1、膏体地表处置发展趋势膏体地表处置发展趋势尾矿浓缩处理概念及技术的发展综述尾矿浓缩处理概念及技术的发展综述 起始点起始点l由于这是浓缩尾矿技术发展的回顾，让我们建立一个起始点。由于这是浓缩尾矿技术发展的回顾，让我们建立一个起始点。l这种操作开创性的在尾矿表面进行浓缩处理并分别在安大略省这种操作开创性的在尾矿表面进行浓缩处理并分别在安大略省的的Kidd Creek矿山及德国的矿山及德国的Bad Grund矿山进行尾矿回填。矿山进行尾矿回填。l最早在这些操作中应用尾矿浓缩是在最早在这些操作中应用尾矿浓缩是在20世纪世纪70年代，刚好与当年代，刚好与当时快速增长的矿石需求及世界采矿业的重大变革相吻合。
2、时快速增长的矿石需求及世界采矿业的重大变革相吻合。l而结果之一便是需要处理的尾矿量增大。而结果之一便是需要处理的尾矿量增大。采矿及尾矿的变化采矿及尾矿的变化l历史上历史上:采矿主要是在地下人工开采采矿主要是在地下人工开采 开采规模小，矿石品位高开采规模小，矿石品位高 矿石废石率很小矿石废石率很小 矿物提取过程在很大程度上效率较低矿物提取过程在很大程度上效率较低 尾矿相对较粗尾矿相对较粗 l现代发展：现代发展：大型露天及地下矿山机械化大型露天及地下矿山机械化 矿石品位较低，废石率更大矿石品位较低，废石率更大 更高效的矿石开采过程更高效的矿石开采过程 更精细的研磨更精细的研磨-比表面积增大比表面积
3、增大 大量尾矿的处理与存放大量尾矿的处理与存放 尾矿比以前更细，含水量更高尾矿比以前更细，含水量更高 在在“膏体膏体”的角度上的角度上图图2.2“膏体和尾矿浓缩膏体和尾矿浓缩-指南指南”第三版发行第三版发行.Jewell and Fourie(eds)ACG 2015考虑尾矿的连续性考虑尾矿的连续性 建议系统边界的分类建议系统边界的分类图图 2.7“膏体和尾矿浓缩膏体和尾矿浓缩-指南指南”第三版发行第三版发行.Jewell and Fourie(eds)ACG 2015为什么叫为什么叫“膏体膏体”l膏体真正只是指一个特定浓度范围内的浆液膏体真正只是指一个特定浓度范围内的浆液 适用于尾矿浓缩时，
4、这个标签实际上是误用的适用于尾矿浓缩时，这个标签实际上是误用的 然而这个词现在已经确立了在采矿业中的一般意义，指的然而这个词现在已经确立了在采矿业中的一般意义，指的是所有的浓缩泥浆（膏体）是所有的浓缩泥浆（膏体）浓缩技术浓缩技术l有效的浓缩尾矿包括减少浆化尾矿中的含水量。下面这些操有效的浓缩尾矿包括减少浆化尾矿中的含水量。下面这些操作可以达到：作可以达到：自然的排水和蒸发自然的排水和蒸发 通过真空或加压进行过滤通过真空或加压进行过滤 通过沉积过程通过沉积过程l后两种过程的效率在很大程度上取决于使用的试剂（主要的后两种过程的效率在很大程度上取决于使用的试剂（主要的絮凝剂），使其从细碎矿石中形成聚
5、集体（絮凝物）来加速絮凝剂），使其从细碎矿石中形成聚集体（絮凝物）来加速沉降并从浆液中除去水。沉降并从浆液中除去水。干燥河床干燥河床-自然脱水自然脱水lAp 缺点：缺点：需要一个干燥的环境需要一个干燥的环境耗费大量时间耗费大量时间需要空间较大需要空间较大涉及重复处理涉及重复处理p 优点：优点：成本低成本低技术含量低技术含量低 过滤器过滤器lDd转鼓过滤器转鼓过滤器凹腔压力过滤器凹腔压力过滤器-可调节高度可调节高度-过滤量大过滤量大盘式过滤器盘式过滤器真空带式过滤机真空带式过滤机 过滤器总结过滤器总结l过滤器提供了一个强力的方法来迫使水从尾矿中滤出。过滤器提供了一个强力的方法来迫使水从尾矿中滤出
6、。l过滤器是高过滤器是高CAPEX和和OPEX项目。项目。l过滤器可以把总的尾砂滤出（旋流器底），但作用于粗粒尾砂过滤器可以把总的尾砂滤出（旋流器底），但作用于粗粒尾砂时效率更高。时效率更高。l过滤器大多用来制造作为回填的胶结成分而需要的高而均匀的过滤器大多用来制造作为回填的胶结成分而需要的高而均匀的稠度（包含固体）的膏体。稠度（包含固体）的膏体。l单位产量低（单位产量低（100吨每小时很常见），需要很多过滤器大规模吨每小时很常见），需要很多过滤器大规模操作。操作。l现在市场上有高吞吐量并可进行现在市场上有高吞吐量并可进行10万吨万吨/天过滤操作的自动化天过滤操作的自动化凹腔压力过滤器，被认为
7、是经济上可行的。凹腔压力过滤器，被认为是经济上可行的。沉淀池的进化沉淀池的进化这些是浓缩在采矿业的最常见的手段，通过固体在重力作用下从浆料中这些是浓缩在采矿业的最常见的手段，通过固体在重力作用下从浆料中沉降。沉降。Figure 7.22The thickener evolutionlP图图7.22“7.22“膏体和尾矿浓缩膏体和尾矿浓缩-指南指南”第三版发行第三版发行.Jewell and Fourie(eds)ACG 2015.Jewell and Fourie(eds)ACG 201560年代以前年代以前-（沉淀）（沉淀）60年代年代-急速沉淀急速沉淀80年代年代-进水井和耙出现进水井和耙
8、出现21世纪：世纪：-矿床深度增加矿床深度增加-矿体角度更陡矿体角度更陡-耙优化耙优化 沉淀浓缩机沉淀浓缩机深锥浓缩机深锥浓缩机(DCT)(DCT)高速浓缩机高速浓缩机 浓缩机的可变输出浓缩机的可变输出l超高速率和深层（深锥）的最新浓缩机能够产生与膏体一致超高速率和深层（深锥）的最新浓缩机能够产生与膏体一致的底流。的底流。l然而，随时间变化而保持底流的一致性在任何给定的固体含然而，随时间变化而保持底流的一致性在任何给定的固体含量条件下几乎是不可能的。量条件下几乎是不可能的。这是由于以下一个或多个原因造这是由于以下一个或多个原因造成的成的:矿体变化矿体变化 工厂控制反馈的延迟工厂控制反馈的延迟
9、工人操作的不稳定性工人操作的不稳定性 实际问题实际问题 大部分地表堆叠应用使用浓缩机。大部分地表堆叠应用使用浓缩机。浓缩机底流的多变是限制其在边坡上实现及为什么回填浓缩机底流的多变是限制其在边坡上实现及为什么回填作业中大多使用过滤器的主要原因。作业中大多使用过滤器的主要原因。统一的相关性统一的相关性l对于回填作业，一般尾矿都作为一个胶结的成分包含在内，对于回填作业，一般尾矿都作为一个胶结的成分包含在内，其含水量必须是一个常数。其含水量必须是一个常数。l浓缩机底流含水量的变化使得同批次胶结回填强度难以达到浓缩机底流含水量的变化使得同批次胶结回填强度难以达到一致，而过滤机很好的解决了这一问题。一致
10、，而过滤机很好的解决了这一问题。l对于表面处理，尾矿的固对于表面处理，尾矿的固/液含量的变化是液含量的变化是TSF边坡角很少超边坡角很少超过过3%的主要原因。的主要原因。论证论证l坦桑尼亚的地下金矿便利用尾矿回填和表面坦桑尼亚的地下金矿便利用尾矿回填和表面TSF来容纳多于矿来容纳多于矿山充填需要的尾矿。山充填需要的尾矿。l尾矿需要过滤以满足胶结充填尾矿组分中需求含水量的限制。尾矿需要过滤以满足胶结充填尾矿组分中需求含水量的限制。l在回填操作中过剩的滤饼有条件的后退来便利的对在回填操作中过剩的滤饼有条件的后退来便利的对TSF的排出的排出塔进行抽取。超过塔进行抽取。超过10%的边坡得以实现的边坡得
11、以实现远超过通常以浓缩机远超过通常以浓缩机底流实现的角度小得多的边坡。底流实现的角度小得多的边坡。l这个例子表明了均匀边坡发展过程中统一一致的重要性。这个例子表明了均匀边坡发展过程中统一一致的重要性。布里燕胡鲁布里燕胡鲁 反应物反应物l在加快浓缩的过程中混凝剂和（主要的）絮凝剂是必不可少的在加快浓缩的过程中混凝剂和（主要的）絮凝剂是必不可少的l细粒料组合成聚集体，提高了固体的沉降速率，并在浓缩机和细粒料组合成聚集体，提高了固体的沉降速率，并在浓缩机和过滤器里从固体中释放出过量的水。过滤器里从固体中释放出过量的水。l在絮凝队列中在絮凝队列中（一个较新的创新）（一个较新的创新）二次絮凝过程涉及注入
12、聚合物进入尾矿达到或接近排放点进二次絮凝过程涉及注入聚合物进入尾矿达到或接近排放点进行表面处理。行表面处理。再絮凝结构催生了作为尾矿上清液流出的清澈水的释放。而再絮凝结构催生了作为尾矿上清液流出的清澈水的释放。而下层致密的尾矿不隔离，并形成一个更陡的边坡角。下层致密的尾矿不隔离，并形成一个更陡的边坡角。运输运输l运输的模式以尾矿的几何形状以及参数和流变学来确定。运输的模式以尾矿的几何形状以及参数和流变学来确定。l滤饼可以通过输送机运输，但当在地下沉积作为充填时，大多滤饼可以通过输送机运输，但当在地下沉积作为充填时，大多数尾矿都是泵送或在重力条件帮助下运输到数尾矿都是泵送或在重力条件帮助下运输到
13、TSF。l无论离心或正位移泵都利用泵沿着设计相关的压力管道运输尾无论离心或正位移泵都利用泵沿着设计相关的压力管道运输尾矿。矿。l泵送的最新创新是能够达到比以前高得多压力的离心泵的发展泵送的最新创新是能够达到比以前高得多压力的离心泵的发展为什么要浓缩尾矿为什么要浓缩尾矿?p两个主要因素：两个主要因素：l水的保留和恢复水的保留和恢复 从浓缩机中回收水，而不是从从浓缩机中回收水，而不是从TSF的沉淀池中（避免损失）。的沉淀池中（避免损失）。l增加增加TSF中尾矿的密度和稳定性。这有可能中尾矿的密度和稳定性。这有可能:适度增加边坡角度适度增加边坡角度 增加可在给定的体积内存储尾矿的质量或降低增加可在给
14、定的体积内存储尾矿的质量或降低TSF的质量的质量 增加沉积尾矿的稳定性增加沉积尾矿的稳定性 减少减少TSF失败的潜在可能性与对环境的危害失败的潜在可能性与对环境的危害 19701970年之前的尾矿浓缩年之前的尾矿浓缩关于尾矿浓缩并没有什么新的进展关于尾矿浓缩并没有什么新的进展l例如，例如，Merrill-Crowe过程是一个过程是一个1920年开发的从氰化物溶液中年开发的从氰化物溶液中除去金的分离方法（并在除去金的分离方法（并在20世纪世纪70年代开发了年代开发了CIP/CIL进程）。进程）。氰化物溶液从矿石中分离的方法比如过滤和处理，都产生氰化物溶液从矿石中分离的方法比如过滤和处理，都产生一
15、个很清澈的金已经沉淀的溶液。一个很清澈的金已经沉淀的溶液。然后空闲的滤饼可以回到可泵送的胶结程度并运输至然后空闲的滤饼可以回到可泵送的胶结程度并运输至TSF。卡尔古利的历史尾矿堆放场卡尔古利的历史尾矿堆放场这些尾矿从这些尾矿从“倾倒倾倒”边缘的主环线边缘的主环线中排出和堆叠的斜坡角高达中排出和堆叠的斜坡角高达70度。尾度。尾矿从顶部和侧面斜坡被吹落而导致了矿从顶部和侧面斜坡被吹落而导致了沙尘暴，这是该地的一个危险。沙尘暴，这是该地的一个危险。改进提取方法的效果改进提取方法的效果l金矿工业金矿工业小于小于1克克/吨成为吨成为CIP/CIL过程中经济开采和加工的矿石品位。过程中经济开采和加工的矿石
16、品位。全国各地堆放的废弃尾矿被清扫并重新处理。全国各地堆放的废弃尾矿被清扫并重新处理。历史悠久的黄金历史悠久的黄金“光环光环”围绕的金矿成为露天矿山的目标。围绕的金矿成为露天矿山的目标。l类似的进步是在采矿及加工低品位矿石等矿物质中取得类似的进步是在采矿及加工低品位矿石等矿物质中取得 在过去的在过去的40-5040-50年里年里l为了满足不断增加的矿物量的需求，大型低品位矿体现在被开采。这涉及到为了满足不断增加的矿物量的需求，大型低品位矿体现在被开采。这涉及到新的采矿方法，大规模的机械化，以及以尾矿的形式增加了的巨大废物量。新的采矿方法，大规模的机械化，以及以尾矿的形式增加了的巨大废物量。l鉴
17、于淡水的竞争及需求，可用的水对采矿，特别是矿石的开采是需特别关心鉴于淡水的竞争及需求，可用的水对采矿，特别是矿石的开采是需特别关心的。的。l利益相关者的压力需要使用最少的水，并且尾矿被安全存储以及在环境上可利益相关者的压力需要使用最少的水，并且尾矿被安全存储以及在环境上可接受。利用浓缩处置尾矿越来越多地被利用来实现这些目标。接受。利用浓缩处置尾矿越来越多地被利用来实现这些目标。l主要进展是（现在仍是）浓缩设备的配备以及正在生产的尾矿的运输。主要进展是（现在仍是）浓缩设备的配备以及正在生产的尾矿的运输。l使用适当的试剂是对实现这些尾矿处理、浓缩、运输和储存等操作所需的流使用适当的试剂是对实现这些
18、尾矿处理、浓缩、运输和储存等操作所需的流变性质至关重要的，特别是对日益增长的磷酸盐和油砂工业的超细尾矿沉积变性质至关重要的，特别是对日益增长的磷酸盐和油砂工业的超细尾矿沉积物。物。示例示例目前采用浓缩尾矿技术的大规模采矿作用的一些例子目前采用浓缩尾矿技术的大规模采矿作用的一些例子如下：如下：卡尔古利黄金矿卡尔古利黄金矿历史上开采了历史上开采了29个独立的地下个独立的地下深部矿井。深部矿井。在在1989年合并的租约完成后，年合并的租约完成后，超坑开挖开始。超坑开挖开始。目前产量约为目前产量约为700000盎司盎司/年。年。从从1890年开始已经生产超过年开始已经生产超过5000万盎司的黄金。万盎
19、司的黄金。基德克里克基德克里克基德克里克基德克里克TSF有效面积约有效面积约600公顷公顷132万吨尾矿储存万吨尾矿储存1973年开始投产年开始投产目前尾矿生产目前尾矿生产5250吨吨/天天直径直径35米的米的HR浓缩机浓缩机典型的边坡典型的边坡基德克里克鸟瞰图基德克里克鸟瞰图山基思山基思山基思山基思TSF有效面积有效面积575公顷公顷1993年开始投产年开始投产最高产量最高产量3万吨万吨/天天Escondida铜矿铜矿 拉古娜塞卡拉古娜塞卡拉古娜塞卡拉古娜塞卡TSF天然盆地天然盆地主环约主环约23公里公里TSF 区域区域1050公顷公顷(10.5 km2)最初设计尾矿产量为最初设计尾矿产量为25万吨万吨/天天纵观改造浓缩机纵观改造浓缩机
