论文部分内容阅读
矿产资源作为不可再生资源,实现多级利用,具有重大意义。尾矿是原矿石经过选别提出精矿后剩余的低品位矿渣,具有二次资源性,从能源储备的战略角度出发,各国都对尾矿采用了暂时储存以待后续开发利用。传统尾矿库堆存容易引发一系列安全环保问题,因此寻求一种安全环保效益高、经济技术上可行的尾矿处理技术势在必行,这一形势推动了尾矿干堆技术的发展和应用。
尾矿干堆技术是在传统尾矿库堆存频繁失事的背景下引入,除了具有安全环保的优势,还提高了矿石的回选率。该技术对尾矿浆先进行脱水处理,然后实现干式堆存。
以系统科学为理论基础,采用文献综述、对比分析、类比推理、定性定量分析等多种方法对课题研究对象尾矿干堆技术进行深入分析研究;以尾矿干堆技术应用原理及系统评价为核心研究内容,围绕两大核心研究内容,逐层展开。
主要研究内容有尾矿性质,尾矿干堆技术应用原理,尾矿干堆场危险源辨识、尾矿干堆场定性、定量评价。从尾矿的结构和成分出发,分析了尾矿的理化性质及工程力学性质,对比分析了当前尾矿几种不同的尾矿处理方式,指出各种优缺点。干堆技术应用原理主要体现在其工艺流程上,从浓缩和压滤两方面对其工艺流程进行了详细介绍。尾矿干堆场危险源辨识是采用系统安全分析的方法对尾矿脱水单元、尾矿传输单元、干堆坝单元、防洪排水单元、安全管理单元进行有害因素辨识。尾矿干堆场定性、定量评价是选择尾矿干堆场的干堆坝为研究对象,对其最大潜在事故渍坝进行事故树分析,同时利用岩土力学的知识进行坝体稳定定量评价。
针对以上研究内容,通过此次课题研究得到如下结论:
1)尾矿干堆技术应用已经由最初的黄金矿山延伸到其他金属矿山,甚至非金属矿山,尾矿干堆技术在国内多应用在北方干旱地区的中小型黄金矿山,在南方多雨地区,也有成功应用的例子,但是数量甚少。在黄金矿山采用尾矿干堆技术,从长远考虑具有较高的综合经济效益。
2)尾矿干堆的核心技术是尾矿浆的脱水处理,尾矿脱水分为浓缩和压滤两步。为了能够高效、经济地完成尾矿脱水作业,需要在购置脱水设备前,进行选型计算。浓缩机处理后,尾矿浆含水量通常在30%~50%之间,压滤机产品尾矿滤饼含水量一般在20%以下,通常在15%左右。尾矿在脱水处理前后共经历尾矿浆、浓缩尾矿、尾矿膏体、尾矿滤饼四种状态,因含水量的不同,输送方式也不同。
3)尾矿干堆场的设计可参考尾矿库和火电厂灰渣场的设计,干堆坝设计需要选择合理坝型、筑坝方式,同时还需要对其进行稳定性计算,使得其最小安全系数满足规定要求。防洪设计需要计算防洪设施的过流能力,包括洪峰流量、洪水总量、洪水历时计算。
4)尾矿干堆场为一个多元人机系统,对于核心单元——脱水单元,主要危险有害因素为机械设备故障。尾矿干堆场溃坝机理不同于尾矿库和水库,其溃坝是干堆坝结构破坏与脱水尾矿液化综合作用的结果。利用事故树分析导致溃坝的原因事件,暴雨是尾矿干堆场溃坝的主要原因。利用瑞典圆弧法,结合理正边坡稳定分析软件,计算某一尾矿干堆坝的最小安全系数,得知其能满足抗滑稳定性要求。