分级尾砂加废石磨砂混合充填生产实践.pdf

／ i一 ， 分级尾砂 加废石磨砂混合充填生产 实践 歹 翰 武山铜矿周 建华林 国洪 填成本高的问题。通过总结生产中存在的问题 ，进一步完善充填工艺，提高了 ，竺 夕 一， ～ 7 1 一 PR0DUCT1 0N PRACTI CE 0lF US I N 始。 G／ M I KED 云 7 l M ATERl AL 0lF CLAS S I FI ED TAI LI NGS AND M I LLED W ASI 1E S T0NE T0 FI LL W u s h a n C op p e r M i n e Z h0 u J i a n h u a Li n Gu o h o n g 【 A B S T R AC T】A f t e r c la s s i f ied t a i l i n g s a n d mi ll ed wa s t e s t o n e a r e mi x e d ，t h e mi x ed r r mt e r i al are e o n v e y ed t omi n ed a l -e l i t of i l 1 ． Thi sme t h o dare u s e dt om a k e u pt h e s h o r t a g e o f f i l l ma t e r i a l a n d r ed L i C e C O S t ．Th i O E Ig h s u mma r i z i n g t h e p r o b l e ms i n p r o d u e t i o n， t h e f i l l t e c h n o l o g y i s i mp r o v e d，a n d t h e e r o n o mi c b e n e f i t i n c r e a s e d． KEY WORDSM i 1 1 e d wa s t e s t o n e Cl a s s i f i e d t a i l i n g s M i x e d f i l l i n g 武山铜矿位于长江中下游的瑞昌市，距 长江 1 5 k in。该矿为中型地下开采矿山，由 南北两矿带组成 ，设计生产能力 3 0 0 0 t ／ d ， 南北矿带各 1 5 0 0 t ／ d 。北 矿带 于 1 9 8 4年投 产 ，当时采用崩落法开采 ．后因采场自燃发 火等原因，于 1 9 8 8年改为充填法开采 ；南 矿带于 1 9 9 2年投产 ，因其地表不允许陷落 ， 故全部采用充填采矿方法开采。该矿充填材 料为长江江砂 ，但随着生产能力不断扩大 ， 江砂用量不断增加 ，江砂价格年年攀涨，江 砂供应受外界因素影响较大，即使是高价江 砂也 难 以保证 矿 山的正 常 生产 ．特 别是 1 9 9 8 年长江特大洪水以来 ，长江限制采砂 ， 砂源紧张 ，价格高涨，每立方米江砂 高达 2 5 ． 4元。为满 足矿 山生产经营需要 ，必须 寻找新的充填材料代替江砂 ，为此矿山先后 开展了分级尾砂充填，废石磨砂充填 等实 验。分级尾砂细粒级含量较多 ，采用砂斗给 料不畅 ，充填浓度稀 ，充填后沉 降速度慢， 脱水时间长 ，充填效率低 ；磨砂采用对辊磨 砂 ，磨砂颗粒大，不规则 ，且棱角锋利 ，管 路磨损严重 ，充填综合费用高。为解决以上 问题 ，进行 了分级尾砂加磨砂混合充填实 验 ，在生产过程 中遇到了许多因难 ．通过生 产实践总结分析 ，采取相应的措施 ，取得了 良好效果，使该充填材料和工艺推广应用。 1 分级尾砂及磨砂制备 J 1 ． 1分级尾砂制备流程 选厂产出的尾砂在 尾 砂 分 级 站 采 用 F x 一3 5型旋流器分级 ，3 0 “ m 的粗粒级 尾砂用泵通过管路输送至充填站尾砂 堆场 ， 尾砂在堆场 自行脱水形成产 品。 一3 0 Ⅲ 的 细粒级尾砂 由6 ／ 4 E A H渣浆泵通过管路输 送到尾矿库。 1 ． 2 废石磨砂制备流程 磨砂原料为北矿带出窿废石 ，废石堆场 目前 已存废石达 3 7 0万 t ，并 且每年 可新 增 废石 1 O万 t 以 上 ，废石 资 源 丰 富。废石 种 类主要为砂岩 ，其次为大理岩，伴有少量的 有色矿山1 9 9 9 ． 6 维普资讯 花岗闪长斑岩，煌斑岩及高岭土 ，适合于磨 砂。废石块度 3 5 0 m m，用作充填料 的最大 粒径要 求 为 5 tur n 。为 满 足 要求 和 充分利 用 矿已有的闲置设备，废石磨砂采用颚式破碎 机粗碎和二级对辊细碎。流程为 电耙将废 石堆废石耙人料斗 ，经料斗进人颚式破碎机 破碎形成 1 5 --2 5 m m粒径的产品，该产品由 皮带输 人 一 级 对辊 机 破 碎 成 1 0 ram 以下产 品，一级对辊破碎的产品又通过斜溜槽进入 二级对辊机破碎形成最终产品，最终产品由 皮带运输至磨砂堆场。 1 ． 3分级尾砂和磨砂 粒级 组成及主 要物理性 质 充填材料粒度 的大小与颗粒形状的不 同，影响两相流的流动状态和充填体的密实 程度；充填材料的物理性质影响两相流的结 构和水的力学性质及充填体的力学性质。以 上两项是判别该材料 能否用作充填材料重要 依据，两项指标分别见表 1 与表 2 。 表 1 分组 尾砂和磨砂粒级组成 表 2 分 级尾 砂和 磨 砂物 理性质 2 生产 实 践 2 ． 1 分级尾砂加磨砂混合充填工艺 根据 矿山的开采条件 ，充填站按分级尾 砂胶 结工 艺设计 ，在 1 9 9 2年前 按 照 以上 设 计建成了 3 座大型充填站。充填站投入使用 后 ，因分级尾砂系统建设滞后等原因，分级 尾砂未能用于充填 ，而一直使用江砂充填 ， 在使用江砂充填生产过程中，按江砂充填工 艺 的要求 改造 充填 系统。现在 的分级尾砂加 磨砂混合充填 ，要求充分利用江砂充填系统 及设施 ，同时为满足该充填工 艺的需要 ，增 加了充填料搅拌场地。充填时先用 Z L 4 0前 装机将分级尾砂与磨砂按 1 1 比例配料并搅 拌 ，搅拌后将料装人料斗 ，料 斗通 过仓壁振 动机将充填料均匀卸至皮带上 ，由皮带机转 运至搅拌 桶 内，充 填料在搅拌桶 内加水制 浆 ，制浆后由管路 自流至采场充填作业 面， 充填系统见示意图 1 。 圈 1 分级尾砂加磨砂混台充填工艺示意圈 l 混合料斗；2 仓壁振动机；3 一皮带；4 --振动格 筛；5 一水计量表j 6 --供水管；7 --溢流 阀；8 --事故阀； 9 搅拌桶 l O 充填管；1 1 一充填钻孔 2 ． 2 存 在问题 由于 分 级 尾 砂 加 磨 砂 混 合 充 填 是 在 1 9 9 8年长江特大洪水江砂无法供应情况下 进行实验的，并且边实验，边改造 ，边投入 使用 ，生产经验不足，生产过程中暴露了许 多问题 ，严重影 响了生产的顺 利进行 ，归纳 起来主要有如下几个 方面 1 分 级 后 的尾 砂 ， 一0 ． 0 7 4 mm 的 含 量达2 9 4 ％，对 辊 磨 砂 粗 粒 级 含 量 多 ， 5 m m含量达2 7 ． 1 ％，分级尾砂加磨砂混 合充 填粒级组合不合理 ，细粒级尾砂易 随充 填排水泄 出，造成井下环境污染严 重，水 沟、水 仓清理量增大。 2 分级尾砂 由砂泵通过管路从选厂输 送至充填站尾砂堆场，并在堆场 自然脱水形 成产 品 ，园分 级尾 砂 输送 距 离 长 ，最远 达 5 k m，输送浓度较低 3 0 ％左右 ，因此分 分级尾砂加废石磨砂混合充填生产实践一周建华等 邮编 3 3 2 2 0 4 维普资讯 级尾 砂 在堆 场 脱 水 量 大 ，易 造 成 跑“ 尾 ” ， 对周 围环境有较 大的污染 。同时因排砂 口较 集 中 ，充填取料时 ，需 要先关 闭排砂 口，让 排出尾砂 自行脱水 ，致使分级尾砂不能连续 生产 ，分级 尾砂量满足不 了生产 的需要 。 3 充 填前 ，需将分级尾砂与磨砂在砂 场用 Z I A0前装 机搅 拌 ，使得砂 场 占地 面积 大，搅拌效率低 ，并难以将分级尾砂与磨砂 充分搅匀 ；充填时，料 斗给料难 以保证正 常，造成充填浓度不断变化 ，经常造成堵管 事故．管路磨损也较严重。 2 ． 3 改进措施 为使生 产正 常 ，针对 存在 问题 采取 改进 措施 ，使该充填工艺得 到进一步 发展和完 善 ，推广使 用废 石磨 砂和分级尾砂 用于井下 充填 ，取得 了良好的效果 。 1 根据充 填理论 ，用于充 填尾砂 的渗 透速度为 1 0 0 m m／ h就可以保证 正常生产和 较好 的充 填 质量 。分 级 尾 砂 细粒 级 含量 虽 多 ，但仍可 以满足以上的渗透速度 ，为减少 细粒级尾砂充填 时流失 ，通过完善磨砂工 艺 ，减少磨砂粗粒级的含量，保证合理的粒 级组合 ，同时提高充填浓度 ，加强滤水墙的 密闭 ．满足了充填滤水要求。 2 在充填站附近分级尾砂输送管上安 装一个三通 ，并分别设置闸阀，增加一条尾 砂输送管路至充填搅拌桶内。充填时 ．分级 尾砂直接通过管路输入搅拌桶内，浓度控制 在 3 5 ％左右．磨砂仍用 Z I A0 前装机装入料 斗，通过皮带输入搅拌桶内．分级尾砂和磨 砂在搅拌桶内充分搅拌，并根据供砂量和分 级尾砂输送浓度控制补给水量 ，以满足充填 浓度 达 到 6 0 ％ ～6 5 ％。不需 充填 时 ，尾砂 排至分级尾砂堆场 ，以补充充填料不足问 题。通过完善充填工艺 ，充填浓度明显提 高 ，充填效率提高 ，解决了矿山长期以来充 填缺料问题。同时做到 了分级尾砂连 续生 产 ．满足 了充 填需要 ，减 少地 表污 水排 放 ， 节约 了生产用水．取得较好的效果 ，完善后 的充填系统见示意图 2 。 图 2 分 级尾 砂加磨 砂 混台充 填工 艺改 进 示意 图 1 一磨砂料斗 ；2 _ 仓壁振动器；3 一皮带 ；4 一振动格 筛 ；5 _ _ 水计量表 i 6 一补给水管 ；7 分级 尾砂输进 瞥； s 一流量计；9 --溢流阀；1 O 一事故阀；l 1 一搅拌桶 ；1 2 - 充填管 ；1 3 一充填钻孔 3 对辊磨砂主要存在颗粒不均匀 ，片 状料多 ，供料块度要求均匀，生产能力低 ， 粉尘多等缺点。为解决以上问题 ，二级对辊 出料 口增加振动筛 ，筛余部分用皮带返回至 斜溜槽再磨。在产尘地点采取喷雾降尘 ，通 过采取以上 措施后 ，虽然 克服 了某 些 缺 点 ， 但生产能力不足和粒径不 均匀 问题无法解 决 。为此 ，又增加 了 l台 GYP一9 0 0惯性 圆 锥破碎机 ，该机具有破碎 比大．粒度可调 ， 生产能力大 4 0 t ／ d ，该机投入使用后 ，大 大提高了磨砂产量和质量，为磨砂粒级与分 级尾砂粒级做到合理组合提供 了保证。 3 混合料充填效果分析 3 ． 1 使用效果 分级尾砂加磨砂混合充填，改善了单一 充填料的级配 ，克服了分级尾砂渗透性差 ， 沉降速度慢的缺点。尾砂直接用管道输 入搅 拌桶内与磨砂充分搅拌形成料浆 ．克服以往 充填浓度低 ．不均匀等缺点 ，同时减缓 了管 路磨损。分级尾砂加磨砂混合充填体的强度 比江砂充填体强度高 ，自立性较好 ，降低了 贫化损失率 ．解决了武山铜矿长期 以来因充 有色矿山l 9 9 9 6 维普资讯 填材料受外界因素制约而导致生产不正常问 题 。 3 ． 2经济效果 分级尾砂加磨砂混合充填 ，充分利用了 江砂充填设施 ，完善江砂充填工艺后 ，其它 充填辅助费用有一定的降低 ，完善工艺增加 费用与充填辅助降低费用基本抵消。仅从充 填材料单位 成 本 来 看 ，江 砂 成 本 为2 5 ． 4 元／ In ] ，磨砂 l 4 ． 2 1 元／ ，分 级尾砂4 ． 6 4 元／ ，分级尾砂与磨砂 1 1 混合料成本为 l 8 - 8 5 元／ m 3。分级尾砂加磨砂混合 充填与 江砂充填相比，可 以 节 约 单 位 成 本6 ． 5 元／ m 3 。按矿山 1 9 9 9年 2 3 5 0 t ／ d 生产能力计 算，年充填量约为 2 O 万 m] ，当年可以节约 充填成本 1 3 1 万元 。 3 ． 3社会效益 分级尾砂 加磨砂充填 ，解决 了 3 O余名 下 岗职工再就业 ，为矿 山持续发展和社会 稳 定具有重 要意义 。 3 ． 4环境效益 井下废石含有大量对环境有害的元素 ， 堆放地表不但 占用土地 ，而且易对周围环境 造成污染。采用分级加磨砂混合充填后 ，消 耗了太部分出窿废石和尾砂 ，实现了废物利 用 ，减少废石 占地面积和环境污染 ，增加了 尾矿库 的服务年限 ，环境效益 明显 。 4 结束 语 分级尾砂加磨砂充填结果表明，充填工 艺简单 ，充填材料充足可靠 ，充填效果 良 好 ，对于环境经济的二十一世纪来说 ，废物 利用减少污染尤为重要 ，该充填工艺和充填 材料对同类的充填采矿矿山具有较好的借鉴 作用。 参考文献 1 刘可任等充填理论基础．北京 冶盘工业出版 社 ，1 9 8 2 作者简介 周建华．男，3 4岁．工程师 黄金科学技术 双月刊2 0 0 0年征订启事 黄金科学技术是 中国黄金学会的综合性科技期刊，由中国黄金学会和中国科学院资 源环境科学信息中心联合主办， 黄金科学技术编辑委员会编辑出版，全国公开发行 ，国 内统一刊号 C N 6 2 --1 0 8 4 ／ T F ，国际标准刊号 I S S N1 0 0 5 --2 5 1 8 。1 9 8 8年创刊，1 9 9 6年人 编 中国学术期刊 光盘版 。 本刊设综述、地质 、矿床、采 、选、冶技术、国外动态、学会活动、分析测试、黄金经 济、黄金材料、会议消息、文献资料等栏 目。 黄金科学技术可使您了解、掌握国内外黄金工业发展、黄金地质找矿、采 、选、冶 新技术、新方法 、新发现 、新成果 的最新动态和发展趋势。本刊适合黄金科研 、企业、生产 和管理人员、勘探和选冶工作者、黄金材料及金融工作者、太专院校有关专业师生阅读。 现办理 2 0 0 0 年的征订手续，本刊逢双月 出版，每期约 l O万余字，每期 国内定价5 ． O 0 元 ，全年定价3 O ． O 元 含邮费 ，需订单位和个人请与编辑部联系。 地址 中国科学院资源环境科学信息中心兰州市天水路 3 4 2号 邮编 7 3 0 0 o o 电话 0 9 3 1 8 8 4 2 2 4 5 分级尾砂加废石磨砂混台充填生产实践一周建华等 邮编 3 3 2 2 0 4 维普资讯