尾矿干堆库的设计探讨(新编版)
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第60卷 第1期有色金属(矿山部分)2008年1月黄金尾矿干堆技术若干问题探讨邢万芳,金英豪,姚香(长春黄金研究院,长春 130012)摘 要:用压滤机对金浮选尾矿进行脱水,压滤后的尾矿采用干堆方式贮存,这是一种尾矿处理技术。
本文对该技术进行了概述,并介绍了其优、缺点。
同时对有关问题进行了探讨。
关键词:黄金选矿;全泥氰化;尾矿压滤;干堆技术中图分类号:TD92614 文献标识码:A 文章编号:1671-4172(2008)01-0048-02D iscussion on So m e Issues i nDry Stack T echnol ogy of Taili ngs fro m GoldM i nesX ING W an fang ,JIN Y inghao ,YAO X i a ng(Chang chun G o ld R esea rch Instit ute ,Changchun 130012,Chi na)Abstract :The taili ngs fro m go l d flotation a re de w atered by filter presses and the ta ili ng s after press ure filter i ng are sto red by use of dry stack i ng .T his is a techno logy for ta ili ngs treat m ent .In th i s paper ,the technology is outli ned and its m er its and dem erits are i ntroduced .A t the sa m e ti m e ,some concern i ng prob le m s a re discussed 1K ey word s :go l d m ine ra l processi ng ;w ho le -sl urry cyan i dati on ;ta ilings filtra ti on ;dry stack techno logy作者简介:邢万芳(1960-),男,高级工程师据统计,至20世纪末,中国建立以国营矿山为主的矿山企业(或企业集团)达28万多个,我国矿业总产值已达4600亿元人民币,占全国GDP 的419%,因矿业开发利用而建立的大中型城市达390多座,吸纳从业人口超过3亿。
尾矿干排设计方案尾矿干排是尾矿处理的一种方式,它是将尾矿通过过滤和干燥等工艺,将固体物料和水分分离,达到减少尾矿产生和环境污染的目的。
下面是一种尾矿干排的设计方案:1. 尾矿干燥工艺选择:根据尾矿的性质和处理要求,选择合适的干燥工艺。
常见的尾矿干燥工艺有离心脱水、压滤和喷雾干燥等。
2. 过滤设备选择:根据尾矿的固液分离特性,选择适当的过滤设备。
常见的过滤设备有压力过滤机、真空过滤机和带式压滤机等。
3. 干燥设备选择:根据尾矿的水分含量和干燥要求,选择适当的干燥设备。
常见的干燥设备有滚筒干燥机、闪蒸干燥机和流化床干燥机等。
4. 尾矿输送系统设计:设计合理的尾矿输送系统,确保尾矿能够顺利地从产生到处理的各个环节进行输送。
可采用输送带、螺旋输送机和管道输送等方式。
5. 尾矿处理厂布局设计:根据尾矿的处理能力和空间条件,设计合理的尾矿处理厂布局。
将尾矿干燥设备、过滤设备和输送设备等安排在合适的位置上,确保生产流程的顺畅进行。
6. 尾矿干排系统的运行和维护:根据设计方案,建立完善的尾矿干排系统的运行和维护管理制度。
确保设备的正常运行,定期检查和保养设备,及时处理故障,及时清理和处理尾矿,防止尾矿对环境造成污染。
7. 尾矿干排效果监测:建立完善的尾矿干排效果监测制度,对干排设备的处理效果进行监测和评估。
根据监测结果,及时调整和改进尾矿处理方案,确保尾矿的干排效果达到设计要求。
以上是一种尾矿干排的设计方案,通过合理选择干燥工艺和设备,设计合理的输送系统和处理厂布局,建立规范的运行和维护管理制度,以及进行干排效果监测,可以有效地减少尾矿的产生和环境污染,实现尾矿的资源化利用和环境保护。
尾矿干排定义尾矿干排是近年来国内逐渐兴起的一项新的尾矿处置新工艺,是指经选矿流程输出的尾矿浆经多级浓缩后,再经脱水振动筛等高效脱水设备处理,形成含水小、易沉淀固化和利用场地堆存的矿渣,矿渣可以转运至固定地点进行干式堆存。
尾矿干排的原因尾矿,选矿中分选作业的产物之一,其有用成分的含量最低,在当前的技术经济条件下,不宜再进一步分选的矿,也成为最终尾矿。
成分含量最低并不代表价值最低。
尾矿是被专家普遍认为挖掘潜力大,二次利用高的重要宝藏。
暂且抛开它能带来的利益价值不看,尾矿的大量堆积需要有一个大型的尾矿库,会造成极大的环境污染,而且还容易造成尾矿坝溃坝事故,带来安全隐患。
所以尾矿干排,刻不容缓!最新国家政策[2]工业和信息化部,科学技术部,国土资源部和国家安全生产监督管理总局等有关部门最新编制了《金属尾矿综合利用专项规划(2010~2015)》,并要求相关地区和部门严格遵照执行。
我国尾矿现状分析截止到07年,全国的尾矿堆积总量已经达到.46亿吨,仅年,就已排出0亿吨。
尾矿的大量堆存给国家的资源、环境、安全和土地等都带来了诸多问题。
然而,压力大,发展和利用的潜力也大。
目前,我国尾矿综合利用的问题存在于,尾矿利用率低,很多地区对尾矿还缺少应有的干排处理意识;尾矿污染防治意识单薄,阻碍了相关污染治理工作的有效开展;尾矿干排处理的技术投入不足等。
尾矿干排的优势1 采用尾矿干排充填采空区技术,解决了传统尾矿排放尾砂,造成的环境污染、存在的安全隐患和占用大量的土地的问题2 将尾砂浓缩脱水后,干式排放,不仅可以节省传统尾矿库的建设费用和常规维护费用,还可以使自流回水充分利用,而且还可以大大节省占地面积,消除尾矿库的安全隐患。
此外还可以在矿山生产过程中,消除采空区的安全隐患,节省安全投入,对地貌恢复进行复垦,节省环境治理资金,有利于地质环境保护,实现以废置换。
3 尾矿干排工艺采用的设备、技术、工艺具有创新性,为尾矿堆放及采空区的综合治理开辟了崭新的途径。
尾矿干堆技术探讨尾矿干堆技术探讨1 引言金属或非金属矿山开采出的矿石经选矿厂选出有价值的精矿后产生“砂”一样的废渣叫作尾矿。
这些尾矿不仅数量大(每年以亿吨计),有些还含有暂时不能回收的有用成分,如随意排放,不仅会造成资源的流失,更主要的是会增大覆盖良田的面积,淤塞河道,造成严重的环境污染,因此必须对尾矿进行妥善处理。
2 尾矿干堆工艺的实践妥善处理尾矿是摆在矿山生产工作者面前的一个重要问题。
传统的尾矿处理方法是采取尾矿直排技术,建立尾矿库;而近几年新发展的方法是采用尾矿压滤干堆新技术。
辽宁省排山楼金矿在全国黄金矿山串先采用了该项技术。
我矿在有关厂家专门订做了4台1060特大型板框压滤机,选矿排出的尾矿浆,进入搅拌槽缓冲后用渣浆泵送到压滤车间,经压滤机充分挤压成为干片状的尾渣饼,浓度达到80%以上,含水量仅有20%左右,闸皮带传送机运往尾矿于堆场里分层堆放。
为防止粉尘污染,对进入于堆场的尾矿用推土机推平并进行碾压;每逢干旱季节,还在场内喷雾洒水,使其经常保持湿润状态,井在分层干堆形成的坡段上压土盖沙,栽植耐子的沙棘树。
这样,压滤处理后尾渣中含有的微量氰化物等有害物质,已被封闭在干堆场里,避免外渗和扩散,经过长期的露天曝晒和自然降解,已基本消除了对环境的危害,被环保管理部门称之为无排污门的矿山。
3 尾矿干堆工艺的优缺点任何事物都具有相刘性、两面性,同传统直排工艺相比,结合矿山实践经验,总结了尾矿千堆技术的优缺点,详见表1。
4 尾矿干堆工艺与环境保护随着对环境保护力度的不断加大,对尾矿的妥善处瑚工作显得尤为迫切和重要。
对矿山企业来讲,尾矿处理得当与否直接影响环境建设。
通过与传统直排工艺进行比较,尾矿于堆新工艺在环保方面的优势不言而喻,无沦是节约水资源还是避免污染地下水资源,以及避免危害下游居民生产、生活等方面,尾矿于堆新工艺的应用都解决了传统直排工艺所面临的老大难问题。
在国际、国内对环境保护的呼声越来越高的趋势下,矿山企业采取干堆新技术处理尾矿已是迫在眉睫丁。
尾矿库初步设计为了保护环境,对于矿产开采、冶炼等行业的尾矿处理必须得到重视与规范。
尾矿库则是常见的尾矿处理方式之一,而尾矿库的初步设计就显得尤为重要。
在设计尾矿库时,需要考虑如何将尾矿处理并储存,并确保其安全、可持续的运行,本文将详细介绍尾矿库初步设计方案。
一、尾矿处理方式有多种尾矿处理方式,如干堆置矿、搅拌浸出法、磁选处理法、重选处理法等。
其中尾矿库是行业中最常见的处理方式之一。
尾矿库是一种人工建造的用于储存矿产加工生产过程中的固体残渣的设施,尾矿经过沉淀、过滤等技术处理后,压缩成固态较干燥的物料,排放到尾矿库中,而矿浆中的水分则再利用或排放处理。
尾矿库的作用是将固体残渣装入特定区域,以避免对周围环境造成污染,具有重大的环保意义。
二、尾矿库的初步设计方案1、选址原则尾矿库选址应考虑以下因素:(1)地质结构:尾矿库应选在地质条件比较稳定的地带,避免选址在地震等灾害影响下的破坏地带;(2)水源状况:尾矿库选址应考虑到水资源的供应,水质状况,以避免对水源造成环境污染;(3)风向风速:尾矿库选址时尽量避免位置在季风风向的上风口,以免尾矿飞扬和对周边环境造成污染。
2、选型原则尾矿库选型应考虑如下原则:(1)尽量选择地理条件稳定的区域,避免地震、山崩等地质灾害对尾矿库的影响;(2)选用可靠的材料和设备,防止因材料或设备的质量问题而导致尾矿库垮塌、泄漏等事件的发生;(3)考虑尾矿库的容量需求和使用寿命,以确保其可持续运行。
3、结构设计尾矿库的结构设计应考虑以下原则:(1)高度:尾矿库的高度应根据尾矿的性质和容量大小,保证尾矿库的稳定、安全性和可靠性。
需要注意的是,高度过高会增加尾矿库的安全风险,因此,尾矿库的高度应在可控范围内设计。
(2)坡度:坡度是影响尾矿库稳定性和安全性的重要因素,设计时应考虑尾矿的特性和生产能力,以确保坡度的安全性。
(3)顶部封闭:尾矿库的顶部应尽可能覆盖,以避免风化、侵蚀和雨水的渗入,从而避免尾矿的泄漏和污染导致的环境问题。
尾矿干堆库的设计探讨(新编
版)
Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place.
( 安全管理 )
单位:______________________
姓名:______________________
日期:______________________
编号:AQ-SN-0589
尾矿干堆库的设计探讨(新编版)
【摘要】:目前安监部门、环保部门都在提倡尾矿干式堆存,以提高尾矿库的安全性并减小其对环境的影响。
将库区分为生产运行区及安全缓冲区(污染过度区)两部分,并对各区坝体采用不同堆筑方式、不同的防洪标准,罕遇期洪水利用环库道路排洪等措施是一种较为新颖、可靠的设计思路,较好地解决了尾矿干堆库的环保及安全问题,不仅节省工程造价,还大大提高了尾矿库的本质安全。
在目前国家无相应的干式排尾、堆坝建库等技术标准情况下,可供设计单位和行政主管部门作为参考与借鉴。
【关键词】:尾矿库;干式堆存;设计
传统的尾矿库基本上都是采用湿式直排、上游筑坝的堆存方式,上游式尾矿筑坝法具有筑坝工艺简单,管理方便,运营费用较低等优点,所以国其内外均普遍采用。
但其缺点也很突出,即:后期筑
坝是随着生产的进行而完成,由于放矿操作不当或矿石性质、选矿工艺流程变更,引起尾矿性质(粒度组成、粒径、比重、矿浆浓度等)的改变,而造成后期坝的隐患和筑坝质量可靠性不足。
而且湿式直排造成库内存水,库区易产生渗漏等环境风险,坝体一旦失事,将会形成人工泥石流,对下游人员的生命及财产造成严重损失。
尾矿库的危害性,主要就在于它同时具备着高势能及流动性,切断了二者之一,就可以降低甚至消除其危害性。
尾矿库作为尾砂的堆存场所,高势能避免不了,那么我们可以从降低其流动性进行防范。
因此,采用适当的工艺对尾矿采用干式堆存可以从本质上消除尾矿库的危害性。
目前安监部门、环保部门都在提倡尾矿干式堆存,以提高尾矿库的安全性并减小其对环境的影响。
国家安全监管总局、国家发展改革委、工业和信息化部、国土资源部、环境保护部等五部委也于二○一二年三月十二日联合下发了《关于进一步加强尾矿库监督管理工作的指导意见》,要求积极引导各地区和尾矿库企业应用干式排尾等先进适用技术。
随着国民经济的发展,库下游人员生活及活动区也越来越密集,
尾矿库失事后所造成的损失及影响各级政府也逐渐变得不可接受。
而且,国家也进入可持续发展、生态社会建设的阶段,可以预见,随着生态安全矿山的建设,矿业的持续发展实现,对环境风险的控制将会逐渐趋严,传统的尾矿排放方式将逐渐淘汰。
与湿式排放相比较,干堆库可以从本质上有效地降低其内在风险,具有很大的环保及安全优势。
但是,困扰各设计单位及管理部门的问题是,目前国家没有出台尾矿干堆库的相关技术标准,干堆尾矿库如何设计、建设各地都缺乏统一的执行标准。
笔者通过多年的设计工作经验及总结,提出一些尾矿干式堆存的设计思路供各位同行借鉴与参考。
一、总体设计思路
干堆库的库区分为生产运行区及安全缓冲区(污染过度区)两部分。
生产运行区是作为正常生产期间尾矿堆存场所;安全缓冲区(污染过度区)则作为风险控制区,目的:1、安全因素:若生产运行区的坡体发生塌滑,可控制塌滑范围在该区域内;2、环保因素:雨季,由生产运行区域冲刷下来的部分尾矿砂可沉积在缓冲区,雨季过后定期清理,避免污染下游。
库区分区见下图。
生产运行区堆筑至设计标高时进入闭库阶段,此时需将尾砂分层堆填至安全缓冲区(污染过度区)并逐层碾压,最终形成设计坡面、覆土闭库。
干堆库分区建设堆存的优点:
1、安全及环保风险均可控制在库内;
2、后期安全缓冲区(污染过度区)内分层堆填并碾压尾砂,此项工作由相应资质队伍施工,确保工程质量可靠,以期在库首形成稳定的坝首支撑体,提高库的整体安全性。
二、各区堆筑方式
1、生产运行区
堆筑原则:采用倒排式的排尾方式,从库尾开始堆筑,逐步向下游推进,形成库尾高于库首的坡面,坡度为0.5%-l%,保证库内不存水。
因库内无水,就不存在尾矿砂饱和液化的情况,即使局部失稳后也不会形成泥石流,大大提高了尾矿库的安全度。
堆筑方法:分层台阶排放,每层不高于5米,边坡为自然安息角。
台阶宽度不小于5米,作为交通道路及安全平台。
该区域下游需设置临时坝,目的有两个:一是作为库区的功能分界线,二是作为生产区初期尾砂堆筑的支撑棱体,防止废渣滚落滑移到安全缓冲区。
2、安全缓冲区(污染过度区)
安全缓冲区(污染过度区)堆筑原则同上,亦采用倒排式分层排放。
区别在于该区域由专业施工队实施,尾砂需分层碾压,达到设计要求的密实度,最终按设计要求的坡度平整外表坡面。
该区域下游需设置拦砂坝,目的:若运行期尾矿库发生垮塌事故则将垮塌的尾砂拦截在安全缓冲区内,防止事故的扩散;另外其作为尾矿库闭库后的坝体永久使用。
三、排洪方式
库内设两套排水系统。
第一套排水系统为库外截水(清水)系统,可采用环库道路及路肩排水沟,将库周边雨水顺地形直接外排到库外,既满足了环保的清污分流要求,同时也减少了入库洪水量。
第二套排水系统为库内排水(污水)系统。
将库区截洪沟内、直接落在库面上受污染的地表降水,首先收集在安全缓冲区(污染
过度区)内,沉淀后排向下游污水处理池,经处理达标后排放。
四、设计标准
1、坝体:
参照《尾矿库安全技术规程》(AQ2006-2005),拦砂坝为永久使用的主要构筑物,其设计标准同库等别;临时坝主要是在生产期使用,年限较短,其设计标准可按库库等别降一级[1]。
生产运行区堆筑形成的后期坝坡比,因其属临时性质,且下游有安全缓冲区,即使垮塌对下游也不造成影响,故原则上可根据尾砂物理性质设定,只要大于其自然休止角即可。
2、库外截水(清水)系统:
利用环库道路作为排水设施的一部分。
罕遇期洪水是小概率事件,排水沟做得太大会大幅度影响项目的投资,因此可考虑50年重现期以上的罕遇洪水直接从混凝土路面排走,因路面有一定的过流、抗冲刷、耐磨能力,过流后也易于维护,因此可将环库道路兼用于排洪。
5-10年重现期的频遇洪水则从路肩排水沟排走,减少对路面的冲刷
3、库内排水(污水)系统
库内排洪设施也设为两套系统,一套可按常规的斜槽-暗涵或竖井-隧洞方式布置,设计标准按5-10年的频遇洪水重现期进行设计;另一套为坝顶或库边紧急泄洪槽(渠),其设计标准需按50年以上的罕遇洪水重现期。
需特别说明的是,紧急泄洪槽(渠)的设计洪水标准建议按库区上游全流域的汇水面积计算,即考虑库外截水沟损毁情况下库内洪水亦不漫坝,以确保尾矿库的安全。
五、其他
1、环库道路
为方便后期施工和日常库区巡查、事故抢险,在库最终堆积标高处设置环库道路。
环库道路按场外四级道路标准设计,路面宽
3.5m,路基宽
4.5m,路基采用20cm厚混凝土路面,路内侧设路肩排水沟。
2、库下游安全距离
库下游安全距离的设定,可根据计算的最不利滑弧范围估算塌落方量,再根据势能→动能→静止的物理模型估算滑移量来确定安
全距离。
3、干堆库的管理
干堆库首先是厂矿的环保设施,用于堆存废弃的尾砂(渣),避免尾砂的无序排放污染环境,因其堆存量的不断累积、坝体的增高,造成了安全隐患。
因此,干堆库的管理既要满足环保管理要求,也要满足安全管理要求。
环保管理可直接按《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB18599-2001执行,安全管理除按《尾矿库安全技术规程》AQ2006-2005执行外,还需参照《金属非金属矿山排土场安全生产规则》执行。
六、结语
干式排尾是尾矿排放的一项新技术,鉴于目前国家无相关的建库技术标准,笔者通过多年的设计工作经验及总结,提出干堆库分区设置的设计理念,并针对各区的设计标准、工程设施提出了自己的一些见解,供各位同行及主管部门制定相关的规范标准起到借鉴与参考作用,以期共同提高本行业的技术水平,确保尾矿库的安全运行。
参考文献
[1]国家安全生产监督管理总局,AQ2006-2005,《尾矿库安全技术规程》,煤炭工业出版社,北京,2007
XXX图文设计
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