2014版大二轮专题复习与增分策略高考化学（广西专用）专题突破课件专题四氧化还原反应

膏体充填与尾矿处置膏体充填与尾矿处置 技术研究进展技术研究进展 提 纲 1 1、超细全尾的概念与特征、超细全尾的概念与特征 2 2、全尾充填与处置技术现状、全尾充填与处置技术现状 3 3、全尾充填与处置新技术、全尾充填与处置新技术 4 4、工程实例、工程实例 5 5、发展趋势、发展趋势 1、超细全尾的概念与特征 1.1 全尾矿与尾矿库 u铜：0.87%； u铅+锌： 5%10%； u镍：1% u露天：3%-5% u全面法：4%-20% u充填法：3%-15% u崩落法：8%-45% u共(伴)生矿占 总储量80%； u共生矿回收率 50%-60% ； u伴生回收率为 40% 。 品位低 回收率低排放量大 u现有尾矿总 量达80亿t u年排放尾矿 量达6亿t。 地质采矿选矿尾矿 损贫高 全尾矿是指粒级组成未经人工干扰的选厂固体废弃物全尾矿是指粒级组成未经人工干扰的选厂固体废弃物, , 排放量大，是金属矿山主要的环境灾害源排放量大，是金属矿山主要的环境灾害源 尾矿库名称尾矿库名称发生时间发生时间发生地点发生地点事故损失事故损失 云南武定德昌钛矿厂尾矿库2001.7.10云南省武定县7人死亡 陕西镇安黄金矿业尾矿库2006.4.30陕西省商洛市17人死亡 辽宁海城鼎洋矿业有限公司选 矿厂5号尾矿库 2007.11.25辽宁省海城市 15人死亡，2人失 踪，38人受伤 山西襄汾新塔矿业公司尾矿库2008.9.8山西省襄汾县276人死亡 1.1 全尾矿与尾矿库 尾矿库现状 尾矿库是矿山 最大危险源 1.1 全尾砂与尾矿库 全国各类尾矿库共 12655 座，近40%尾矿库为非正常库 ， 如同悬在人们头顶的“堰塞湖”，溃决的风险极大 uu20082008年山西省襄汾年山西省襄汾 “ “9.8” 9.8” 尾矿库溃坝事故死亡尾矿库溃坝事故死亡277277人，受人，受 伤伤3434人，是中国工业史上一次伤亡人数最多的生产事故。人，是中国工业史上一次伤亡人数最多的生产事故。 u四川汶川震区内尾矿库全部垮坝，为灾区的恢复重建 带来极大的困难 u平均粒径小于0.03mm； u-800目大于50%； u+200目小于10%； u+400目小于30% 为了追求选矿回收率，磨尾细度越来越细，超细全尾处置面临 新的问题。 赋存条件复 杂，品位低 磨矿目的矿物分离 提高回收率 1.2 超细全尾的定义及特征 原 因 定 义 超 细 全 尾 的 特 征 u 超细全尾沉降速度慢，不足 分级必砂的1/10，浓密困难 u 超细全尾渗透性差，是分级 尾砂的1/100，脱水困难，采 场充填存在较大的安全隐患 u 尾矿孔隙水压力大，固结强 度低，难以筑坝 浸润线高带来堤坝不安全 超细全尾沉降速度慢 1.2超细全尾的定义及特征 1.3超细全尾处置方式分类 超 细 全 尾 地表堆存地表堆存 井下充填井下充填 湿式直排湿式直排 半干式堆存半干式堆存 分级尾砂充填分级尾砂充填 全尾砂充填全尾砂充填 水砂充填水砂充填 普通胶结充填普通胶结充填 高浓度胶结充填高浓度胶结充填 膏体充填膏体充填 干式堆存干式堆存 1.4 超细全尾处置演变的技术路线 湿式直排 干式堆存 半干式堆存 过滤机 浓密机 处置方式脱水设备产品形态运输方式 滤饼 膏体 汽车皮 带输送机 管道 地 表 处 置 为了追求处理效率与能力，全尾处置产品从滤饼演变到膏体 使超细全尾处置发生了根本性变革 1.5 超细全尾充填演变的技术路线 分级尾砂胶分级尾砂胶 结充填结充填 65%-65%- 70%70% 料浆制备简单，管料浆制备简单，管 道自流输送可靠道自流输送可靠 尾砂产率低，离析严重，尾砂产率低，离析严重， 料浆需脱水，污染巷道料浆需脱水，污染巷道 全尾砂高浓全尾砂高浓 度胶结充填度胶结充填 70%-70%- 75%75% 提高了尾砂利用率提高了尾砂利用率 ，降低可充填料浆，降低可充填料浆 的水灰比的水灰比 全尾砂浆少量水需要脱出全尾砂浆少量水需要脱出 ，料浆质量波动较大，料浆质量波动较大 添加粗骨料添加粗骨料 的膏体充填的膏体充填 75%-75%- 80%80% 料浆稳定性好，充料浆稳定性好，充 填体质量高填体质量高 沿阻损失大，工艺复杂，沿阻损失大，工艺复杂， 需要合适的粗骨料需要合适的粗骨料 分类 充填浓 度 优点缺点 超细全尾膏体充填技术成为重中之重 2、全尾充填与处置技术现状 上游法 筑坝方法：尾矿库最常见的筑坝方法是上升坝 包括上游法、下游法和中线法三种。 定义：子坝中心线位置不断向 初期坝上游方向移升， 坝体由流动的矿浆逐渐 沉积而成。 缺点：浸润线位置高，坝体稳 定性较差。 优点：工艺简单，管理方便， 成本较低，应用广泛。 2.1 地表直接排放尾矿库 下游法 定义：子坝中心线位置不断向 初期坝下游方向移升。 优点：坝体尾矿颗粒粗，渗透 性能好，坝体稳定性较 高。 缺点：管理复杂，只适合于粒 度较粗的尾矿。 2.1 地表直接排放尾矿库 中线法 定义：坝顶中心线位置始终不 变，坝体垂直向上不断 升高。 特点：尾矿坝均采用了内部不 透水带和排水带，以减 轻对坝体结构稳定性的 不良影响。 优缺点：介于上游法与下游法 之间，其应用范围逐渐 增大 2.1 地表直接排放尾矿库 三种 传统 湿排 方式 的优 缺点 筑坝 方法 尾矿 要求 蓄水适应 性 抗震 性 升高速度 限制 筑坝成 本 上 游 法 全尾砂至少 40%60% 的尾矿砂 不适合大量 蓄水 差510m/a低 下 游 法 适用于任意 类型尾矿 好好没限制高 中 线 法 尾矿砂或低 塑性尾矿泥 在适当的设 计下可临时 蓄积洪水 一般没限制中 2.1地表直接排放尾矿库 u排放浓度低于30% u消耗大量的水 中线法的应用比例最低，但是未来尾矿湿法排放的发展方向 2.1 地表直接排放尾矿库 排放 浓度 按照尾砂的利用方法和利用率，可将充填分为分级尾砂充填和 全尾砂充填两大类。 2.2 井下充填 尾 砂 充 填 分级尾砂 水砂充填 胶结充填 全尾砂 高浓度胶 结充填 输送浓度65% 尾砂利用率50% 输送浓度75% 尾砂利用率 90100% 根据充填体在不同部位以及充填体的作用，充填体分为 三大类，要求不同的充填类型才能满足技术要求。 2.2 井下充填 质量 分类 强度 /MPa 充填体作用 充填体 位置 充填类型 高强 度 45 保证假顶作用下 的人员安全 人工底 柱或假 顶 全尾高浓度胶结充填 添加粗骨料的胶结充填 分级尾砂胶结充填 中强 度 12设备正常行走 充填体 表面 全尾高浓度胶结充填 分级尾砂胶结充填 低强 度 00.5 相邻进路回采时 充填体不垮塌 其它 分级尾砂普通胶结充填 水砂充填 充填体质量分类 分级尾砂充填 水砂充填中，重要的是物料的渗透系数，必须超过10cm/h 胶结充填中，重要的是料浆凝结速度与充填体强度 分级尾砂充填是比较成熟的充填工艺，并逐渐退出历史舞台 2.2 井下充填 1) 尾砂量不够； 2) 超细尾砂仍需筑坝，且难度增大； 3) 水泥离析，充填体强度不均，造成水泥浪费 4) 采场需要大量脱水，污染环境。 四大 问题 全尾砂高浓度胶结充填 2.2 井下充填 采用常规的充填设备与设施制备出高浓度全尾砂料浆 立式砂仓造浆系统尾砂浓度不稳定 料浆停留时间短，影响 到搅拌的均匀程度 限制浓度的进一步提高 全尾砂高浓度充填只是过渡性的技术，现已发展到全尾全尾砂高浓度充填只是过渡性的技术，现已发展到全尾 膏体充填技术膏体充填技术 重力自流输送系统 立式搅拌桶制浆系统 3.全尾充填与处置新技术 膏体充填概念 具有良好稳定性、流动性和可塑性的牙膏状胶结体，在重力 或外加力作用下以柱塞流的形态输送到采空区. 膏体在管道中停留数小时不沉淀、 不分层、不离析 膏体在重力或外力作用下能够在采 场或管道内顺利流动 膏体在输送过程中尽管其形状发生 了变化，但其结构基本保持不变 膏体形态膏体形态 稳定性 流动性 可塑性 3.1 膏体充填 3.1 膏体充填 膏体 组成 全尾砂水胶结材料（粗骨料）（改性材料） n 胶结材料：普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅 酸盐水泥、钢渣水泥、全砂土胶固材料 n 粗骨料：冶炼水淬渣、棒磨砂、废石等 n 改性材料：粉煤灰、早强剂、减水剂、减阻剂等 细粒级膏体 粗粒级膏体 改性膏体 膏体充填概念 3.1 膏体充填 膏 体 充 填 工 艺 强调化学作用强调化学作用 回水质量高回水质量高 底流浓度大底流浓度大 处理能力大处理能力大 二段连续搅拌 混合时间长 改善均匀性 搅拌速度慢 降低磨损性 高流量大扬程 柱塞泵送 钻孔/管道/采场 添加泵送剂 全尾浓密膏体制备膏体输送 3.1 膏体充填 以过滤设备为核心的多段脱水方式 浓密 方式 以深锥浓密机为核心的一段脱水方式 压滤机 快速脱水浓缩是膏体充填工艺成功应用的前提 深锥浓密机 全尾砂浆浓密方式 3.1 膏体充填 多段脱水工艺 全尾 砂浆 普通浓密机 高效浓密机 立式砂仓 带式过滤机 真空过滤机 框板压滤机 滤 饼 5%30%50%65%80%90% u工艺复杂，可靠性差 u能耗大，运营成本高， u设备多，投资大 u处理能力小 u浓度调节环节多，先脱水后加水 存在的问题 滤饼技术是为精矿处理而研制的专用技术，用于尾矿处理 具有许多局限性 一段脱水工艺 3.1 膏体充填 选厂尾砂浆直接进入深锥浓密机中进行浓缩脱水。 工艺简单，只一段脱水； 底流浓度大，76%84%； 回水质量高； 对设备操作要求极为严格 深锥浓密技术是处理超细全尾的专用技术，具有良好的发 展前景。 深 锥 浓 密 机 理 浓 度 越 向 下 越 高 立柱的作用是在运动过程中打破压密层颗 粒与水之间的静力平衡，为水的向上排出 提供通道。 锥部浓度分布示意 颗 粒 间 距 越 向 下 越 小 全尾砂借助絮凝作用快速沉降至锥部，进行压密脱水 3.1 膏体充填 3.1 膏体充填 膏体搅拌工艺 使所有物料混合均匀，实现流态化，为管道输送提供条件 制备 方式 p立式高速活化搅拌混合 p卧式多级连续搅拌混合 p立式卧式串联制备 难点：超细颗粒含量高，表面积大大增加，全尾矿与水难点：超细颗粒含量高，表面积大大增加，全尾矿与水 泥混合均匀难度大。泥混合均匀难度大。 膏体输送工艺 3.1 膏体充填 膏体输送方法 自流输送： 利用垂直管段膏体提供的势 能来克服整个管线内的阻力 泵压输送： 利用泵压克服管道阻力 L H L H 随着开采深度的不断延伸，为自流输送提供了有利条件， 自流输送是膏体充填的发展方向 3.1 膏体充填 膏 体 输 送 理 论 流核区的厚度半径： 膏体存在流核结构，这是是膏体输送特性之一。 r0 低浓度时，轻微剪切变稠； 高浓度时，明显剪切变稀。 低剪切速率时，轻微剪切变稠； 高剪切速率时，明显剪切变稀。 尾矿经过脱水处理后产出的一种高浓度/膏体尾矿砂形成非 饱和致密稳固的尾矿堆。 3.2 尾矿膏体排放 尾矿堆存 新西兰尾矿干堆效果图 尾矿堆存 干式： 滤饼的形式 汽车、皮带运输 半干式： 膏体的形式 管道输送 发展趋势 工艺更简单 成本更经济 3.2 尾矿膏体排放 u尾矿高效浓密 u尾矿管道输送 u尾矿快速蒸发 u 蒸发量大于降水量的干燥条件； u 尾砂细度足以形成可堆积的膏体而 不需要使用太多的絮凝剂； u 堆积场大、较平，可借助阳光快速 干燥。 技 术 关 键 适 用 条 件 3.2 尾矿膏体排放 尾矿堆存方式分类 可泵送可泵送不可泵送不可泵送 膏体尾矿 浓缩尾矿 尾矿浆 湿滤饼 干滤饼 p 水资源消耗大 p 渗流状况取决于库型 p 需要建坝 p 运行费用低 p 环境影响大 p 水资源消耗小 p 无渗流 p 建坝费用低 p 运行费用高 p 建坝费用低 p 运行费用低 p 环境影响小 p 渗流量小 传统湿排传统湿排膏体排放膏体排放干堆干堆 3.2 尾矿膏体排放 尾矿膏体排放技术传统尾矿直排技术 优点 (1)环保效益突出 (2)节约大量生产用水,确保地处 干旱地区矿山正常生产 (3)有利于回收尾矿废水中所含 金属 (4)节约大量的药剂消耗 (1)传统工艺风险小 (2)生产运营成本低 (3)建设周期短,可使企业早 投产、早见效 (4)基建投资少 缺点 (1)早期设备投资较多 (2)生产运营成本较高 (1) 易造成尾矿跑冒,将直 接危害下游居民 (2) 有害物质渗透到地下, 污染地下水资源 (3)易出现尾矿坝坍塌事件 (4)占地面积大 尾矿膏体排放与尾矿直排技术对比 3.2 尾矿膏体排放 4、工程实例 4.1 膏体充填国内外应用概况 国家矿山采矿方法充填材料 灰砂比或水 泥耗量 输送 方式 充填 浓度 输送能力 美国 幸运星期五矿下向分层充填全尾砂6%-10%水泥 泵送82%125t/h 霍姆斯特克金矿 VCR嗣后充填废石、尾砂1:20 加拿 大 克莱顿矿深孔空场采矿法 分级尾砂、炉渣 、生石灰 10-30:1自流 70%- 72% 南非库克-3号矿房柱法尾砂膏体30-40Kg/m3泵送100m3/h 德国格隆德铅锌矿 下向分层进路式 胶结充填 全尾砂、重介质 分级尾砂 6%水泥泵送 75%- 88% 30m3/h 澳大 利亚 芒特艾萨矿 分段空场嗣后充 填法 块石胶结1%水泥皮带15*105m3/a 坎宁顿矿全尾砂2%-4%水泥自流79%158t/h u 80年代中期，膏体充填技术迅速在美国、加拿大、澳大利亚 、南非等许多国家得到应用。 u 尾矿膏体处置成为国际研究前沿，已经召开了13届关于膏体 与尾矿浓密技术的国际学术会议。 矿山采矿方法充填类型 灰砂比或水 泥耗量 输送方 式 充填浓 度 输送能力 金川公司下向进路式棒磨砂膏体220kg/m3泵送7779% 7080m3/h 铜录山上向进路式碎石膏体180kg/m3泵送8486% 4050m3/h 驰宏公司上向进路式水淬渣膏体1：8自流80%4060m3/h 冬瓜山阶段嗣后充填全尾高浓度1：8自流7276% 80120m3/h 孙村煤矿 长壁后退式综 采采煤法 煤矸石膏体1：19泵送7275%100120m3/h 张马屯阶段嗣后充填全尾高浓度109.5kg/m3自流60%50m3/h 4.1 膏体充填国内外应用概况 u 中国膏体充填技术研究紧随其后，目前已经在金属矿、煤 矿、铁矿与铝工业上开始应用研究。 u 大多处于工业试验阶段，商业化生产较少，主要在关键技 术、主要设备、监测技术方面受到制约。 开 采 特 点 水：该矿为含水岩脉，每天从地下开采区抽出 的用水量约为9800m3。 深：库克3号矿井的深度为1373m，目前回采 深度到达地表以下800m。 地层构造复杂： 1）由地壳隆起造成的张断层 2）由裂缝网造成的局部褶皱 库克3号矿井是南非兰德方丹集团采金公司所属的库克矿 区的主力矿山，采用房柱法开采，采场采用膏体充填。 4.2 Eldorado 集团 Cook3号矿膏体充填 充 填 材 料 配 比 l尾矿中含有较高的硫酸盐，影响到 后期强度。 l粉煤灰延缓了充填混合料的水化期 ，养护期长达12d。 l充填料的颗粒很细，水的渗滤或排 泄缓慢。 l充填料浆粘度很高，不宜泵送。 现今配比： 95%的尾砂 4.5%的磨细粒 化炉渣 0.5%的活化剂 初期配比： 7%的粉煤灰 3%的水泥 90%尾砂 l 实现了无水泥充填 l 地表取样的充填体强度28d达 到0.93MPa l 井下充填体强度比地表高1倍 4.2 Eldorado 集团 Cook3号矿膏体充填 尾砂高效浓密机 储仓储仓 螺旋搅 拌桶 螺旋搅 拌桶 矿 渣 仓 活化 剂仓 中央 储仓 衬套管泵衬套管泵 絮凝剂，絮凝剂，30g/t30g/t 密度密度1.3t/m1.3t/m 3 3 密度密度 1.6t/m1.6t/m 3 3 600m600m 3 3 ， 空气搅拌空气搅拌 63m63m 2 2 水平真空带式过滤机水平真空带式过滤机 滤饼密度滤饼密度1.98t/m1.98t/m 3 3 全尾砂膏体全尾砂膏体 KOS-2170KOS-2170型型PMPM公司双活塞泵公司双活塞泵 双仓式泵，双仓式泵， 风压风压0.4MP0.4MP 螺旋给料机螺旋给料机 KOS-2170KOS-2170型型PMPM公司双活塞泵公司双活塞泵 地表 地下 采场采场 充填工艺流程 4.2 Eldorado 集团 Cook3号矿膏体充填 充填 效果 该矿井每天的最大充填量为1500m3。充填量逐月上升 ，充填成本逐月下降。 4.2 Eldorado 集团 Cook3号矿膏体充填 水深 碎难 开 采 特 点 4.3 云南某矿山膏体充填实例 矿山积存了60多万t的选矿尾砂和100多万t的炼 铅淬渣，而且每年地表尾砂和水淬渣积存量以 2530万t的速度激增。 矿区属于长江上游水土保持和环境保护区，工业 废物排放和堆存受到严格限制 受矿区地形的限制，尾矿库和水淬渣场已无法扩 容 全尾产率仅30%，无法满足充填需求。 应 用 前 提 条 件 4.3 云南某矿山膏体充填实例 膏体物料的基本物理性能参数 项目比重 容重 (t/m3) 孔隙率 (%) 比表面积 (m2/m3) 水泥3.11.358.06582000 全尾砂2.711.8834.35902000 水淬渣2.591.1854.44 全尾砂的比表面积几 乎是水泥的2倍。全 尾砂粒级超细，水泥 已经难以裹住全尾砂 。采用普通胶结充填 时其凝结性能较差 膏体料浆中细粒含 量(-20m)己达到 57.95%，几乎没有 40450m的骨料， 这种骨料级配是极不 合理的。 物 料 基 本 属 性 4.3 云南某矿山膏体充填实例 一个核心深锥浓密机 三大系统 尾砂浆脱水浓缩系统 膏体搅拌制备系统 膏体泵送输送系统 一大特色DCS集散控制系统 核 心 与 特 色 制备站全景制备站全景 空区充填浆体形态空区充填浆体形态 4.3 云南某矿山膏体充填实例 u 絮凝沉降 u 中心传动耙架 u 底流循环 u溢流清澈 u底流浓度达72%78% 全尾浓缩效果全尾浓缩效果 全 尾 浓 密 系 统 浓浓 密密 机机 驱驱 动动 电电 机机 底底 部部 结结 构构 4.3 云南某矿山膏体充填实例 深锥浓密机 u 水泥控制与计量 u 全尾控制与计量 u 水淬渣控制与计量 u 二段连续搅拌 u 膏体均质不离析 u 膏体浓度达78%80% 膏体制备效果膏体制备效果 膏 体 制 备 系 统 水泥水泥水淬渣水淬渣 搅搅 拌拌 机机 全尾砂全尾砂 4.3 云南某矿山膏体充填实例 制备系统 活塞泵送系统（12MPa） 二段钻孔长度485m和302m 最大输送距离4117m 充填倍线3以下可自流输送 钻孔磨损严重 膏体输送效果膏体输送效果 膏 体 输 送 系 统 压力泵压力泵 井下充填系统井下充填系统 4.3 云南某矿山膏体充填实例 膏体输送系统 u 所有物料流量由计算机精确 控制 u 所有设备通过系统的设置参 数来控制其开关和运行状态 u 操作人员数量下降 u 物料配制精确提高 集散系统使用效果集散系统使用效果 计 算 机 控 制 系 统 DCSDCS室工作人员室工作人员 各作业点工业电视各作业点工业电视 4.3 云南某矿山膏体充填实例 DCS集散控制 序号指标名称单位数量 1充填能力M3/h60 2充填浓度%7881 3水泥单耗 Kg/m3205 4絮凝剂单耗g/m320 5水t/m31.16 6电Kwh/m36.67 7充填体成本元/m3171.6 8年充填量万m314.1 9年回水量万m315 10年用水量万m31.8 11采矿损失率%3 12采矿贫化率%8 1. 膏体充填应用成功的 关键在于大大简化了 工艺流程。 2. 采用深锥浓密机进行 一段浓密脱水，在地 表进行水泥干式添加 工艺，采用2025cm 的大塌度膏体物料进 行充填，降低了膏体 充填工艺的实际运用 难度。 3. 膏体充填浓度达到 7881%，最大日充填 1264 m3，月均充填能 力也达到11000 m3。 生 产 实 践 效 果 4.3 云南某矿山膏体充填实例 4.4 尾矿堆存国内外概况 国外尾矿堆存概况 u 加拿大的Robinsky于1973年首次提出“高浓度排放” 概念，但真正地在全世界范围内推广应用是在1990年 之后 u 国外比较成熟的做法是,首先将矿浆压缩成滤饼,再加 水调整至合适的输送浓度 u 堆场排放方式主要以中央浓缩排放为主,也有四周排放 与山谷排放方式 4.4 尾矿堆存国内外概况 名称名称年份年份浓度浓度备注备注 The Kidd Greek Mine/铜锌 1973干燥后80.4%中心浓缩排放（CTD） The Alcan Vaudreuil /铝土 1987 干燥前50% 干燥后65% 80年代中期完成传统赤泥湿 排向干堆的改造 The Falconbrige Strathcona 1998 极冷环境下的浓缩尾矿的生 产和沉积 Aloca/铝1985 47%-51% 干燥后70% 使用从铝工业发展而来的干 堆技术 The Peak Mine/金铜199255%-62%CTD The Osborne Mine/ 铜金 199672%-74%边坡角4% The Century Zinc Mine/锌 199952%-58%下山谷排放模式(DVD) The Sunrise Dam Gold Mine/金 2003-CTD技术,边坡角1.5%-2% 国内尾矿堆存概况 国内开始使用尾矿堆存始于20世纪90年代，主要用于黄金尾矿 和铝矿赤泥的处理。 矿山投入年份滤饼浓度工艺流程 归来庄金矿199322%-23%尾矿压滤 皮带运输 堆场堆存 柴胡栏子金矿199417%-18% 排山楼金矿199720% 沟谷型：中国铝业河南分公司赤泥堆场、中州分公司烧结法赤 泥堆场 平地高台型：山西分公司湿法赤泥堆场、广西分公司干法赤泥 堆场 人工凹地型：山东分公司第二赤泥堆场 黄金黄金 尾矿尾矿 干堆干堆 矿山矿山 4.4 尾矿堆存国内外概况 铝厂铝厂 赤泥赤泥 处理处理 p 首次采用干法输送、干法堆存技术的赤泥堆场 p 堆场占地45hm2，共分为5个库区 p 至2003年，最高赤泥堆积高度达20m，累计堆存赤泥650万t， 使用堆场库容400万m3 赤泥堆场剖面示意图 4.5 某铝厂地表膏体排放实例 排水层 防渗层 排水管 溢流管 （逐层加高） 分期子坝 堆存赤泥 土石基层 项目 湿容重 /g.cm-3 干容重 /g.cm-3 空隙比 饱和度 /% 压缩系数 /MPa 塑性指 数/% 范围值范围值1.941.94-2.25-2.251.34-1.831.34-1.830.83-1.520.83-1.5290-10090-1000.19-0.720.19-0.728.0-14.68.0-14.6 平均值平均值2.112.111.601.601.091.0998980.320.3211.811.8 赤泥粒级较细，属中等压缩性土，具有饱和的粉质粘土的某些特性 堆场赤泥基本性质表 级 配 曲 线 粒径小于0.019mm的含量 为74%，属于细粒尾矿。 4.5 某铝厂地表膏体排放实例 堆场运行情况 堆场内各库区轮流进行均 衡布料，每层排放厚度控 制在40cm左右，实现四周 向中央排放方式 现 场 赤 泥 排 放 赤泥 布料 赤泥 干燥 干燥到含水量30可视为 一个干燥周期，然后排放 第二层赤泥。 排 放 一 层 赤 泥 4.5 某铝厂地表膏体排放实例 干 燥 程 度 的 检 测 及 分 析 取 样 孔 布 置 取样编号取样编号 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 平均含水率平均含水率/ /%34.934.935.835.836.036.036.736.734.834.834.334.3 平均饱和度平均饱和度/ /%99.399.399.999.999.999.998.798.799.499.4100100 各库区赤泥平均含水量 含水量不仅表征着堆场 赤泥干燥程度，也是衡 量堆场稳定性的重要指 标。 饱和度是指孔隙水与 空隙体积之比 4.5 某铝厂地表膏体排放实例 干 燥 程 度 的 检 测 及 分 析 一般认为，赤泥含水量应随深度的增加而逐渐降低。 但从检测结果看，其趋势并不明显。 1-3号取样孔取样深度和含水率关系图 赤泥含水量在30%-40%波动，其原因主要是赤泥细度、 表层结壳和水分下渗 4.5 某铝厂地表膏体排放实例 堆 场 裂 纹 赤泥经过脱水、析水、干燥硬化，堆场表层赤泥由 流塑状态变为硬塑状态，形成结构强度 赤泥由于蒸发、附液的分离、下渗等而逐渐干固， 堆场表面会开始出现裂缝现象 开裂发育延伸破裂被翻晒破坏被赤泥覆盖重新开裂 成 因 沉降缝 干缩缝 温度缝 可溶盐溶解 4.5 某铝厂地表膏体排放实例 实 施 效 果 p 按照目前的运行模式，堆积体在最终堆积高度达到 50-60m的使用年限内，仍然保证其边坡稳定性； p 堆场赤泥干燥到含水量35%以下时，可以视为一个干 燥周期完成； p 随着赤泥层厚度的增加，到达底部排水层的赤泥附 液将逐渐减少，逐步演变为降低堆存体水头的安全 措施； p 堆场干燥以迅速排除表面集水和蒸发干燥为主，其 晒面积是制约赤泥干燥的重要因素。 4.5 某铝厂地表膏体排放实例 4.6 秘鲁COBRIZA MINE膏体排放实例 工程背景 座落在山区，海拔2300以上； 此前的尾矿处置是将其直接排入当地 河流，由于环境原因必须进行改造，但 地形不允许传统湿排。 如不及时改造，将造成7500人失业； 全年气候干燥，年降水量63mm，温度 12-31，蒸发量大； 选厂与尾矿库的距离较大。 Cobriza工厂概貌 由此决定了Cobriza矿山向膏体排放的模式进行改造 在一个处理量为30t/d的小深锥 中模拟进行，经过30天的连续运 行，结果表明能连续获得浓度为 76%以上的不离析尾矿，且深锥 底流塌落度为21.623.5cm。 深 锥 试 验 塌 落 度 测 量 流 槽 示 意 图 流槽试验用来预测和反应自 然沉积时可能出现的沉积角 ，一般在110%左右。 流 槽 试 验 4.6 秘鲁COBRIZA MINE膏体排放实例 工艺流 程特点 4.6 秘鲁COBRIZA MINE膏体排放实例 u分级尾矿用于充填，微细粒用于膏体堆存 u深锥浓密后直接向尾矿库排放 u均采用泵压输送 运行 情况 经过反复的调试和运行，深锥达到330t/d的处 理量，底