[发明专利]一种尾矿的处理和充填方法

说明书

一种尾矿的处理和充填方法，属于尾矿的利用和处置领域。该方法为：对尾矿浆进行分级，得到细颗粒尾矿浆和粗颗粒尾矿浆；根据用途分别脱水，细颗粒尾矿浆得到细颗粒尾矿，粗颗粒尾矿浆得到细骨料、造粒用、砂浆用、干混砂浆用的粗颗粒尾矿；细颗粒尾矿高温烧结，在造粒用、砂浆用、干混砂浆用的粗颗粒尾矿中加入胶凝材料，分别制得粗骨料、砂浆材料和干混砂浆材料；将粗骨料和细骨料混合通过充填井输送至井下，将砂浆材料通过充填管输送至井下，混合后充填；将干混砂浆材料运送至井下与冲管水混合制备干混砂浆材料混合物，与骨料混合后充填。该方法能够缩短充填材料处理和硬化时间、增强充填体的强度、改善井下作业条件、减少地下环境的污染。

技术领域

本发明属于尾矿的利用和处置技术领域，具体涉及一种尾矿的处理和充填方法。

背景技术

随着经济的发展，社会对矿产品的需求大幅度增加，加之可利用矿产的品位日益降低，矿产开发规模随之加大，产生的尾矿量不断增加。尾矿堆存占地大、环境污染严重、安全隐患多等问题日益突出。尾矿综合利用是解决上述问题的根本方法，利用途径主要包括有价组分回收、生产建筑材料、尾矿充填等，其中，尾矿充填采空区是大量利用尾矿的行之有效的途径，不仅是解决尾矿库环境污染问题和消除尾矿库安全隐患的治本之策，也有利于降低采矿成本，提高采矿安全性和资源综合利用率，减少地表沉陷和土地占用。尾矿充填可分为胶结充填和非胶结充填两类。非胶结充填是通过管道用水力或风力输送尾矿至采空区充填；胶结充填是将尾矿与适量的胶凝材料加水混合成高浓度浆体或膏体状态，通过管道输送至采空区充填，形成具有一定强度和整体性的充填体。胶结充填虽然较非胶结充填的成本高，但围岩的维护效果好、矿石贫化率低、可有效提高采矿安全性，是尾矿充填的主要方式。

胶结充填的固有矛盾是形成的充填体强度与充填材料管道流动性的矛盾。为保证充填材料的流动性，充填材料中固体材料的质量浓度一般不超过70％，质量浓度继续提高将自流困难，需要采用泵送的方式，进一步增加成本。而在70％的质量浓度条件下，固体材料的体积浓度实际也只有45％～50％，充填材料中一半以上的体积被水占据，充填材料充填至采场后会泌出一些水分，水化反应会消耗部分水分，其余未消耗的部分则留在充填体内部形成孔隙，从而降低充填体的强度。提高充填材料中固体的质量浓度可以提高充填体的最终强度，但质量浓度的提高有一个限度，这个限度就是不能超过流体的输送流动度要求，否则在管路中无法顺畅流动，也就不能输送至井下。充填材料的流动度较高，充填至采场后还会泌出一些水分并有细颗粒析出表面，因此需要采取较为严格的充填隔离措施，施工量大、充填体硬化速度慢，充填体表面需要较长时间才能承载，严重影响采矿效率。而要在保证充填材料流动度的前提下提高充填体强度，只能通过增加胶凝材料含量的办法，使成本上升。另外，胶结充填的系统建设成本高，管道堵塞处理难度大，一旦堵管对生产和安全的影响很大。每次充填后需要对管路进行严格清洗，大量冲洗水和混合泥砂需要建设专门设施进行收集和抽排，劣化了井下作业环境。因此，研究充填质量好、安全、经济、便捷的尾矿井下充填方法具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种尾矿的处理和充填方法，能够缩短充填材料的处理和硬化时间、增强充填体的强度、改善井下作业条件、减少地下环境的污染。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种尾矿的处理和充填方法，包括以下步骤：

步骤1：分级

对尾矿浆进行分级，得到细颗粒尾矿浆和粗颗粒尾矿浆，其中分级后的细颗粒尾矿浆中固体质量占原尾矿浆固体总质量的5％～25％；

步骤2：脱水

对分级后的尾矿浆进行脱水，具体分为：

(1)对细颗粒尾矿浆脱水后，得到细颗粒尾矿，所述的细颗粒尾矿的含水率为5％～30％；

(2)将粗颗粒尾矿浆根据用途分为四份：