專利名稱：一種鐵尾礦固化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及礦物加工和環(huán)境保護領域，尤其涉及一種鐵尾礦固化方法。
背景技術：
我國目前積存的尾礦約有80多億噸，并且每年還在以3億多噸的數(shù)量持續(xù)增加， 各種尾礦庫多達8500多座。資料顯示，因垮塌、滲漏引發(fā)的尾礦庫災害危害程度僅次于地 震、洪水、核爆炸，位列第18位。近年來，我國尾礦庫垮塌事故接連不斷發(fā)生，造成了重大人 員傷亡和環(huán)境污染，凸顯出我國尾礦庫已經(jīng)處于事故頻發(fā)期。因此，尾礦庫安全是制約企業(yè) 可持續(xù)發(fā)展的重大安全問題。影響尾礦庫安全的因素很多，地質和氣象條件、筑壩和堆存方式、尾礦組成和形 態(tài)、安全維護和監(jiān)管措施等任何一個環(huán)節(jié)的極端變化都可能造成尾礦庫潰壩。隨著選礦技 術的提高，尾礦顆粒越來越細，沉降速度越來越慢，尾礦漿體數(shù)量急劇增大，更加重了尾礦 庫的安全風險。因此，采取技術可行、經(jīng)濟合理的技術手段進行壩體加固和尾礦固化，實現(xiàn) 尾礦安全堆存是目前最為現(xiàn)實和有效的安全措施。為了解決尾礦堆存及存在的問題，國內外許多礦山積極探索尾礦排放新途徑，包 括尾礦干式堆存、尾礦井下排放和采礦充填等。(1)干式堆存
所謂“干式堆存”是指尾礦經(jīng)過脫水處理后產(chǎn)出的一種高濃度膏體尾礦砂，可干式堆存 于地表。該方法可以在峽谷、低洼、平地、緩坡等地形條件下堆存，基建投資少、維護簡單、 綜合成本低。在國內外都有應用，雖然尾礦干式堆存可以在不建常規(guī)尾礦庫的情況下使尾 礦安全堆放，尾礦處置大為簡化。但是，尾礦在地表存放存在的環(huán)境危害并沒有從根本上解 決，尤其是在干旱地區(qū)尾礦經(jīng)風力攜帶造成大面積空氣污染問題；在降雨季節(jié)，仍然存在因 尾礦液化而導致的塌陷、滑坡等事故。(2)井下排放
對于采用空場法和有未處理的空區(qū)、廢舊巷道和硐室的礦山，利用井下空區(qū)排放尾礦 是一種行之有效的途徑。由于井下空區(qū)四周是天然巖體，具有裂隙、各向異性等特點，采空 區(qū)周圍或下部可能有與之相連的正在生產(chǎn)的采場或井巷工程，采礦選出的尾礦即一種飽水 狀態(tài)下的物料充填至采空區(qū)，圍巖承受內水壓力，滲透水勢必使圍巖或地下結構體的穩(wěn)定 性發(fā)生變化，會導致采空區(qū)垮冒甚至波及地表建筑物的安全。因此，尾礦井下排放必須處理 好采空區(qū)穩(wěn)定性問題和尾礦在井下空區(qū)內的液化問題。此外，尾礦的排放會對礦區(qū)地下水 產(chǎn)生污染。(3)井下采空區(qū)充填
在井下采礦過程中，隨著礦石不斷地采出至地表，在廢石、尾砂等惰性骨料中加入水泥 類膠凝材料，充填采空區(qū)。我國的充填技術經(jīng)歷了從干式充填到水力充填，從分級尾砂、全 尾砂、高水固化膠結充填到膏體泵送膠結充填的發(fā)展過程，充填技術取得了長足進步，是解 決尾礦排放問題的較好途徑。但是尾礦充填需要使用水泥等膠凝材料，固結效果的影響因素多，成本高。由于我國尾礦種類繁多，性質千差萬別，采礦、地質和氣象條件各不相同，因此上 述幾種尾礦處理方法并不具有通用性，礦漿泵送和筑壩堆存依然是我國尾礦輸送和處置的 主要方式，在相當長時間內不會改變。鐵尾礦作為一種產(chǎn)量最大的固體廢棄物，在堆存過程 中通常是用尾礦、粘土和砂石作為壩體材料，壩內充填尾礦。在堆存過程中尾礦不會膠結固 化，容易發(fā)生液化和流動，進而形成泥石流災害。實踐表明現(xiàn)行的尾礦壩構筑和尾礦堆存 方式難以滿足在極端自然和氣象條件下的安全需要，要從根本上消除尾礦庫存在的潛在垮 塌風險，有必要從新型尾礦固化技術入手。在尾礦堆存過程中使其發(fā)生不可逆固結，提高穩(wěn) 定性和堆存效率，避免尾礦造成二次污染，是從根本上解決尾礦庫安全的技術措施。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種鐵尾礦固化方法，實現(xiàn)了鐵尾礦在尾礦庫內的安全堆 放。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn) 一種鐵尾礦固化方法，其包括以下步驟
1)將以下重量份的固化劑與添加劑混合固化劑4-40份和添加劑0.01-2. 0份混合均 勻，然后再粉磨，其中粉體細度控制為0. 08mm，篩選余量小于總量的10% ；
2)混合料生產(chǎn)，將步驟1)中的混合物與重量58-95份鐵尾礦混合并攪拌0.5-3分鐘；
3)混合料成型與充填，將步驟2)產(chǎn)出的混合料連續(xù)通過旋流分離器，其中水份含量低 于40% (質量含量)的部分混合料作為筑壩材料，水份含量高于41%的部分混合料作為充填 材料在庫內堆存；
4)壩體整形與排水，作為筑壩材料的混合料經(jīng)碾壓或振動成型后需要對邊坡進行修 整，以保證坡角，并在28天養(yǎng)護期內要灑水保濕養(yǎng)護；作為充填材料的混合料在庫內堆存 過程中，需要加強排水。所述固化劑包括以下重量份數(shù)的原料鋼鐵冶金渣70-93，脫硫石膏2-5，熟料 5-28。其中鋼鐵冶金渣包括鋼渣和礦渣，鋼渣與礦渣的重量比值為1 :0. 1-10。所述添加劑 由聚丙烯酰胺、硫酸鈉、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、氯化鈉、氯化鈣、燒堿、固體水玻璃中的兩 種或兩種以上按任意比例配合而成。所述鐵尾礦為鐵礦選礦過程中產(chǎn)生的尾渣，其尾渣顆 粒尺寸小于1mm。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明所需固化劑主要原料以工業(yè)廢渣為主，成本低廉，生 產(chǎn)工藝簡單；固化工藝簡單，不用昂貴材料，容易工程實施，應用時，只需直接將鐵尾礦、固 化劑、添加劑以及水直接混合即可進行筑壩和堆存施工。在堆存過程中，混合料各組分將發(fā) 生水化反應，最終形成以水化鋁硅酸鹽為主的凝膠礦物，耐霜凍、耐濕熱、耐酸堿、抗炭化。 通過這種方式進行的鐵尾礦固化與傳統(tǒng)技術相比，既節(jié)約了筑壩需要的粘土和砂石等天然 資源，又利用了鐵尾礦，是一種尾礦安全堆存的技術方法。


下面根據(jù)附圖對本實用新型作進一步詳細說明。圖1為本發(fā)明所述的一種鐵尾礦固化方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1
本發(fā)明所述的實施例1的鐵尾礦固化方法，如圖1所示，包括以下步驟
1)將以下重量的固化劑與添加劑混合，將固化劑35Kg和添加劑0.08Kg混合均勻，然后 再粉磨，其中粉體細度控制為0. 08mm，篩選余量為總量的8%。所用固化劑由鋼鐵冶金渣75， 脫硫石膏3，熟料22混合組成，其中鋼鐵冶金渣包括鋼渣和礦渣，鋼渣與礦渣的重量比值為 1 :2，所用添加劑由聚丙烯酰胺、硫酸鈉、聚合硫酸鋁按任意比例混合而成；
2)混合料生產(chǎn)，將步驟1)中的混合物與64.92Kg鐵尾礦混合并攪拌2分鐘，其中鐵尾 礦為鐵礦選礦過程中產(chǎn)生的尾渣，其尾渣顆粒尺寸為0. 2mm ；
3)混合料成型與充填，將步驟2)產(chǎn)出的混合料連續(xù)通過旋流分離器，其中水份含量為 38%的部分混合料作為筑壩材料，水份含量為62%的部分混合料作為充填材料在庫內堆存；
4)壩體整形與排水，作為筑壩材料的混合料經(jīng)碾壓或振動成型后需要對邊坡進行修 整，以保證坡角，并在28天養(yǎng)護期內要灑水保濕養(yǎng)護；作為充填材料的混合料在庫內堆存 過程中，需要加強排水。實施例2
本發(fā)明所述的實施例2的鐵尾礦固化方法，包括以下步驟
1)將以下重量的固化劑與添加劑混合，將固化劑38Kg和添加劑lKg混合均勻，然后再 粉磨，其中粉體細度控制為0. 08mm，篩選余量為總量的7%。所用固化劑由鋼鐵冶金渣80，脫 硫石膏4，熟料16混合組成，其中鋼鐵冶金渣包括鋼渣和礦渣，鋼渣與礦渣的重量比值為1 4，所用添加劑由聚丙烯酰胺、硫酸鈉按任意比例混合而成；
2)混合料生產(chǎn)，將步驟1)中的混合物與61Kg鐵尾礦混合并攪拌2.5分鐘，其中鐵尾礦 為鐵礦選礦過程中產(chǎn)生的尾渣，其尾渣顆粒尺寸為0. 3mm ；
3)混合料成型與充填，將步驟2)產(chǎn)出的混合料連續(xù)通過旋流分離器，其中水份含量為 28%的部分混合料作為筑壩材料，水份含量為72%的部分混合料作為充填材料在庫內堆存；
4)壩體整形與排水，作為筑壩材料的混合料經(jīng)碾壓或振動成型后需要對邊坡進行修 整，以保證坡角，并在28天養(yǎng)護期內要灑水保濕養(yǎng)護；作為充填材料的混合料在庫內堆存 過程中，需要加強排水。實施例3
本發(fā)明所述的實施例1的鐵尾礦固化方法，包括以下步驟
1)將以下重量的固化劑與添加劑混合，將固化劑20Kg和添加劑2Kg混合均勻，然后再 粉磨，其中粉體細度控制為0. 08mm，篩選余量為總量的6%。所用固化劑由鋼鐵冶金渣85，脫 硫石膏3，熟料12混合組成，其中鋼鐵冶金渣包括鋼渣和礦渣，鋼渣與礦渣的重量比值為1 2，所用添加劑由聚丙烯酰胺、硫酸鈉、聚合硫酸鋁、氯化鈉按任意比例混合而成；
2)混合料生產(chǎn)，將步驟1)中的混合物與78Kg鐵尾礦混合并攪拌1分鐘，其中鐵尾礦為 鐵礦選礦過程中產(chǎn)生的尾渣，其尾渣顆粒尺寸為0. 6mm ；
3)混合料成型與充填，將步驟2)產(chǎn)出的混合料連續(xù)通過旋流分離器，其中水份含量為 24%的部分混合料作為筑壩材料，水份含量為76%的部分混合料作為充填材料在庫內堆存；4)壩體整形與排水，作為筑壩材料的混合料經(jīng)碾壓或振動成型后需要對邊坡進行修 整，以保證坡角，并在28天養(yǎng)護期內要灑水保濕養(yǎng)護；作為充填材料的混合料在庫內堆存 過程中，需要加強排水。
權利要求
一種鐵尾礦固化方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟1)將以下重量份的固化劑與添加劑混合固化劑4 40份和添加劑0.01 2.0份，混合均勻，然后再粉磨，其中粉體細度控制為0.08mm，篩選余量小于總重量的10%；2)混合料生產(chǎn)，將步驟1)中的混合物與重量份58 95份鐵尾礦混合并攪拌0.5 3分鐘；3)混合料成型與充填，將步驟2)產(chǎn)出的混合料連續(xù)通過旋流分離器，其中水份含量低于40%的部分混合料作為筑壩材料，水份含量高于41%的部分混合料作為充填材料在庫內堆存；4)壩體整形與排水，作為筑壩材料的混合料經(jīng)碾壓或振動成型后對邊坡進行修整，以保證坡角，并在28天養(yǎng)護期內要灑水保濕養(yǎng)護；作為充填材料的混合料在庫內堆存過程中，需要加強排水。
2.根據(jù)權利要求1所述的鐵尾礦固化方法，其特征在于，所述固化劑包括以下重量份 數(shù)的原料鋼鐵冶金渣70-93，脫硫石膏2-5，熟料5-28。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的鐵尾礦固化方法，其特征在于鋼鐵冶金渣包括鋼渣和 礦渣，鋼渣與礦渣的重量比為1 :0. 1-10。
4.根據(jù)權利要求1所述的鐵尾礦固化方法，其特征在于所述添加劑由以下物質中至 少兩種按任意比例配合而成聚丙烯酰胺、硫酸鈉、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、氯化鈉、氯化 鈣、燒堿、固體水玻璃。
5.根據(jù)權利要求1所述的鐵尾礦固化方法，其特征在于所述鐵尾礦為鐵礦選礦過程 中產(chǎn)生的尾渣，其尾渣顆粒尺寸小于1mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鐵尾礦固化方法，其包括以下步驟1)將以下重量份的固化劑與添加劑混合固化劑4-40份和添加劑0.01-2.0份混合均勻，然后再粉磨；2)混合料生產(chǎn)，將步驟1)中的混合物與58-95份鐵尾礦混合并攪拌0.5-3分鐘；3)混合料成型與充填，將步驟2)產(chǎn)出的混合料連續(xù)通過旋流分離器；4)壩體整形與排水，作為筑壩材料的混合料經(jīng)碾壓或振動成型后需要對邊坡進行修整，以保證坡角；作為充填材料的混合料在庫內堆存過程中，需要加強排水。本發(fā)明的有益效果為通過這種方式進行的鐵尾礦固化與傳統(tǒng)技術相比，既節(jié)約了筑壩需要的粘土和砂石等天然資源，又利用了鐵尾礦，是一種尾礦安全堆存的技術方法。
文檔編號B09B1/00GK101912866SQ20101026677
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權日2010年8月30日
發(fā)明者夏舉佩, 張召述, 馬海平 申請人:昆明理工大學;山西鑫秀工礦廢渣利用有限公司