒料仓。
S4中计量装置包括浓度计、流量计。
S3中缓冲仓底部配套流态化造浆装置,满足高浓度底流送至搅拌***的输送要求。
在实际应用中,旋流分级器可为旋流分级器组。
该方法中,深锥浓密机、缓冲仓均应配备自动化计量装置,建立膏体充填自动化控制***。
本发明的上述技术方案的有益效果如下:
上述方案中,使用了旋流分级器、深锥浓密机和缓冲仓的膏体充填料浆制备***,实现粗粒级全尾砂的全部利用,改变了传统分级尾砂充填技术中粗粒级尾砂用于充填、细粒级尾砂排至尾矿库用于筑坝的现状,不仅提高了尾砂的利用率,而且有利于“无尾无废”矿山的建设;相较于传统分级尾砂充填方法,粗粒级全尾砂膏体充填,将旋流分级产生的溢流通过深锥浓密机絮凝沉降形成高浓度底流料浆,最终与缓冲仓粗粒级底流均质化混合搅拌,形成不分层、不离析、不脱水的膏体。从根源上避免传统分级尾砂料浆保水性差,易离析分层,进入采场后大量泌水,导致充填体垮塌、围岩泥化严重等问题。以深锥浓密机和缓冲仓为核心的粗粒级全尾砂膏体充填***,在保证获得较高底流浓度的同时,确保粗粒级尾砂不进入深锥浓密机,避免了粗粒级尾砂沉降过快导致的深锥浓密机压耙事故;通过粗粒级全尾砂膏体制备***,可使深锥浓密机高料位运行,保证一定的泥层高度;同时搭配缓冲仓的储料能力,可极大地提高充填生产能力,实现连续充填。此外,本发明***设备投资费用低,效率高,实现了尾矿的充分综合利用,达到了粗粒级全尾砂膏体充填的效果。从根源上避免了尾矿库带来的一系列生态环境、安全和成本问题;而且主要设备应用成熟,均为目前膏体充填***的常用设备,利于对已建项目传统工艺进行改造,因此推广价值高。
附图说明
图1为本发明的粗粒级全尾砂膏体充填方法工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的粗粒级全尾砂充填工艺存在的浓密机易压耙、充填体效果差等问题,提供一种粗粒级全尾砂膏体充填方法。
如图1所示,该方法包括步骤如下:
S1:将选矿厂的粗粒级全尾砂输送至旋流分级器,将125-175μm内的某一粒径设为分级界线,分级得到溢流细尾砂浆和底流粗颗粒尾砂浆;
S2:将S1所得的底流粗颗粒尾砂浆送入缓冲仓储存备用,粗颗粒尾砂浆通过自然沉降得到高浓度底流料浆一;
S3:将S1所得的溢流细尾砂浆输送至深锥浓密机中,添加预选适合溢流细尾砂絮凝沉降的最优絮凝剂浓密脱水,得到高浓度底流料浆二;
S4:将S2和S3中所得的高浓度底流料浆一和高浓度底流料浆二按照S1分级界线划定的粗、细尾砂分级比例,经计量装置,通过底流泵输送至搅拌***;
S5:根据充填体设计强度,将胶凝材料按照灰砂比1:8-1:12计量后,经螺旋输送机送至搅拌***,与S4输送至搅拌***的两种高浓度料浆搅拌均匀,形成膏体;
S6:根据充填倍线的大小,通过自流或泵压将S5所得膏体充填料浆送至井下采空区进行充填。
在实际应用中,在需要充填时,将S2、S3所得的两种浓密产品经计量装置(浓度计、流量计),通过底流泵输送至搅拌桶与胶凝材料进行混合,制备成不分层、不离析、不泌水的膏体,根据充填倍线的大小,通过自流或泵压输送至井下充填空区;在不需要充填时,深锥浓密机和缓冲砂仓都具备一定的储料能力,极大的提高了粗粒级全尾砂连续充填能力,解决了尾矿连续排放与井下间断充填的矛盾。
以深锥浓密机和缓冲仓为核心的粗粒级全尾砂膏体充填***,在保证获得较高底流浓度的同时,从根源上避免了传统分级尾砂料浆保水性差,易离析分层,进入采场后大量泌水,导致充填体垮塌、围岩泥化严重等问题;同时确保粗粒级尾砂不进入深锥浓密机,避免了粗粒级尾砂沉降过快导致的深锥浓密机压耙事故。
下面结合具体实施例予以说明。
某铅锌矿粗粒级全尾砂比重γ=2.73,-20μm达到25.8%,-74μm仅含44.6%,远小于60%,属粗颗粒含量高的尾矿,全尾砂料浆浓度达到74%以上时,才呈现膏体状态。在实际生产中,由于全尾砂较粗,颗粒沉降速度快,粗颗粒尾砂大量沉底聚集于深锥浓密机耙架附近,形成无流动性的散体区,耙架扭矩增大,压耙事故时有发生。导致浓密机只能保持低料位运行,充填效率低,充填浓度不达标;同时,粗粒级尾砂浆保水性差,充填料浆易离析分层,充填强度低,充填效果差,不适合使用传统的分级尾砂充填方法和深锥浓密机脱水。矿山尾矿产量2432t/d(干尾矿),全部用于井下充填,设计充填能力为100-120m3/h,充填浓度为74%以上。通过采用上述方法,具体实施步骤如下:
步骤1:来自选厂的浓度约20%的粗粒级全尾砂料浆输送至充填站全尾砂膏体充填***,经过安装在缓冲仓顶部的旋流分级器组,将全尾砂浆分为两段产品。以175μm作为分段界线,一部分+175μm的底流,约占选厂粗粒级全尾砂的30%,直接从旋流器底流口进入缓冲仓经自然沉降储存备用;另一部分-175μm细颗粒溢流,约占粗粒级全尾砂的70%,从溢流口进入深锥浓密机浓密;
步骤2:粗颗粒底流,进入Φ7m×15m的缓冲仓,经自然沉降脱水后形成浓度75%左右的尾砂浆,并储存备用;
步骤3:溢流细尾砂浆中,-200目含量达到64%,全部进入Φ12m×15m的深锥浓密机,添加絮凝剂浓密脱水后形成浓度70%-72%的尾砂浆;
步骤4:当有充填需求时,经缓冲仓和深锥浓密机浓密脱水后的两段高浓度尾砂浆,按照分级比例,以一定流量经底流泵输送至搅拌桶,同时通过螺旋给料机由水泥仓加入水泥进行混合搅拌,形成均质,不离析、不分层、不脱水的膏体;
步骤5:制备好的粗粒级全尾砂膏体通过自流输送至井下采场进行充填;
该方案投入使用后,有效避免了全尾砂颗粒较粗导致的浓密机压耙事故频发现象,深锥浓密机实现高料位运行,充填料浆浓度达标且保持稳定。同时可实现浓密机连续运行,极大地提高了充填效率。经粗粒级全尾砂膏体充填***制备的充填料浆保水性强、均质性较好,提高了充填体强度,减少了井下泌水。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种粗粒级全尾砂膏体充填方法,其特征在于:包括步骤如下:
S1:将选矿厂的粗粒级全尾砂输送至旋流分级器,分级得到溢流细尾砂浆和底流粗颗粒尾砂浆;
S2:将S1所得的底流粗颗粒尾砂浆送入缓冲仓储存备用,粗颗粒尾砂浆通过自然沉降得到高浓度底流料浆一;
S3:将S1所得的溢流细尾砂浆输送至深锥浓密机中,添加絮凝剂浓密脱水,得到高浓度底流料浆二;
S4:将S2和S3中所得的高浓度底流料浆一和高浓度底流料浆二按照S1分级界线划定的粗、细尾砂分级比例,经计量装置,通过底流泵输送至搅拌***;
S5:根据充填体设计强度,将胶凝材料按照灰砂比1:8-1:12计量后,经螺旋输送机送至搅拌***,与S4输送至搅拌***的两种高浓度料浆搅拌均匀,形成膏体;
S6:根据充填倍线的大小,通过自流或泵压将S5所得膏体充填料浆送至井下采空区进行充填。
2.根据权利要求1所述的粗粒级全尾砂膏体充填方法,其特征在于:所述S1中的粗粒级全尾砂为-200目尾砂含量≤60%的全尾砂。
3.根据权利要求1所述的粗粒级全尾砂膏体充填方法,其特征在于:所述S1中分级界线的设定满足分级得到的溢流细尾砂浆中,-200目含量为60%-70%。
4.根据权利要求1所述的粗粒级全尾砂膏体充填方法,其特征在于:所述S1中旋流分级器安装于缓冲仓顶部,使旋流分级器底流粗颗粒直接进入缓冲仓,避免底流输送对管道的磨损。
5.根据权利要求1所述的粗粒级全尾砂膏体充填方法,其特征在于:所述S3中缓冲仓为底部结构为锥体型的直筒料仓,为保证高浓度底流料浆一自流输送,底部锥角设计为70°。
6.根据权利要求1所述的粗粒级全尾砂膏体充填方法,其特征在于:所述S3中缓冲仓底部配套流态化造浆装置,满足高浓度底流料浆一送至搅拌***的输送要求。
7.根据权利要求1所述的粗粒级全尾砂膏体充填方法,其特征在于:所述S4中计量装置包括浓度计、流量计。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220301 |
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