酸性废水与尾矿混合输送对尾矿分级堆坝影响的试验研究.pdf

2 0 0 1年 5月 第 3 0卷第 3期 有色矿山 No n { e r r o u e ,M i n e s M a y．2 001 Ⅷ3 0 No ． 3 酸性废水与尾矿混合输送 对尾矿分级 堆 坝 影 响的试验 研 究 詹 幼 鸿 德兴 铜 矿 江 西 蒋 兴 3 3 4 2 2 4 [ 关 薯 调 】酸 性水 ；尾 矿浆 ；旋 流 分级 ；试验 研 究 【 摘要 1通 过现 场 工 业试 验 ， 研 究分析 了酸 性水 与 尾矿 浆 直接 馄 台对 尾 矿 分级 堆 坝 产 生的 影 响 [ 中圉分娄号 】1 D 2 6 ． 5【 文献标识码 】A[ 文章编号】1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 1 0 3 0 0 4 6 0 4 Te s t s t u dy o n t he i nf l u e nc e o f c o nv e yi ng m i xe d a c i d wa t e r wi t h t a i l i ng o n t ai l i n g c l a s s i f i e d s t a c k Z HAN Yo u h o n g De wi n g C o p p e r M i n e ，De x i n g 3 3 4 2 2 4，Ch i n a Ke y wo r d s a c i d wa t e r ；t a i l i n g p u l p；c y c l o n e c hs s i f i c a t i o n；t e s t s t u d y Ab s t r a c t Ba s e d o n t h e i n d u s t r i a 1 t e s t o n s i t e ， t h e i n f l u e n c e o f m i x e d a c i d wa t e r wi t h t a i l i ng o n t a i l i n g da s s i f i e d s t a c k i s a n a l y e d． 1前 言 德兴 铜矿三 期酸性水 处理 系统是将 矿山 酸性废 水 沿尾 矿外 线 输送 到 4 尾 矿 库 与 尾 矿 分级溢 流液直接 中 和， 并利 用 4 尾矿 库 自 然沉 淀。 由于 尾矿 输 送 内线 方 案 的 实施 ， 致 使 尾矿外 线输送 的酸性水 管路维修 和管理难 度增 加 ， 同 时， 随着 4 尾矿 库 坝 面 的逐 年 上 升， 酸性水输 送管路 需随之 升高， 导致运 行维 护费用加 大 。 由于存 在上 述 两 方 面 的 同题 ， 提 出了将 酸性水 与尾矿浆 直接 混 合输送 的处 理方 案， 考虑 到 4 尾 矿 库采 用 中 线 法堆 坝 ， 尾矿 浆经 两段 旋 流分 级 ， 二段 底 流用 于 堆 坝 【 收 稿 日期 】2 0 0 0 0 9 ． 2 9 【 作者简介 】詹幼鸿 1 9 6 6一 ， 男， 江西婺搞f 人 环 保工 程 师 ， 从 事 环 保工 程 管理 工 作 。 的现实， 且 由于 酸性 水 直接 与 尾矿 浆 混 合输 送 可能对尾 矿 分级 堆坝 产 生 不 利影 响， 危 害 坝体安全 ， 因而进 行 了 酸性 水 与尾 矿 混合 输 送 对尾矿 分级堆坝 影响的试 验研 究 。 2试 验 目的 和 内容 2 ． 1 试 验 目的 通过 试验研 究， 探 讨 将矿 山酸 性 水 直接 加入现有 尾矿 输送 和 分级 系统， 与 尾 矿 浆直 接 混 合的可 能性 ， 为 确 定酸 性水 处理 方 案提 供 依据。 2 ． 2 试 验内容 1 研 究 酸性 水加 入前后 尾 矿浆的 水 质 主要 是 p H 值 变化情况 ； 2 观测 酸性 水加 入前 后现有 尾矿 输 送 和 分级系统 工作情况 的变化 ； 3 擅 测酸性 水加入前 后现 有 尾矿分级 ～ 维普资讯 第 3期 宿 幼鸿 酸性 废 水 与 尾矿 混台 输 送 对尾 矿分 级 堆 坝 影响 的 试 验研 究 4 7 系统 的分级 性 能 包括 分级 尾矿 的粒度 、 浓度 和粗 砂产 率等 的变 化情 况 ； 4 进 行 土 工 试 验 ， 研 究酸 性 水 加 入 前 后 尾矿 砂 的物 理 力学 特性 包括 粒 度 、 渗透 、 固结和抗 剪强度 等 ， 并 分析其 影响 ； 5 根 据土工 试验 结果进 行 尾 矿坝稳 定 计划 ， 分析 研 究酸 性 水 加 入后 对 尾矿 坝 稳 定 性 的影响 。 3 试 验 概 况 现场试 验 从 1 9 9 9年 7月 5日开始 至 7 月 2 0日结 束， 先后 进 行 了全 尾 矿、 酸性 水投 加量 5 0 0 0 、 7 0 0 0 t ／ d和 1 0 0 0 0 t ／ d四种 情 况 的 试 验 。 3 ． 1 试验 装置 考虑 到 现 有 矿 山 酸 性 水 源 距 尾 矿 输 送 3 加压泵站较 近 的现场条 件． 新铺 设 一条 DN 3 0 0 玻璃钢管将酸性水引入 3 加压泵站 矿浆池 中混合 ． 利 用现 有 尾 矿输 送 和 分 级 系 统进行 现场工业 试验 。 3． 2 试验水 质和水 量 试验 所 用 酸 性 水 为 祝 家 废 石场 酸 性 废 水 ， 尾矿为 泗洲选 矿厂所 产生 的尾矿浆 ， 其 水 质 水量情况 见表 1 。 衰 l 试 验 水质 水 量 情况 注 尾矿浆与谒合 藏不是同步取样． 尾矿浆为试验开始之前 酸性水未 加入 和结束之后 酸性水停 止加入 取样 4试 验 结果 4 ． 1 对水 质 的影响 在 通常 情况下 ， 尾矿浆经旋 流分级后 ， 底 流堆 坝， 滥 流在库 内沉 淀， 澄清水作 为生 产 回 水 ， 多余水 为碱性 ， 其 余各 项 S S 、 重 金 属 均 不超标 。 1 9 9 2年 进 行的“ 酸碱 废水 综 合 治理及 回 水利用研究” 结果认为 酸性废水与尾矿溢流 液中和 ， 由 于 酸 性 水 中 二 价 铁 的 存在 ． 反 应 p H控制在 9左右 时， 沉淀后 的澄清 液 可以作 为生 产 回水 ， 外排 水 可以达到 国家排 放标准 。 由于 酸性 水 入 库 对 水 质 的 影 响 已有 结 论 ， 且本次试验 混合 液 p H 为碱 性 或偏 碱性 ． 所 以未 再进 行水 质其 它各项 的分析 。 4 ． 2 对尾矿输送及分缎系统工况的影响 本次试 验是 将 酸 性 水输 送 至 3 砂泵 站 的尾 矿分配 槽头部 ， 与 尾矿混 合后 ． 用泵输 送 到 4 尾矿库西 分级站 旋流分级 。 从表 1的混合 比可 以看 出， 酸性 水 加 入 维普资讯 有色矿山 2 0 0 1 年 量仅 占尾 矿 浆 输 送 量 的 4 ％ ～ 1 0 ％左 右， 因 而对整 个输送 和分 级系统 影响不 大。在试 验 期 间从尾矿输 送 泵的工 作 电流和旋 流器 的工 作 压力也 可 以看 出， 酸性 水加 入前 后， 泵的工 作 电流和旋 流 器 的工 作 压 力无 明显 差异 ， 整 个管 路 、 设备运 行正常 4 ． 3 对尾矿分级特性的影响 试验 期 间共 做 试 验 2 3组， 有 效 试 验 l 8 组， 其中未 加入酸性 水实验 5组 ， 加入 酸性 水 7 0 0 0 t l d 7组 ， 加酸性 水 5 0 0 0 t l d和 l O 0 0 0 t l d 菩 3组． 各组 试验 平均 结果见 表 2 。 表 2 - 尾 矿 浆加 酸性 水 分 级 特性 试验 比较 表 从表 2可 以看出， 加入 酸 陆水 后 ， 对尾矿 分 级特 性 有影响 ， 粗砂 严 率 降低 T 2 ． 5 6 ％ ～ 6 ． 9 6 ％， 二 段 底 流 粗 砂 中 的 细 粒 一0 ． 0 7 4 mm 含量 提 高 了 1 ． 0 4 ％ ～4 ． 6％。 4 ． 4 对尾 矿土 工特性 的影 响 为研 究加 入酸 性水后 对尾矿 土工特性 的 影响 ， 分 别进 行了尾 矿粒 度 、 密度 、 含水率 、 渗 透 、 固结 、 直剪 、 静 三轴 固结等 项 目的试验 ， 试 验结 果 见表 3 、 表 4 。 从表 3 、 表 4可以 看 出． 加入 酸 性 水后 尾 矿粒 度变细 ， 二段 底 流尾 矿的0． 0 7 4 mm 含 量增 加 1 ％ ～4％； 加酸性水 后 尾矿 的抗剪 强 表 3尾 矿土 工 特性 试 验 结果 尾矿 名称酸性水量 t ／d 杖 ．07 度 4o 07 4mm ≥ 渗 透 C 缩 C 数 结 C t 含 量， ％ ％ 1 0 5 c m／ s kPa ． M Pa 1 0一m 维普资讯 第 3 期 詹幼鸿 酸性废水与尾矿混合袖送对尾矿分缎堆坝影响的试验研究 4 9 表 4静三 轴 试验 结 果 应 力强 度有效 应 力强 度 尾 矿 名 称酸 性 _水 量干 密 了 t ， d t ／mo k P a t 。 k Pa ‘ 一 段 溢 流 0 1 ． 3 2 3 2 1 8 2 6． 1 3 5 4 3 8 O 5 0 1 0 1 ． 2 9 2 21 8 2 5 0 3 5． 4 3 7 8 70 00 1 2 7 6 21． 8 2 4 0 3 5． 4 3 5 8 从表 5计 算结 果 可 以 看 出， 加 入酸 性 水 后， 尾矿坝 的安全 系数有 不同程度 的下降 ， 特 别是 1 号 滑弧 ， 加 入酸性 水 后 的 安 全 系数 下 降 了 7％． 由原 来 的 1 ． 3 5降低 到 1 ． 2 8 ， 已接 近 规范 的最低要 求， 当 出现异常情况 时 ， 尾矿 坝 即会 出现坝塌 和失稳 。 1 0 0 0 0 1 - 2 5 0 2 1 ， 8 2 2 3 5 4 3 2 - 2 5结论 与建 议 二段 溢 流0 1 5 5 0 1 8 ． 7 3 5 ． 3 2 6． 5 4 0 3 度有不同程度 的降低， 三轴试验总应力摩擦 角最大降幅 一段溢流 尾矿 为 6 。 ． 二段溢流 为 4 ， 二 段 底 流 为 2 ． 3 。 ， 造 成 尾 矿抗 剪强 度 降低的 主要 原因是尾矿 含水 率的增 加或 密 度 的降低 。 4 ． 5对 尾矿坝稳 定性 的影响 根据土 工试验 的结果 ， 应 用 尾矿坝稳 定 计算通用 程 序 对 尾 矿坝 几 个最 危 险 的 滑弧 进行 了稳 定性 计 算， 计算 结果 见表 5 。 表 s埋 体稳 定 性计 算 结 果 5 ． 1 结论 通过 以上试验 ， 可以得 出以下结论 1 加入 酸性 水后 ， 尾 矿的总粗砂 产率 平 均降 低 2． 5 6 ％～6 ． 9 6 ％． 二段底 流 粗砂 中的 细粒 一0 0 7 4 mm 含量 平 均 增 高 1 ． 0 4 ％ ～ 4 6％ 。 2 因尾矿沉 积密度 的降低 ， 其抗 剪强度 有 不 同程度 的下 降 ， 三 轴 试验 总 应 力摩擦 角 的最 大 降 幅一 段 溢 流 为 6 。 ， 二段 溢 流 为 4 。 ， 二段 底 溢为 2． 3 。 。 3 经稳 定计算 ， 加 酸性水后 的最 小稳 定 安 全 系数 由 I ． 3 5降 低 到 I ． 2 8 ， 已接 近 规 范 的最低要求 ， 当出现异 常情况 时， 会导致 尾矿 坝坍 塌和 失稳 。 4 加入酸性 水后 ， 尾矿 库澄清 水可 作为 生 产 回水， 外排 水可达到 排放标 准 。 5 ． 2建 议 综上 所述 ， 利 用现 有 尾矿 输送 与分 级 系 统直接 加入酸性 水后导 致尾矿分 级 系统 的粗 砂产率 降低 ， 粒度 变 细 ， 抗 剪 强 度 降低 ， 尾矿 坝 极 有可 能 出现坍 塌 和失稳 。鉴 于 目前的尾 矿 分级堆坝 生产 现状 ， 已存 在粗 砂 产量 不 足 的 问题以及 尾矿 坝 稳 定 安 全的 重要 性 ， 建 议 不应 将酸性 水直接 加入现有 尾矿输送 和分 级 系统 中。 拍 拍曲 驺儿 H 0 0 K 0 O 加 ㈣ 一 。 ㈣ 一 漉 瘫 段 二 维普资讯