1.本發(fā)明涉及一種主要用于在采礦業(yè)中對鐵礦石選礦工藝中的尾礦進(jìn)行干堆處理的方法。

背景技術(shù)：

2.鐵礦石選礦工藝旨在從(開采礦石)提取產(chǎn)生的材料中分離和富集出鐵含量高、經(jīng)濟(jì)附加值高的所需材料。在采礦業(yè)最常用的工藝包括開采礦石的粉碎(破碎和磨礦)、粒度分級和分選富集(浮選和磁選)等單一操作組成的幾個階段。所述選礦過程還會產(chǎn)生鐵含量低、經(jīng)濟(jì)附加值低的尾礦材料。由于礦石選礦過程通常涉及加水，所以尾礦通常以泥漿形式產(chǎn)出，并在尾礦庫大壩中進(jìn)行處理。

3.目前，采礦業(yè)每年產(chǎn)生數(shù)億噸尾礦。這些尾礦很大一部分在尾礦庫大壩中進(jìn)行處理，這會產(chǎn)生巨大的建設(shè)、運營和管理成本，以及嚴(yán)重的環(huán)境風(fēng)險和大壩破裂等重大災(zāi)害風(fēng)險。一旦大壩出現(xiàn)裂縫，就會向環(huán)境中排放數(shù)百萬立方米的尾礦，將使得社區(qū)流離失所，河流和湖泊等飲用水儲備被污染，當(dāng)?shù)貏又参锸艿絺?，人類和動物的生計遭受破壞。即使目前已盡最大努力采用了現(xiàn)有技術(shù)，但采礦尾礦大壩的破損仍構(gòu)成了災(zāi)難性事故發(fā)生的罪魁禍?zhǔn)?，對社會、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)將造成嚴(yán)重后果。

4.考慮到這種情況，采礦行業(yè)進(jìn)行了大量投資，以開發(fā)一種能夠最大限度減少采礦、選礦活動負(fù)面影響的方法，特別是尾礦開采產(chǎn)生的影響。因此，旨在開發(fā)緩解鐵礦石選礦工藝中產(chǎn)生問題的新方法，這成為采礦業(yè)的重中之重。

5.有一種替選方案可盡量減少影響，涉及一種能取代在大壩中處理尾礦的方法，即在脫水后將尾礦進(jìn)行干堆處理。

6.鐵礦石選礦作業(yè)中產(chǎn)生的尾礦可分為兩種類型：

7.·尾礦砂，含約95％的顆粒，粒徑大于10μm且滲透系數(shù)大。在大多數(shù)設(shè)施中，此類尾礦是在浮選的單一操作中產(chǎn)生的，但是也可在其他分選富集方式?如磁選過程中獲得。

8.·超細(xì)尾礦或污泥，通常含60％或更多顆粒，粒徑小于10μm且滲透系數(shù)小。該尾礦是在脫泥的單一操作中形成，旨在為分選富集階段(浮選或磁選)準(zhǔn)備礦漿。

9.尾礦砂可以用脫水篩或過濾機(jī)等設(shè)備進(jìn)行脫水處理。由于產(chǎn)生的尾礦量大，而脫水篩處理能力較小，最可行的替代方法是在過濾機(jī)中脫水。

10.超細(xì)尾礦可在常規(guī)濃密機(jī)或高密度(hd?high density)濃密機(jī)中脫水，然后再進(jìn)行過濾，或在膏體濃密機(jī)中脫水。每種類型的濃縮都有其局限性，例如，由于當(dāng)?shù)氐牡匦?，不建議在巴西米納斯吉拉斯(minas gerais)州鐵四角(quadrilátero ferrífero)區(qū)作業(yè)時采用膏體濃縮工藝來作為脫水方式。

11.使用傳統(tǒng)工藝對鐵礦石選礦中的尾礦——特別是超細(xì)尾礦進(jìn)行脫水時，存在尤其是效率方面嚴(yán)重的操作問題。市場上最有效的脫水技術(shù)需要高額資本性支出(capex)和高額運營成本(opex)。因此，對尾礦進(jìn)行干堆處理的主要挑戰(zhàn)之一是是否存在高效且經(jīng)濟(jì)可行的脫水方法。

12.在目前技術(shù)條件下，存在一些對尾礦進(jìn)行干堆處理的方法，如boccamino(boccamino,g.d.脫水鐵礦尾礦干堆幾何學(xué)發(fā)展——在pico礦山運行的鈦鐵礦石處理廠(itm?i)中產(chǎn)生的尾礦的案例研究，ufop的碩士論文，歐魯普雷圖(ouro preto)，2017年)。本文包括對科學(xué)文獻(xiàn)中關(guān)于鐵礦石尾礦干堆一般信息的調(diào)查。所提供的實驗數(shù)據(jù)只能表明在濃縮和過濾步驟后，可以堆放100％的尾礦砂。另一方面，由于濃縮或過濾后的超細(xì)尾礦堆放特性不佳，因此廢石材料將被插入到堆放的尾礦中。

13.在boccamino描述的方法中，根據(jù)所述文件，每個干堆區(qū)域均包含了一種類型的尾礦，因此無論何時尾礦不得一起處理，且不得混合。值得注意的是，作者沒有提到任何關(guān)于干堆長期構(gòu)造參數(shù)和穩(wěn)定性信息，也未提及任何關(guān)于效率和經(jīng)濟(jì)可行性的考慮因素。

14.us2018/0111131號美國專利申請中披露了一種綜合回收低品位鐵礦石中鐵的方法。上述過程包括粉碎(破碎和磨礦)、分級、浮選、中間鐵精礦再磨、鐵精粉選礦，以及隨后將組合尾礦進(jìn)行干堆處理的步驟。

15.us2018/0111131號美國專利申請的主要重點是需要從礦物學(xué)角度解放鐵顆粒以提高回收率，這使得除了連續(xù)分級步驟外，還必須使用特定的磨礦設(shè)備。

16.本發(fā)明的方法流程與us2018/0111131號專利的方法流程在幾個方面存在差異，包括：未考慮由另一個高成本單一操作組成的鐵精粉選礦步驟；具有單一的過濾步驟，而不是分別過濾尾礦砂和超細(xì)尾礦；混合不同比例的尾礦(80％～90％的尾礦砂)。此外，us2018/0111131號專利未提供有關(guān)(粗細(xì)顆粒組成)全體尾礦過濾的主要技術(shù)挑戰(zhàn)信息。us2018/0111131號專利也未列舉所使用的過濾設(shè)備類型，以及操作所需運行參數(shù)。該專利也未提供有關(guān)干堆的長期構(gòu)造參數(shù)和穩(wěn)定性信息。

17.br1120170263963號巴西專利申請的權(quán)利要求與us2018/0111131號專利文件相同，描述了一種綜合回收礦石(主要是銅和金)中回收有價金屬的方法。br1120170263963號專利申請描述了一種方法，所述方法包括粉碎(破碎和磨礦)、分級、浮選、中間鐵精礦再磨、鐵精粉選礦，以及隨后將組合尾礦進(jìn)行干堆處理的步驟。

18.與us2018/0111131號文件一樣，br1120170263963號文件的主要重點是對金屬顆粒進(jìn)行礦物清除，以提高回收率，這使得除了連續(xù)分級步驟外，還必須使用特定的破碎和磨礦設(shè)備。

19.本發(fā)明的方法流程與br1120170263963專利的方法流程在以下幾個方面存在差異，包括：

20.·提供鐵礦石選礦的具體信息，而非有關(guān)化學(xué)?礦物學(xué)特性明顯不同的賤金屬的信息；

21.·未考慮到再磨之前的鐵精粉浮選步驟，該步驟包括一個明顯相關(guān)的高成本單一操作，是br1120170263963號文件中所要求的三種實施例中所必需的；

22.·具有一個單一過濾步驟，而非如br1120170263963號專利申請中實施例1和實施例2所述分別過濾尾礦砂和超細(xì)尾礦；

23.·未考慮到br1120170263963號專利申請中實施例3所要求的浮選后的分級步驟；

24.·使用不同的材料粒度：br1120170263963號專利申請中的粗顆粒是指粒徑大于75μm且小于750μm的顆粒，細(xì)顆粒是指小于上述粒徑的顆粒，而在本專利申請中，粗顆粒是指小于150μm且大于10μm的顆粒，細(xì)顆粒是指污泥顆粒(<45μm)。

25.此外，與us2018/0111131號專利申請一樣，br1120170263963號專利申請未提供有關(guān)尾礦過濾的主要技術(shù)挑戰(zhàn)信息。該文件未提及所使用過濾設(shè)備的類型，以及操作所需的運行參數(shù)。該文件也未提供有關(guān)長期堆放穩(wěn)定性的意見和構(gòu)造參數(shù)。

26.作為本專利申請的目的，在這一背景下開發(fā)了本發(fā)明所述的方法，并提出了一個經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上可行的解決方案，用于對鐵礦石選礦過程的尾礦進(jìn)行干堆處理，而不是在尾礦壩中處理。

27.發(fā)明目的

28.本發(fā)明旨在提供一種鐵礦石選礦過程中的尾礦進(jìn)行干堆處理的方法、而不是在尾礦壩中處理。

29.本發(fā)明的目的是提供一種可持續(xù)的尾礦處理方法，所述方法實現(xiàn)了水資源的有效利用，尾礦產(chǎn)生量明顯減少，因此，將大大縮小最終尾礦處理的影響區(qū)域。

30.本發(fā)明的另一個目的是提供一種在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上可行的對尾礦進(jìn)行干堆處理方法。

31.本發(fā)明的另一個目的是證明對尾礦進(jìn)行干堆處理結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和構(gòu)造可行性。

32.本發(fā)明的另一個目的是提供一種對尾礦進(jìn)行干堆處理方法，所述方法可添加到任何傳統(tǒng)的鐵礦石選礦廠中，而無需對工藝流程圖做任何改變，因為許多傳統(tǒng)的工廠主要是在鐵四角(quadrilátero ferrífero?mg)區(qū)內(nèi)運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

33.本發(fā)明公開了一種對鐵礦石選礦過程中的尾礦進(jìn)行干堆處理方法，所述方法包括以下步驟：濃縮超細(xì)尾礦，濃縮尾礦砂，按80％?90％(重量)尾礦砂、10％?20％(重量)超細(xì)尾礦(污泥)的比例混合尾礦，加入凝結(jié)劑，加入絮凝劑，過濾混合物，過濾后的尾礦堆放。

34.與傳統(tǒng)方法不同，本發(fā)明提供了一種經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上可行的對尾礦進(jìn)行干堆處理方法，其適用于任何傳統(tǒng)的鐵礦選礦廠，而無需對工藝流程進(jìn)行任何改變。

附圖說明

35.下面結(jié)合相應(yīng)附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：

36.圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)(1a)與本發(fā)明中對尾礦進(jìn)行干堆處理的路線(1b)比較流程圖；

37.圖2示出了本發(fā)明中對尾礦進(jìn)行干堆處理方法步驟的詳細(xì)流程圖；

38.圖3示出了含80％所述尾礦砂和20％所述超細(xì)尾礦的混合物的代表性顆粒大小曲線；

39.圖4示出了含90％所述尾礦砂和10％所述超細(xì)尾礦混合物的粒度曲線；

40.圖5示出了含80％所述尾礦砂和20％所述超細(xì)尾礦混合物的壓實曲線；

41.圖6示出了自卸卡車車輪在用80％所述尾礦砂和20％所述超細(xì)尾礦混合物建造的干堆壩上留下的痕跡；

42.圖7示出了采用80％所述尾礦砂和20％所述超細(xì)尾礦混合物建造的干堆壩完工后的工作廣場照片；

43.圖8示出了含90％所述尾礦砂和10％所述超細(xì)尾礦混合物的壓實曲線；

44.圖9示出了含90％所述尾礦砂和10％所述超細(xì)尾礦混合物分散在干堆壩中的照片；

45.圖10示出了在干堆壩分散含90％所述尾礦砂和10％所述超細(xì)尾礦混合物3天后的平地照片；

46.圖11示出了使用裝有荷載的775型越野卡車進(jìn)行尾礦堆壓縮試驗的照片；

47.圖12示出了在尾礦干堆上植被準(zhǔn)備和種植的照片；

48.圖13示出了種植植被6個月后的尾礦干堆照片。

具體實施方式

49.本發(fā)明可能具有不同的實施例，附圖及以下詳細(xì)討論中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書只是本發(fā)明原理的一個示例，而非意在將本發(fā)明限于本說明書該所示范圍內(nèi)。

50.除非另有說明，否則以下所示的所有比例和百分率均為重量比。

51.本發(fā)明主要涉及一種用于鐵礦石選礦工藝中對尾礦進(jìn)行干堆處理的方法，包括以下步驟：

52.a.在高密度(hd?high density)濃密機(jī)中濃縮超細(xì)尾礦；

53.b.在常規(guī)濃密機(jī)中濃縮尾礦砂；

54.c.將尾礦按80％～90％(重量)所述尾礦砂和10％～20％(重量)所述超細(xì)尾礦的比例混合，然后添加尾礦混合物預(yù)處理1中的凝結(jié)劑；

55.d.添加絮凝劑，然后對尾礦混合物進(jìn)行預(yù)處理2操作；

56.e.在立式圓盤真空過濾機(jī)中過濾所述尾礦混合物；

57.f.對過濾后的所述尾礦混合物進(jìn)行堆放。

58.采礦業(yè)最常使用的鐵礦石分選富集工藝是浮選工藝。實施所述工藝前，需要先執(zhí)行脫泥步驟，包括除去可能影響濃縮過程效率的超細(xì)礦石。

59.一般來說，這種礦石的脫泥是通過水力旋流器設(shè)備來完成的。如圖1中所示，由超細(xì)礦石組成的來自脫泥的溢流，將被引至后續(xù)的濃縮工藝中。在此濃縮步驟中，濃縮超細(xì)礦石的同時，進(jìn)行工藝用水回收。如圖1a所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，濃縮超細(xì)礦石的目的地是尾礦壩。從脫泥步驟流出的水流被稱為底流，然后底流進(jìn)入浮選步驟。如圖1a所示，浮選過程產(chǎn)生的最終產(chǎn)品是鐵精礦以及在大壩中進(jìn)行處理的尾礦砂。

60.本發(fā)明使用脫泥產(chǎn)生的所述超細(xì)尾礦和浮選產(chǎn)生的所述尾礦砂作為起始材料。如圖1b所示，尾礦經(jīng)過濃縮、混合、處理、過濾和堆放，后文將進(jìn)行詳細(xì)說明。

61.浮選產(chǎn)生的所述超細(xì)尾礦主要由矸石礦物(主要是石英和高嶺土)和鐵礦物組成。通常情況下，所述超細(xì)尾礦約有60％的顆粒粒徑低于10μm，20％的粒徑低于3μm，最大顆粒尺寸(top size)接近45μm。

62.浮選產(chǎn)生的所述尾礦砂主要由礦物石英和赤鐵礦組成。通常情況下，所述尾礦砂中，約有90％的顆粒粒徑低于150μm，50％的顆粒粒徑低于75μm，30％的顆粒粒徑低于45μm，僅5％的顆粒粒徑低于10μm。

63.如圖2流程圖所示，本發(fā)明所述方法的第一步驟是使用高密度(hd?high density)濃密機(jī)對所述超細(xì)尾礦進(jìn)行濃縮。

64.使用傳統(tǒng)方法對所述超細(xì)尾礦進(jìn)行脫水會帶來特別是效率方面的嚴(yán)重操作問題。由于這個原因，建議使用特殊的濃縮設(shè)備，如高密度(hd?high density)濃密機(jī)。

65.高密度濃密機(jī)有能力處理固體質(zhì)量濃度在20％至45％之間的材料，并獲得密度較高、固體質(zhì)量濃度為35％至55％的底流，以便以后與所述尾礦砂混合。優(yōu)選地，所述超細(xì)尾礦濃縮后的固體百分比為45％至55％。

66.高密度(hd?high density)濃密機(jī)的特點是橫向高度等于或大于6米，與常規(guī)濃密機(jī)相比，面積較小，有利于提高底流濃度。

67.如圖2所示，本發(fā)明所述方法的第二步驟為濃縮所述尾礦砂，與所述超細(xì)尾礦濃縮步驟同時進(jìn)行。浮選產(chǎn)生的尾礦砂構(gòu)成了含有30％～45％的固體質(zhì)量濃度和大量氣泡的礦漿。常規(guī)濃密機(jī)有能力將礦漿中的固體質(zhì)量濃度提高到60％～70％(后續(xù)過濾機(jī)的最佳效率點)；減少氣泡發(fā)生，以便通過臥式渣漿泵輸送礦漿；并回收水使之在該流程中進(jìn)行再循環(huán)。優(yōu)選地，所述尾礦砂濃縮后的固體百分比為65％。

68.優(yōu)選地，圖2所示的本發(fā)明所述方法的第三步驟為尾礦混合，按80％～90％(重量)的所述尾礦砂和10～20％(重量)的所述超細(xì)尾礦的比例混合，并加入用于該尾礦混合物預(yù)處理1中的所述凝結(jié)劑。

69.在對每種尾礦進(jìn)行不同比例試驗后，建議使用最大90％重量的所述尾礦砂，因為尾礦砂數(shù)量越多，干堆建成后的風(fēng)阻就越大。對于經(jīng)處理的所述尾礦砂，還應(yīng)該提供非常有效或積極的抗風(fēng)阻系統(tǒng)，因為當(dāng)表面濕度值低于5.5％(采礦濕度)時，大風(fēng)所攜帶的顆粒體積非常大。當(dāng)所述尾礦砂與所述超細(xì)尾礦同時存在的情況下，風(fēng)阻會顯著減少。

70.關(guān)于所述超細(xì)尾礦的使用比例，建議使用最大20％重量的所述超細(xì)尾礦，因為超過這個比例，干堆的可操作性性能會顯著下降。發(fā)生上述情況是因為總過濾尾礦的水分超過了臨界水分，超過了材料飽和度的100％，從而給建成干堆壩帶來了很大的困難，出現(xiàn)“膠狀”行為(卡車試圖通過而在干堆壩上產(chǎn)生的大開口)。因此，不得在所述尾礦處理后立即將其壓實成干堆。如果使用20％重量以上的超細(xì)尾礦，所述尾礦必須在處理后在干堆壩放置4至5天，確保水分減少后才能對其進(jìn)行壓實。上述事實可能影響所述方法的操作性。

71.因此，可得出結(jié)論，高效且技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可行方法的理想比例是使用80％至90％重量的所述尾礦砂，以及使用10％至20％的所述超細(xì)尾礦，但是本發(fā)明并未限制其他比例的使用。

72.所述尾礦砂與所述超細(xì)尾礦的混合將在攪拌罐內(nèi)進(jìn)行，攪拌時間為10至15分鐘，或直到材料完全均質(zhì)為。在同一混合罐中，按照100～130克/噸(每噸所述尾礦混合物中的所述凝結(jié)劑克數(shù))的比例加入所述凝結(jié)劑，然后保持至少10分鐘的攪拌。

73.所使用的所述凝結(jié)劑必須是一種促進(jìn)凝結(jié)的產(chǎn)品，用于去除懸浮物，進(jìn)行固/液分離，加速固體沉淀。wd 545pi凝結(jié)劑是所述實施例采用的凝結(jié)劑，由werdyal tratamento ambiental ltda公司銷售。添加所述凝結(jié)劑可促進(jìn)混合物的ph值下降，有利于后續(xù)的過濾步驟。

74.根據(jù)圖2所示，本發(fā)明所述方法的第四步驟包括向尾礦混合物中添加所述絮凝劑。添加該所述絮凝劑的目的是將細(xì)小顆粒絮凝成長片狀，從而提高材料的過濾效率。

75.所述絮凝劑的添加必須在過濾步驟之前立即進(jìn)行，因為攪拌或泵送產(chǎn)生的剪切力會破壞片狀絮凝物，破壞其完整性。鑒于此，建議在緊靠過濾前部的位置安裝一個絮凝箱。

76.所述絮凝劑的添加比例為15～30克/噸(每噸所述尾礦混合物中的所述絮凝劑克數(shù))。實施例中采用的所述絮凝劑是由snf floerger公司銷售的flopam an 934mpm陰離子絮凝劑粉末。

77.如圖2所示，本發(fā)明所述方法的第五步驟是在立式圓盤真空過濾機(jī)中過濾混合物。當(dāng)所述絮凝箱中加入所述絮凝劑后，所述尾礦混合物被提交給過濾過程，其過濾速率(tuf)為1.4～2.4噸/小時/平方米。圓盤真空過濾機(jī)必須在1～2rpm的速度范圍內(nèi)運行。最終濾餅的水分含量為10％～18％，優(yōu)選為13％～14％。

78.如圖2所示，過濾后的尾礦進(jìn)入本發(fā)明所述方法的最后步驟，即對尾礦進(jìn)行干堆處理。過濾后的尾礦從過濾廠運送并卸貨至處理場所并。

79.采用廢石堆放作業(yè)中通常采用的施工方法，使得過濾后尾礦具有不同高度的分層。在所述方法中，履帶式拖拉機(jī)平整(“破碎”)尾礦干堆時，應(yīng)鋪開尾礦，有規(guī)律地前進(jìn)，從而形成均勻厚度層，創(chuàng)建一個新的區(qū)域(“廣場”)供卡車處理材料。重復(fù)該過程，直到達(dá)到下一層的最終高度。干堆壩的壓實是通過卡車和拖拉機(jī)在壩體表面的來往通行來得以實現(xiàn)。

80.因此，雖然只示出了本發(fā)明的一些實施例，但應(yīng)理解為，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員可做出各種省略、替換和改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。在任何方面，該等實施例都應(yīng)被視為僅出于示例目的而非限制本發(fā)明的范圍。

81.要明確說明的是，所有通過實質(zhì)上相同的方式發(fā)揮相同功能以獲得相同結(jié)果的元素組合均在本發(fā)明范圍內(nèi)。將一種實施方法中的某些元素替換為其它元素也完全在本發(fā)明的意圖和考慮范圍內(nèi)。還應(yīng)闡明的是，如所附權(quán)利要求的范圍所示，這些附圖不一定按比例繪制，其本質(zhì)上僅為示意性附圖。

82.提供以下實施例的說明僅用于幫助理解本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍。

83.實施例

84.在一個試驗工廠進(jìn)行了鐵礦石尾礦處理試驗，以評估在技術(shù)和操作上對尾礦進(jìn)行干堆處理的可行性。對鐵四角(quadrilátero ferrífero)區(qū)(巴西米納斯吉拉斯(minas gerais)州)內(nèi)鐵礦作業(yè)的緊密結(jié)構(gòu)鈦鐵礦石進(jìn)行處理，其所產(chǎn)生的尾礦被用于該試驗。

85.表1列出了試驗工廠測試中使用的所述尾礦砂和所述超細(xì)尾礦的平均化學(xué)成分。

86.表1——鐵礦石尾礦的化學(xué)成分

[0087][0088]

第一步包括在一個高密度濃密機(jī)(hd?high density)中濃縮所述超細(xì)尾礦。獲得的底流固體質(zhì)量濃度為45％～55％。

[0089]

第二步包括在常規(guī)濃密機(jī)中濃縮所述尾礦砂。使用了一個直徑8.2米的常規(guī)濃密機(jī)，處理能力為110噸/小時，單位面積為0.020平方米/噸/天。由于可能在底流中達(dá)到預(yù)期固體濃度(60％～65％)，而在溢流中沒有大量固體存在(<0.3％)，所以雖已安裝了絮凝劑計量投放系統(tǒng)，但并未證明該系統(tǒng)對測試尾礦的必要性。但即使無固體存在，溢流也為渾濁狀態(tài)，因為濃密機(jī)進(jìn)料中的礦漿或浮選尾礦的ph值在8.4～8.9之間，在此ph值下的超細(xì)顆粒分散并以膠體形式流動。

[0090]

第三步包括在攪拌罐中將所述尾礦砂與所述超細(xì)尾礦進(jìn)行混合。應(yīng)進(jìn)行多次試驗，以觀察具有不同所述尾礦砂和所述超細(xì)尾礦比例的尾礦混合物的行為。但是，從表2中可以看出，當(dāng)不超過20％的超細(xì)尾礦和90％的尾礦砂的限制時，可獲得最佳結(jié)果。由此得出的結(jié)論是，使用80％～90％重量的所述尾礦砂和10％～20％的所述超細(xì)尾礦是高效且技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行方法的理想選擇。尾礦混合物均勻混合攪拌時間從10～15分鐘不等。

[0091]

圖3示出了含80％所述尾礦砂和20％所述超細(xì)尾礦混合物的代表性粒度曲線。圖4示出了含90％所述尾礦砂和10％所述超細(xì)尾礦混合物的粒度曲線。

[0092]

在混合罐本身中，將添加werdyal tratamento ambiental公司銷售的wd 545pi原始濃度89％的所述凝結(jié)劑。對于含80％所述尾礦砂和20％所述超細(xì)尾礦比例的混合物試驗，所述凝結(jié)劑的添加量為114克/噸(每噸尾礦混合物中的凝結(jié)劑克數(shù))。對于含90％尾礦砂和10％所述超細(xì)尾礦比例的混合物試驗，所述凝結(jié)劑的添加量為116克/噸(每噸所述尾礦混合物中的所述凝結(jié)劑克數(shù))?；旌瞎藜尤胨瞿Y(jié)劑后，攪拌10分鐘。所述凝結(jié)劑的加入使得混合物的ph值從8.5～9.0降至6.0～8.0。酸度的增加有利于隨后的過濾步驟。

[0093]

第四步包括在所述尾礦混合物中加入由snf floerger公司銷售的flopam an 934mpm陰離子絮凝劑粉末，稀釋度為0.5％。對于含80％所述尾礦砂和20％所述超細(xì)尾礦比例的混合物試驗，所述絮凝劑添加量為21克/噸(每噸所述尾礦混合物中的所述絮凝劑克數(shù))。對于含有90％所述尾礦砂和10％所述超細(xì)尾礦比例的混合物測試，所述絮凝劑添加量為18克/噸(每噸所述尾礦混合物的所述絮凝劑克數(shù))。所述絮凝劑應(yīng)在絮凝箱中加入，所述絮凝箱應(yīng)緊靠圓盤真空過濾機(jī)的前方。

[0094]

所述方法的第五步包括在立式圓盤真空過濾機(jī)中過濾所述混合物。使用帶10個直徑為6米圓盤的flsmidth過濾機(jī)，過濾面積47m2。

[0095]

如表2所示，加入所述絮凝劑后，應(yīng)立即對所述尾礦混合物進(jìn)行過濾過濾速率(tuf)從1.4～2.4噸/小時/平方米不等。最終濾餅的水分含量約為14％。圓盤真空過濾機(jī)應(yīng)在1～2rpm的速度范圍內(nèi)運行。

[0096][0097]

表2——圓盤真空過濾機(jī)中過濾所述尾礦混合物的結(jié)果

[0098]

圓盤過濾機(jī)中使用了不同供應(yīng)商的兩種類型的濾布，兩者都性能良好。包括：

[0099]

·casfil供應(yīng)商：100％聚丙烯纖維；單絲紗；緞紋組織；重量285g/m2；厚度0.48mm；空氣滲透率36m3/min/m2；壓光表面處理。

[0100]

·valmet供應(yīng)商：pt2031 sk濾布；單絲紗。

[0101]

使用的特殊泥漿泵型號為nash?krogh(出口直徑φ＝1.5"x轉(zhuǎn)子直徑φ＝9")，事實證明其為替代氣壓腿的絕佳選擇。

[0102]

所述絮凝劑的使用實現(xiàn)了良好的過濾性能，同時不會影響濾布的使用壽命，濾布使用壽命保持在2100小時左右，不會發(fā)生堵塞，也無需使用洗滌水。

[0103]

隨之，過濾后的所述尾礦進(jìn)入干堆處理階段。過濾后的尾礦從過濾廠運到處理場，由履帶式拖拉機(jī)將其卸下、分散和分層。

[0104]

建造的第一個實驗干堆尺寸為：長160m，寬60m，高8.2m。該實驗干堆按分層進(jìn)行建造，高度600mm～4000mm。隨后建造的干堆尺寸根據(jù)相關(guān)巖土工程師員的經(jīng)驗而有所不同。

[0105]

對所有分層進(jìn)行的測試，巖土工程結(jié)果均良好。600mm～1000mm之間的分層具有接近最佳含水量的壓實度，被確定為具有最佳的可操作性。

[0106]

干堆壩的壓實是通過卡車和拖拉機(jī)在壩體表面的交通運輸來完成的。表3列出了干堆中的臨界含水值。

[0107]

表3——所述尾礦混合物過濾和堆放的平均結(jié)果

[0108][0109]

含80％所述尾礦砂和20％所述超細(xì)尾礦的混合物，在圓盤過濾機(jī)出口處顯示的平均巖土水分在17.0％左右，整體性能良好，但有時會發(fā)現(xiàn)水分將阻礙干堆壩活動的實施，如圖5所示。對于這些情況，有必要將材料靜置干燥一天(平均時間)，以便水分流失，使材料可用于實驗壩體的構(gòu)筑。如圖5所示，從17.5％的濕度開始，材料已達(dá)到飽和區(qū)，因此達(dá)到了難以加工的水平(“膠狀”行為)，但這并未使操作變得不可行。

[0110]

根據(jù)現(xiàn)場觀察，所述干堆場是令人滿意的，并且建議上述比例用于工業(yè)規(guī)模的過濾尾礦干堆項目，盡管發(fā)現(xiàn)經(jīng)過過濾機(jī)出口后的材料在可操作性方面存在一些困難，如圖6所示(20～30cm之間的車輪痕跡)。圖7是完成填埋后的工作廣場。

[0111]

含90％所述尾礦砂和10％所述超細(xì)尾礦混合物的可操作性最佳，未觀察到存在接近臨界含水量的濕度值，干堆壩建設(shè)中也未出現(xiàn)任何困難。圖8中所示為飽和區(qū)以下的過濾機(jī)出口濕度的變化。

[0112]

如圖8中所示，從19.0％的濕度開始，材料已達(dá)到了飽和區(qū)，從而達(dá)到了難以操作的程度。尾礦的巖土工程平均含水量為16.8％，具有良好的可操作性。該實驗性干堆在過濾和建設(shè)的可操作性方面取得了令人滿意的結(jié)果。

[0113]

圖9展示了含90％所述尾礦砂和10％所述超細(xì)尾礦的混合物在分散材料后的行為，圖10展示了分散材料3天后的平地狀態(tài)。

[0114]

干堆建成后，用一輛型號為775裝載了約60噸廢石越野卡車進(jìn)行測試。如圖11所示，對于含80％所述尾礦砂和20％所述超細(xì)尾礦的混合物建造的干堆，所述卡車對地面的壓縮量與建造干堆常用的履帶式卡車相當(dāng)。這個測試驗證了僅使用履帶式卡車建設(shè)的其他干堆的可操作性方面的所有觀察結(jié)果。

[0115]

實驗性干堆壩在過濾和建設(shè)的可操作性方面顯示了優(yōu)異的結(jié)果，此外，現(xiàn)場和實驗室的巖土工程測試也取得了令人滿意的結(jié)果，因此，建議在未來項目中使用過濾尾礦進(jìn)行干堆處理。所采用的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和假設(shè)應(yīng)根據(jù)干堆的幾何構(gòu)造及其基礎(chǔ)特點來確定。

[0116]

同時還測試了在干堆上種植植被的三種形式，即(i)直接種植在尾礦上，(ii)種植在植被網(wǎng)上，(iii)使用表層土壤種植。

[0117]

圖12示出了2017年10月3日植被準(zhǔn)備和種植當(dāng)天的干堆照片。圖13示出了6個月后，在含80％所述尾礦砂和20％所述超細(xì)尾礦的干堆坡上種植取得結(jié)果的照片。在所有情況下，結(jié)果都相似，正如預(yù)期，表土層上的種植表現(xiàn)更好。然而，在工業(yè)應(yīng)用中，隨著尾礦堆的不斷演變，存在可能無法獲得足夠表土層的風(fēng)險。也就是說，對于工業(yè)項目，建議考慮使用生態(tài)植被毯與水力播種相結(jié)合的方式，施加大量種子和種植投入。技術(shù)特征：

1.一種用于對鐵礦石選礦工藝中的尾礦進(jìn)行干堆處理的方法，其特征在于，包括以下步驟：a.在濃密機(jī)中濃縮超細(xì)尾礦；b.在濃密機(jī)中濃縮尾礦砂；c.將所述尾礦砂與所述超細(xì)尾礦混合，然后加入凝結(jié)劑對尾礦混合物進(jìn)行預(yù)處理1；d.加入絮凝劑，對所述尾礦混合物進(jìn)行預(yù)處理2；e.過濾所述尾礦混合物；f.堆放所過濾的尾礦。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于對尾礦進(jìn)行干堆處理的方法，其特征在于，所述步驟a)包括高密度(hd)濃密機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于對尾礦進(jìn)行干堆處理的方法，其特征在于，所述步驟b)包括常規(guī)濃密機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于對尾礦進(jìn)行干堆處理的方法，其特征在于，所述步驟c)包括將所述尾礦砂和所述超細(xì)尾礦分別以80％～90％和10％～20％的重量比例混合形成的所述尾礦混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于對尾礦進(jìn)行干堆處理的方法，其特征在于，所述步驟c)包括按100～130克/噸(每噸所述尾礦混合物中所述凝結(jié)劑的克數(shù))的比例添加所述凝結(jié)劑。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于對尾礦進(jìn)行干堆處理的方法，其特征在于，所述步驟d)包括按15～30克/噸(每噸所述尾礦混合物中所述絮凝劑的克數(shù))的比例添加所述絮凝劑。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于對尾礦進(jìn)行干堆處理的方法，其特征在于，所述步驟e)包括在立式圓盤真空過濾機(jī)中執(zhí)行所述過濾。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于對尾礦進(jìn)行干堆處理的方法，其特征在于，所述步驟e)包括使得最終過濾餅的含水量為10％～18％的所述過濾。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種對鐵礦石選礦工藝中產(chǎn)生的尾礦進(jìn)行干堆處理、取代尾礦壩處理的方法，具體包括濃縮超細(xì)尾礦、濃縮尾礦砂、將尾礦砂和超細(xì)尾礦分別以80％～90％和10％～20％的重量比混合形成尾礦混合物、添加凝結(jié)劑、添加絮凝劑、過濾尾礦混合物、將所過濾的尾礦堆放等步驟；與傳統(tǒng)方法不同的是，本發(fā)明提倡一種經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上可行對尾礦進(jìn)行干堆處理方法，其適用于任何傳統(tǒng)鐵礦石選礦廠，無需對工藝流程進(jìn)行任何改變。藝流程進(jìn)行任何改變。藝流程進(jìn)行任何改變。

技術(shù)研發(fā)人員：N

受保護(hù)的技術(shù)使用者：淡水河谷公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.05.13

技術(shù)公布日：2021/12/24