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至20世纪50年代,已逐渐为其他率cai矿方法所取代。由于开采深度增加,环境保护要求严格,又急需降低稀缺矿石的损失和贫化,各国都加强了对充填新工艺的研究。
50~60年代水力充填和胶结充填新工艺投入生产,克服了干式充填的一系列缺点,使充填cai矿法的应用比例逐年增加。
20世纪70年代,广泛采用自行无轨设备和斜坡道采准布置,用梯段工作面长采场或包括几个矿块的盘区回采。在回采工艺方面应用上向高分层崩矿,锚杆和金属网支护顶板(见巷道与硐室支护),高强度胶结充填材料等新技术,使充cai矿法得到进一步完善。水力和胶结充填法尚存在工艺复杂,渗滤废水和细泥污染井下环境,充填成本较高等问题,尾矿充填站,尚需进一步研究改进。
充填站胶结充填
干式充填、水砂充填都属于非胶结充填范畴,由于非胶结充填体无自立能力,难以满足矿工艺高回采率和低贫化率的需要,20世纪60~70年代,中国开始开发和应用胶结充填技术。胶结充填是将胶凝材料(一般为水泥)、骨料、水混合形成浓度较高的浆体,充填站,通过钻孔或管道,膏体充填站,自流或加压输送到待充填地点进行充填的工艺。充入采场的水泥砂浆经过一定时间养护后,成为固化体控制地压。在胶结充填中水是输送物料的载体,充入采空区后,除一部分参与水泥水化反应之外,山东奥英重工充填站,多余的水分通过脱滤水设施渗滤出去,沿巷道水沟流入水仓,通过排水和排泥设施将渗滤出的清水和随清水流失的细泥排出地表。
全尾矿胶结充填采空区
全尾矿高浓度充填也称为膏体尾矿充填,是指尾矿稀矿浆经过充分浓缩脱水后形成的一种高浓度、类似膏状的固水混合物,是一种具有一定屈服强度的均质膏状固水混合物。采用全尾矿胶结充填采空区技术可实现尾矿的零排放。全尾矿胶结技术包括高浓度尾矿的制备、胶结材料的选择和胶结料浆的输送3个方面。
高浓度尾矿的制备方法包括尾矿过滤、尾矿浓缩、尾矿储仓自然沉降浓缩和尾矿分级浓缩。
A.尾矿过滤技术
稀尾矿浆经过浓缩后,采用过滤的方法首先将稀矿浆制成滤饼,然后再加水调浆,制备成具有一定浓度和流动性的膏体。过滤设备包括压滤机和带式真空过滤机等。其特点是尾矿浓度高(78%~80%),缺点在于过滤设备投资大、生产成本高;而且在胶结过程中,滤饼需要重新加水调浆,与胶结材料混匀活化,其流程复杂,不利于与后续胶结系统的衔接。铁矿石破碎机和铁矿石粉碎机的工作原理相似,只不过,前者颗粒较粗后者相反。例如,矿选矿尾矿浓缩采用浓缩一压滤的方法,获得浓度为75%~80%的滤饼,然后采用双轴搅拌机和高速搅拌机将滤饼与水、水泥混匀,制成质量浓度为60%~65%的膏体充填料浆。尾砂膏体泵送充填系统,首先采用一段旋流器与浓密机配套使用,将30%左右的尾矿浓缩至50%以上,然后在膏体制备站采用2台DZG一30/80水平带式真空过滤机对尾砂浆再次脱水,将浓度50%一65%的尾砂浆制成含水率为20%左右的尾砂滤饼,供给制备膏体用。
B.尾矿浓缩技术
采用重力沉降浓缩,主要借助重力沉降脱水设备,将尾矿浆一次浓缩至60%以上。适合在小型矿山使用。例如,铅锌银矿全尾砂料浆沉降6h后即达到沉降浓度,全尾砂在立式储仓中沉降浓度可达71%以上。
C.分级浓缩工艺
分级浓缩工艺的特点是将水力旋流器作为前段浓缩设备,水力旋流器溢流再采用浓密机浓缩,其中水力旋流器底流浓度可达到70%左右,综合浓度可达到60%~65%。例如,矿尾矿浓缩工业试验表明,尾矿细度一0.074 mm占70%左右,采用分级浓缩工艺综合浓度达到62%。胶结材料可选择水泥、双浆高水速凝材料、单浆高水材料和水泥代用材料。胶结工艺可以采用两段强力机械搅拌活化或一段搅拌槽搅拌。胶结料浆的输送包括自流输送、高压泵送和自流加泵送3种输送方法。
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