山东金岭铁矿尾矿处理实践

Serial No .494June .2010

现　代　矿　业

MORDE N M I N I N G

总第494期

2010年6月第6期

吕　斌(1980-),男,助理工程师,255081山东省淄博市。

山东金岭铁矿尾矿处理实践

吕　斌　周东文　董峻岭

(山东金岭铁矿)

摘　要:介绍了40a 来山东金岭铁矿从改造废弃矿坑存储尾矿开始,到采用压滤技术处理尾

矿,发展到目前全尾胶结充填消化尾矿,实现了尾矿零存放的历程,既保证了矿山年产120万t 铁精矿粉的正常生产,又实现了对周边环境的保护。

关键词:铁矿山;尾矿排放;利用中图分类号:T D926.4 文献标识码:B 文章编号:167426082(2010)0620108201 山东金岭铁矿位于山东省淄博市张店区中埠镇

境内,矿区属鲁中山系向华北平原过渡地带,海拔57m ,一面临山丘,其余三面是平坦良田,矿区面积约3.0km 2

。1　矿山开采简史

矿区开采历史悠久,早在春秋战国时期即在此开采冶炼,1948年淄博地区解放后,金岭铁矿正式恢复矿山生产。开采初期矿区共有6个露天采矿场,到1975年露天开采基本结束,转入地下开采。这6个露天采矿坑沿西南至东北向分布大致连成一条线。采坑宽度100～200m ,深度平均在70m ,总长约2k m ,矿坑一般呈V 型断面,两侧陡峭,岩体坚硬稳定。见图1

。

图1　露天采空区矿坑断面图

现金岭铁矿矿山部分辖铁山、召口、侯庄三个采场和选矿厂。

2　选矿及尾矿处理实践2.1　选矿发展金岭铁矿选矿厂前身为碎矿厂,碎矿能力为年产30万t -10mm 粉矿。2004年形成原矿处理量达到150万t 的选矿厂,选矿产品主要有铁精矿粉、铜精矿粉、钴精矿粉三个类别,尾矿年产率为31%左右。

2.2　尾矿处理2.2.1　尾矿坑堆排阶段

金岭铁矿选矿厂从1967年投产至1984年9月,尾矿未经浓缩(浓度约4.5%)由4段泵站接力输送至铁山露天采矿废弃的1#

、2#

矿坑。

1984年9月～2002年底为选厂尾矿经浓缩大

井浓缩后再送1#～5#

老采坑的阶段,此阶段先后完成了对各老采坑的治理整顿,有效降低了输尾成本和尾矿库污水外溢带来的农田污染赔偿。2.2.2　尾矿压滤阶段

为了解决库容等问题,金岭铁矿2002年底建成投产了尾矿压缩系统,主要工艺是:选厂尾矿经二次浓缩,浓度达到28%左右,用4台65ZG B 渣浆泵,分别扬入4台X MZ500/15002UA 压滤机进行脱水,滤饼(含水率21%左右)卸入配置在压滤机下的4台B1000mm ×12000mm 皮带运输机,然后经B800mm

×27000mm 移动皮带机输送到了3#

露天坑储存,滤液送回选矿厂继续作为生产水使用,经过多年的运行,效益显著。

2.2.3　全尾胶结充填阶段

近年来,金岭铁矿确定了采用两步回采的全尾

胶结充填采矿法,将全尾矿与适量的固结材料和水混合制成均质胶结充填料,以泵送方式充入采空区,系统采用半自动化集中控制,以实现各项技术指标的稳定控制。

(1)全尾输送工序。尾矿滤饼汽运到充填站料棚,用Z 250装载机装运到振动筛上入尾砂料仓(50m 3),通过双螺旋给料机均匀送到B600胶带运输机上,电子皮带秤计量后,通过溜槽进入双轴搅拌机。而管道直接输送的尾矿浆则是经浓缩后的尾矿通过计量直接进入双轴搅拌机。(下转第120页)

治理矿山地下水可以采用两种治水方案:①传统疏干;②帷幕注浆。该两种方案的经济性比较见表5。

两相比较,从矿石成本来说,采用帷幕注浆方案比传统疏干方案单位成本节约11.26元;排水运行费,帷幕注浆比传统疏干方案节约排水费用至少5000万元/a,帷幕注浆的投入可在3a内收回。

表5　疏干方案经济比较表3

疏干方案

基建投资/万元

井巷工程帷幕工程尾砂系统设备费基建放水费合计

经营费/(万元/a)

空区处理排水费尾砂输送费合计

总投资(按

31a计算)

/万元

矿石摊销费(按

Ⅰ区矿石储量

计算)/(元/t)

传统3296.2/7501285.5912493.6417825.431086690.451306928.45232607.3827.05帷幕2427.115271.19150974.57204.5519000.4117641335.96673766.9135774.3115.79 3邯郸华北冶建工程设计有限公司提供。

由此可看出,虽然帷幕注浆初期投资较大,但总体计算经济上是非常合理的。

2.4　帷幕注浆在中关铁矿竖井中的应用

中关矿床埋藏于强富水石灰岩下,矿区周边无隔水岩体,竖井建设必须穿过石灰岩含水层,必将受地下水影响,为此,矿山在2008年对四条竖井采用帷幕注浆工艺进行了预注浆施工。2009年开始竖井开拓,目前主、副井掘进深度320m,已进入静水位140.0m,从竖井涌水现象反映,为无压缓渗,预注浆效果非常好。见表6。

表6　矿坑涌水量预测(m3/d)开采时期主井副井处理前竖井涌水量预测32003200目前竖井涌水量240192

正是由于进行了预注浆工作,竖井施工中大大减少了排水工作,加快了施工进度,其中主井挖掘创造了174m/月的记录。可见帷幕注浆,在治理矿山地下水、改良施工条件、降低工程成本、提高施工效率都有非常积极的作用。2.5　帷幕注浆在其他大水矿山中的应用

我国矿山利用帷幕注浆堵水,首例为湖南省水口山铅锌矿,后有山东张马屯铁矿、湖北大红山铜矿等,均起到了很好的效果。目前正在施工中的广东凡口铅锌矿、河北中关铁矿也已初见成效。这些实例的成功,说明采用帷幕注浆工艺在减少矿山排水、预防塌陷是可行的,经济上是合理的。

3　结　论

由于在大水矿山建设中采用传统的疏干方案治水必然产生大量无效的地下水排放,造成环境水资源的大量浪费,而治理地下水,可较好的保护区域地下水资源,保证矿山安全开采。因此从国家建设长远发展上看,采用帷幕注浆工艺治理大水矿山是非常必要的,对于像我国这样一个水资源贫乏的国家来说尤其重要,而对矿山建设单位来说,在经济上是非常合理的,同时也为矿山安全生产提供了保障。

(收稿日期2010203218)

(上接第108页)

(2)胶固粉的输送。胶固粉采用自备压缩空气的散装水泥车运输到50t罐仓内,罐仓底设振动给料斗卸料,经螺旋电子秤计量后,通过螺旋给料机输送到胶带运输机上后,通过溜槽进入双轴搅拌机。

(3)供水管线。用水泵将专用水池的水经过计量抽入双轴搅拌机内。

(4)混合料制备及输送。全尾砂、胶固粉、水在双轴搅拌机内搅拌后,自流到强力搅拌机进行搅拌,用渣浆泵压入充填管道,直至采空区。

目前金岭铁矿根据自产尾矿,选用当地厂家生产的针对新型尾砂的固结材料,全尾胶结料浆浓度为60%,一步房灰砂比1∶8,固结材料单耗141 kg/m3,二步房灰砂比1∶40,固结材料单耗32kg/m3。

(5)充填体脱水。金岭铁矿采用红砖墙封堵,由于水分主要积聚在充填体的上层,通过充填体上层处的封堵墙和岩隙渗透排出,充填体下层没有水渗出,因而充填体不会形成半流体状态。

全尾胶充系统工程现已在金岭铁矿的铁山、召口、侯庄矿区全面推广,2009年实现了充填尾矿57万m3,金岭铁矿选矿厂排出的尾矿全部得到了利用,既节约了尾矿库扩容资金,又为井下空区充填提供了有力保障。

3　结　尾

山东金岭铁矿几十年来,始终把尾矿的处理作为一项重要的工作,不断探讨研究,实现了全尾胶充采空区的良性循环,使选矿生产经营对环境的影响降到最低,并且带来了巨大的经济效益,有力地促进了企业的可持续发展。

(收稿日期2010203205)

总第494期 现代矿业 2010年6月第6期