堆浸尾渣与炭浸尾矿混排筑坝技术.pdf

S u p p l .金属矿山 A u g u s t 2 0 0 5 MET AL MI NE 增刊 2 0 0 5 年 8月 堆浸尾渣与炭浸尾矿混排筑硕杖术 游德周 何 立 紫金矿业集团股份有限公司 摘要 厂 根 据 紫 金 山 金 矿 第 二 选 矿 厂 的 堆 浸 尾 渣 和 炭 浸 尾 矿 的 物 理 力 学 性 质 ，尤 其 是 考 虑 环 保 方 面 的 严 格 要 求， 采用堆浸尾渣堆坝防渗处理、 炭浸尾矿排放固 结、 回水利用与涵洞防洪的施工工艺， 克服了传统的尾矿堆置方 法的缺点， 使紫金山金矿第二选矿厂生产的堆浸尾渣和炭浆尾矿得到合理利用与处理， 既适应了工业生产的实际 需 要， 又 确 保了 环 保工 作。 文中 对尾 渣 尾 矿 混 排 筑坝 技术的 生 产 实 践 进行了 介 绍。 关键词堆浸尾渣炭浸尾矿混排筑坝防渗防洪回水利用 D a m C o n s t r u c t i o n T e c h n o l o g y b y Mi x e d D i s c h a r g e o f R e s i d u e f r o m H e a p L e a c h i n g a n d T a i li n g s f r o m C a r b o n 一i n一p u l p L e a c h i n g Y o u D e z h o u He L i Z ij i n g M i n in g G r o u p C o . ， L t d A b s t r a c t I n a c c o r d a n c e w i t h t h e p h y s i c a l a n d m e c h a n i c a l p ro p e r ti e s o f t h e re s i d u e o f h e a p l e a c h i n g a n d t h e t a ili n g s o f c a r b o n 一i n 一p u l p l e a c h i n g o f N o . 2 C o n c e n t r a t o r o f Z ij i n s h a n G o l d M i n e , e s p e c i a ll y i n c o n s i d e r a t i o n o f t h e s t r i c t r e - q u i r e m e n t s o n e n v i r o n m e n t p r o t e c t i o n , a c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y i s a d o p t e d w h i c h i n c l u d e s i n f il t r a t i o n p re v e n t i o n , t re a t m e n t o f h e a p l e a c h i n g r e s i d u e 一c o n s t r u c t e d d a m , s o l i d a t i o n o f d i s c h a r g e d t a ili n g s f r o m c a r b o n 一i n 一p u l p l e a c h i n g , w a t e r r e c y - c li n g a n d fl o o d p r e v e n t i o n场 c u l v e r t . I t c a n e l i m i n a t e t h e s h o r t c o m i n g s o f t h e t r a d i t i o n a l t a i l i n g s d e p o s i t i o n , m a k i n g t h e r e s i d u e o f h e a p l e a c h i n g a n d t h e t a i li n g s o f c a r b o n 一i n 一p u l p l e a c h i n g o f t h i s c o n c e n t r a t o r r a t i o n a l y u t i li z e d a n d t r e a t e d , w h i c h b o t h s u i t s t h e r e a l r e q u ir e m e n t o f t h e i n d u s t r i a l p r o d u c t i o n a n d e n s u r e s t h e e n v i ro n m e n t p ro t e c t i o n . T h e a p p li c a t i o n p r a c t i c e o f d a m c o n s t r u c t i o n b y m i x e d d i s c h a r g e o f re s i d u e a n d t a i li n g s i s d e s c r i b e d . K e y w o r d s R e s i d u e o f h e a p l e a c h i n g , T a i li n g s o f c a r b o n 一i n 一p u l p l e a c h in g , D a m c o n s t r u c t i o n b y m ix e d d i s - c h a r g e ， I n fi l t r a t i o n a n d fl o o d p r e v e n t i o n , Wa t e r re c y c l i n g 紫金山金矿第二选矿厂在2 0 0 1 年1 1 月试产运 行， 通过生产技改逐步完善， 2 0 0 4 年已达到设计的 日 处理矿量2 . 5 万t 目 标。 其主要生产工艺系统为 破碎洗矿， 细粒级先经重选后， 并分级浓密炭浸， 粗 粒级进人堆浸。炭浸工艺系统矿量占处理矿量的 1 5 ， 质量分数4 0 ， 矿浆量1 1 万m 3m/ 月。堆浸矿 量占处理矿量的8 5 ， 堆浸周期6 0 一7 0 d ， 年排放 尾渣量约1 2 0 0 万t 。试产期间的炭浸尾矿放人原 铜矿使用的尾矿库， 即使加高l o m进行增容， 也只 能满足第二选矿厂处理炭浸尾矿 1 0 个月。按照传 统方法建设尾矿库， 生产不允许时间更来不及， 而且 投资运行费用大。在此情况下， 依据陈景河先生提 出的 堆浸尾渣与炭浸尾矿排水固结堆排方法的研 究 创新思路川， 按照此法设计， 先进行堆浸尾矿渣 堆筑透水坝， 炭浸尾矿顺流排放固结试验。之后， 为 了做到环保万无一失， 同时， 尽量先期回收堆浸尾渣 和炭浸尾矿中残留的金， 实现含氰污水零排放， 改用 炭浸尾矿逆流排放固结方式放浆， 通过3 年多来的 生产实践， 证明该方法切实可行， 并达到混排筑坝的 目的。 1 堆浸尾渣堆坝防渗处理 紫金山金矿第二选矿厂堆浸尾渣， 粒度在一 8 0 m m 0 . 0 7 4 m m之间， 金品位0 . 1 6 x 1 0 - 6 , 卸堆前经 用三清亭库区完全达标清水洗渣后， 尾渣含氰小于 0 . 5 m g / L . 2 0 0 2 年3 月， 用堆浸尾渣在望天湖的狭 窄沟谷中首先堆筑成第一期3 4 5 m标高渗水坝。堆 浸尾渣是由汽车自 卸堆坝， 所成堆筑角3 6 0 ， 坝顶宽 游德周 1 9 5 7 一 ， 男， 紫金矿业集团股份有限公司， 高级工程师， 3 6 4 2 0 0 福建省上杭县紫金大道1 号。 5 3 1 增刊金属矿山2 0 0 5年8月 度为2 0 m ， 形成的总库容量为7 8 万厅。 由于， 堆浸尾渣在堆坝时由坝顶到坝底， 按粒度 受重力作用离析， 造成由顶部到底部渗水性逐渐增 大， 为了克服坝体的渗水性， 主要采取了如下措施。 1 在坝内坡面用钩机做成宽4 m 、 坡面长6 m 、 坡角3 6 0 的台阶， 然后， 在坡面上铺设0 . 5 m m厚 聚乙烯防水布或二层编织布。 2 在坝底部用黄土夯实做成2 0 0 m m厚的防 渗层。 3 除去靠山侧坝肩的杂树杂草， 并用黄土夯 实防渗。 4 坝顶部两侧用堆浸尾渣做成高l m宽1 . 2 m的挡水安全坝， 雨天的雨水在进入坝顶部的公路 上， 依据地形分段做成堵水人排水沟的牛背， 使无氰 水不进人坝顶部。 5 坝顶部靠坝外坡侧留下宽1 0 m ， 作为工程 机械通行的公路， 其余用推土机反复耙松， 使水从坝 顶部向下部渗漏， 确保坝顶不因雨水坍塌。 6 建立巡查制度， 加强坝体及库区管理， 设立 日 检查记录和水体监测记录。 2 0 0 4 年的4 8 0 万t 堆浸尾渣堆坝， 堆筑成第二 个混排坝， 形成了第二个库容3 5 万衬 的库区， 并在 渗水坝上方及有可能渗漏处， 使用矿山1 . 0 m m厚 的塑料底垫连续焊接， 进行坝体防渗工作， 已经在 2 0 0 4 年3 月排放炭浸尾矿， 从而在第一个库区实施 堆浸尾渣台阶式堆筑覆盖压力排水固结炭浸尾矿的 基础上， 又扩建一个新库区， 前者作为后者回 水的再 澄清区。 2 炭浸尾矿排放固结 紫金山金矿第二选矿厂2 0 0 5 年处理的矿石含 粉率平均1 5 以上， 进人炭浸工艺系统矿浆质量分 数4 0 ， 一 0 . 0 7 4 m m占8 5 。虽然建成1 个币 2 4 m浸后浓密机对尾矿进行浓缩， 但是由于处理能力 不足， 进人尾矿库区与混堆库区的尾矿浆的质量分 数只能达到4 8 ， 但尾矿浆的流动性与澄清速度 好。为此， 实际生产采用耐腐蚀的p v c 管道输送尾 矿 浆， 总管道币 2 5 0 m m ， 放浆人库采用二条中 1 5 0 m m管道。为了方便安装拆卸及均匀放浆人库， 每6 m处安装一个放浆管。两条放浆分管道用橡胶蛇形 管道与钢制分配箱连接， 并用闸阀进行控制。 炭浸尾矿浆在坝内坡逆流均匀放人库区， 在坝 端沿着宽 1 l o m 、 流向长 1 7 0 m的扇形面按6 坡度 形成层流， 矿泥先粗后细逐步沉积固 结， 干滩区末端 5 3 2 形成4 0 一5 0 m澄清区。在澄清区安装了浮动式回 水水泵作业平台， 随时将水抽送到第 1 个混排库再 次澄清后， 再送到静态吸附系统， 使固结干滩面和澄 清区保持动态平衡。2 0 0 3 年放人1 混堆库区的总 矿浆量为1 3 5 万厅， 炭浸尾矿干矿量1 0 0 万t ， 库区 抽回 水方量7 0 万时。 3 回水利用与经济效益 库区及从坝体渗出的水体， 主要由炭浸尾矿沉 积澄清水和下雨时渗人堆浸尾渣后人库区的地表水 组成。 金品位在 0 . 0 8 一0 . 1 5 岁m 3m0氰根浓度 6 0 一1 0 0 m g / L ， 铜离子 5 一1 0 m g / L 。为了尽 早回收水体中的金和氰根， 采取了如下两项措施 1 坝外建储水调节池， 对从坝体渗出水进一 步澄清， 并调节控制放人吸附回水处理系统。吸附 回水系统采用3 槽3 系列静态吸附， 之后进人储水 池， 用水泵直接抽到工业用水高位水池。当遇到大 或瀑雨需要外排时， 经过先吸附的水过储水池进人 加药搅拌处理系统， 氰根浓度达到国家规定的0 . 5 m g / L 标准后， 放人三清亭库区， 调节控制外排。 2 坝内澄清区设立浮动水泵抽水作业平台， 将 水抽到选矿车间 第七系列， 通过7 个吸附槽吸附后流 到6 0 0 0 m 3 防洪池， 返回 到工业用水高位水池。 通过上述两个处理系统的处理， 由堆浸尾渣和 炭浸尾矿产生的含氰含金水体得到回收利用， 更为 重要的 是实现了闭路循环， 大或瀑雨季节可以万无 一失地做到达标排放。 2 0 0 3 年， 坝内抽回 水7 0 万时， 平均金品位0 . 0 9 3 岁 扩， 直接吸附回收金3 0 k g ; 坝外抽回 水1 2 0 万扩， 直 接吸 附回 收 金7 k g ， 外排 处理水4 0 万甘。 合计抽回 水1 9 0 万衬， 直接回收金量3 7 k g ， 创收 4 0 0 余万元， 经济效益非常明显。 4 防洪 为了减少地表水大量进人堆浸尾渣及炭浸尾矿 所产生的水体， 主要采用治源头， 实施清污分流的方 法。 7 号和8 号堆浸场4 1 0 m标高以上的山坡地表 水， 全部引人无氰水排洪沟流人汀江， 选矿厂粉矿仓 底部水用水泵抽回生产系统使用。同时， 为了做好 混堆库区内的防洪， 在靠近坝肩南侧山坡3 3 5 m标 高处建设排水涵洞斜槽， 确保遇特大洪水时库区内 的水不从坝顶溢流， 危及坝体安全。 目 前上述两个混排坝运行良好， 既作到回水利 用， 又作到清污分流。但是问题是炭浸尾矿由于粒 度特细， 其包裹水不易排出而固结成块， 所以， 要达 游德周等 堆浸尾渣与炭浸尾矿混排筑坝技术 2 0 0 5年8月 到陈景河先生预想的目的还有很多困难， 也就无法 实现连续渣浆逐层混排， 此其一; 第二个方面是该两 个尾矿坝的库容仅能满足2 0 0 5 年的生产需求， 或者 可以再延长一段时间， 但最终要建造新的混排坝库; 第三， 混排坝库堆满矿浆之后， 其沉淀干涸时间可能 很长， 应引起足够的重视， 避免造成安全隐患。 5 结论 综上所述， 实施堆浸尾渣炭浸尾矿混堆排放， 与 传统的尾矿处理方法相比， 是一种创新的方法， 具有 投资省、 运作快等优点， 可以提高矿石资源利用率， 更加便于做好环境保护工作。通过多年来的运作证 明， 此种方法完全可以适应紫金山金矿的生产要求， 是一种既科学又合理， 经济效益的好方法。相信通 过进一步研究完善和加强管理， 必能达到比较理想 的效果。 参考文献 1 陈景河. 堆浸尾渣和炭浆尾矿排水固结堆排方法的研究. 黄金， 2 0 0 1 , 2 2 8 ; 3 9一4 4 收稿日期2 0 0 5 - 0 7 - 2 0 一卜” 州 卜 一 州 卜 州 卜二 州 卜 一 州 卜” 叫 卜 ” ， 十 - - l 卜一 州 卜. 叫 卜 .. 州 卜 . 砷 一 叫 卜.. 州 卜一 州 卜一卜.. 叫 卜一十一 卜” 州 卜 ” 月 褚 一 . 斗一 一 卜 补 十 . 州 卜“ 州 卜 一卜- - 州 卜 一 州 卜 二 州 卜 . 州 卜 一 卜.. 州 卜- 州 卜 一卜.. 州 卜一 “ 州 卜. 州 卜.. 州 卜“ 州 卜 . 州 卜 ” 一 卜 州 卜 上接第5 2 6 页 与曲 线图2 可看出， 1 破碎机的含量有所提高， 说明 其破碎的效果比2 的要好。 表2 破碎后产物筛析分析结果 粒度 质量 1 破碎机 部分累计 产率/ 产率/ 质量 / g 1 5 3 2 2 9 8 1 8 0 1 8 8 1 0 4 1 0 6 破碎 部分累计 产率/ 产率/ 5 应用效果 1 可靠性提高。采用 P L C 后， 因许多原来的 继电器硬件联锁控制改为 P L C内部程序软件控制， 使得电 气部分控制原理简单， 控制回路明显得到简 化， 接线简单明了， 故障点明显减少， 再加上上机位 与远程P L C , P L C 与远程站间多采用光纤通讯， 大大 降低了 外界因素对系统工程输人输出信号的干扰， 也增加了P L C 控制系统的可靠性; 2 操作维护容易。 因P L C 控制系统采用人机 交互的方式， 使操作人员很容易及时地了解现场设 备的 运行状态， 便于操作， 整个开停机全过程只需用 鼠 标 轻轻一点。 又因P L C 控制系统具有自 诊断能 力， 且采集了大量现场设备运行的实时信息， 上位机 能实时显示设备故障现象， 有助于维修人员及时查 找故障原因， 迅速排除故障， 大大减少了故障处理的 时间， 使整个系统维修变得简单容易; 3 系统控制方式修改灵活。 采用P L C 控制系 统后， 使设备联锁方式的改变非常灵活。在继电器 控制系统中， 设备控制的联锁关系的改变非常繁杂， 需投人新设备、 大量的 继电器甚至控制屏， 而且需要 停机进行。 采用P L C 控制后， 改变设备联锁的方式 只需在P L C的下位软件中修改而且不需停机， 有效 地节省了人力物力， 还减少了设备的停机时间; 4 提升破碎的处理能力。 细碎机的负荷经过 P L C的优化控制后， 一方面稳定的提高了细碎机的 作业负荷， 另一方面它又是在设备的安全运行的前 提下进行的。可有效的挖掘出设备的处理潜力， 节 约能源， 降低消耗， 为实现“ 多碎少磨” 奠定良好的 基础。 收稿日 期2 0 0 5 - 0 7 - 1 5 .oo019222233642 10043.31.25.18.14.10. 7 . 1 6 4. 4 9 内j七JO了4 沙七内J工3卜U . 弓j内j22 997099879426668727765504 56116.6.3.3.3.2.0.0.0.0.2. 1 0 0 . 0 0 6 5 . 2 4 887223721巧55 .l0667380691374 514031262116118.7.5.2. 76820002331842n563974 3414108.5.5.丘5.2.1.2.2.2. 1 5 1 0 3 2 一1 51 2 4 2 0 一1 21 0 3 1 0 一1 0 7 2 6 2 一 7 5 1 5 1 一5 3 1 4 9 一 3 2 0目1 5 8 一 2 0 6 0目1 5 4 一 6 0 8 0目7 2 一 8 0 1 0 0目3 3 一 1 0 0 1 6 0目7 6 一 1 6 0 2 0 0目7 1 一 2 0 0目8 1 1 5 1 0 5 2 0 8 0 1 6 0 2 0 0 粒度 / 砚 / 目 6050403020100 更哥礼 图3 破碎产品各粒级含f曲 线 一 1 破碎机部分产率;.一 2 破碎机部分产率 综上可见， ①采用破碎机恒功率控制技术， 检测 细破机功率， 对破碎机给矿量进行变频调节控制， 能 够提高细破机的处理能力9 . 3 6 ， 提高破碎粒度1 3 . 7 ; ②恒功率控制后可以减少细破机的运转台数及 细破机的 作业时间， 实现“ 多碎少磨” 选矿原则; ③提 高破碎机的 破矿效率以 及降低了 破碎的消耗。 5 3 3