我国是矿业大国,矿产资源丰富,约有各类矿山企业16.5万座。据不完全统计,每年尾砂排放量高达15亿吨以上,如何妥善处理如此巨大的尾砂量一直是矿业界急需解决的难题。
目前,尾砂处理方式分为两类,一种是采用地面尾矿库堆存,将选矿厂产生的尾砂经浓密或压滤后输送至尾矿库堆存,河南充填,尾砂堆存分为干堆或湿堆两种方式;另一种是用于井下采空区充填,矿山充填系统工艺流程设计,将浓缩后的选厂尾砂直接或与胶凝材料混合搅拌形成的充填料浆输送至井下回填采空区,充填料浆输送方式有自流或泵送两种。近年来,国内尾砂处置主要采用井下充填为主、尾矿库堆存为辅的处理方式。
充填法是利用地表中露天剥离的废石、开采废石或选矿尾砂作为主要充填骨料,建立充填系统,然后通过采空区的钻孔、天井或充填管道将充填料自流(或加压)充填至井下采空区。用充填法处理采空区,一方面要求对采空区的位置、大小以及与相邻采空区的所有通道了解清楚,以便对采空区进行封闭,加设隔离墙,大流量高浓度连续充填工艺的应用,进行充填脱水或防止充填料流失;另一方面,采空区中必须能有钻孔、巷道或天井相通,以便充填料能直接进入采空区,达到密实、充填采空区的目的。
充填系统是将充填料从制备、仓储、制浆到输送至充填区的各个环节或单元的总成。充填方法与充填料输送方法不同,充填系统的组成单元和功能不同。就应用普遍的水力输送而言,一般包括充填料制备、充填料仓储、料浆制备与计量控制、管路输送等4个模块。金属矿山和煤矿充填在充填系统设计上差别很大,主要原因是充填料的不同。 金属矿山主要充填尾矿砂。充填站设置料仓或堆场,采用振动放料形式,通过皮带传送至搅拌桶制浆。
矿井充填站
1、矿井充填站全尾砂沉降造浆放砂:选厂全尾砂经输送泵加压后输送至充填站立式砂仓中自然沉降,充填前排除全尾砂料面上的澄清水,然后采用压气造浆。砂仓中全尾砂造浆均匀后,再由放砂管向搅拌机供给全尾砂浆。
2、水泥供料线:散装水泥运至充填站后卸入散装水泥仓,水泥经螺旋给料及电子秤计量后向搅拌机供料。
3、充填料制备与输送:搅拌机选用双卧轴搅拌机和高速活化搅拌机两段连续搅拌。全尾砂浆及水泥搅拌均匀后制备成具有结构流特性的充填料浆,通过充填钻孔及井下输送管道自流输送至采场空区充填。
矿山充填站将尾矿浓缩后送至尾矿堆放场,由装载机推至尾矿接收门,由尾矿振动给料机定量给料至尾矿输送机,然后送至尾矿松散转运仓。尾矿由电子变频调速皮带秤拉出,分级计量,矿山充填系统主要构成要素,然后由输送机连续输送至搅拌机。同时,水泥由水泥仓内的变频调速螺旋定量给料机旋出,经螺旋电子秤连续计量后一起进入搅拌机。同时,混合浆料也可由高速二次活化混合器活化。