一種降低環境污染的尾礦堆存系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種降低環境污染的尾礦堆存系統和方法，適用于礦山選礦廠尾礦處理領域，特別是選礦廠尾礦的尾礦庫堆存。
【背景技術】
[0002]尾礦作為礦山選礦的副產品，是一種沒有強度、含有污染物、極易液化流動的高含水率固體廢物，目前我國大量的尾礦主要以設置尾礦庫進行放置為主。尾礦庫環境污染主要表現為尾礦廢水、有毒有害物質對環境造成的危害以及尾礦庫潰壩事故給環境造成的更加嚴重的危害，主要有由尾礦廢水造成的地表水污染、地下水污染、土壤污染、大氣污染、放射性污染等生態破壞，以及潰壩造成的更嚴重的生態污染破壞和人員、財產損失等。如加拿大的克拉布斯湖上游的卡里布老金礦山選礦廠將尾礦直接堆放于湖的東北側，占地面積很大，堆積厚度達4m左右。經測定發現，湖中沉積物中As、Pb、Zn的平均濃度類似于尾礦下部地下水中As、Pb、Zn的平均濃度，這表明尾礦中的As、Pb、Zn從尾礦堆積區迀移到了湖泊中；Porco礦在1996年將尾礦庫中體積約為2.35X 105m3的尾礦廢水排入R1Pilaya流域，從而造成重金屬的含量超標，并且嚴重危及到了遠離礦區大約20 km范圍；2008年9月8日山西襄汾尾礦庫潰壩事故，造成254死34傷的嚴重事故。目前尾礦庫事故的危害已經成為世界第18大公害之一。
[0003]由于尾礦庫存在的諸多問題，國家在礦山尾礦庫的設置問題上也加強了管理，很多新庫在規劃中都必須進行安全和環境影響評價，而且設計和建設標準都大大提高。目前許多礦山由于尾礦不能妥善解決致使生產面臨困境，亟待開發新的尾礦安全處置技術。
【發明內容】
[0004]目的:為了針對目前尾礦堆存在尾礦庫中存在較大的穩定或環境安全風險的問題，克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種降低環境污染的尾礦堆存系統和方法，設計合理、安全可靠、使用方便、消除尾礦庫中水的隱患、降低尾礦庫失穩或潰壩風險。
[0005]技術方案:為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為:
一種降低環境污染的尾礦堆存系統，其特征在于:包括尾礦濃縮池、濃縮尾礦輸送管道和尾礦堆存場；
濃縮尾礦輸送管道包括給礦管、溢流出礦管、底流出礦管；尾礦濃縮池的給礦管與礦山選礦廠的尾礦排放管相連通，尾礦濃縮池的溢流出礦管與循環水管道相連通，尾礦濃縮池的底流出礦管通過輸送管道與尾礦堆存場相連通；
所述尾礦堆存場底部設有防水的壓實黏土層，在尾礦堆存場壓實黏土層上設有土工防滲膜，在土工防滲膜上設有由碎石層和排滲花管組成的滲濾水收集系統，尾礦堆存場的下側設有集水池。
[0006]作為優選方案，所述的降低環境污染的尾礦堆存系統，其特征在于:所述的尾礦濃縮池底流出礦管中的底流尾礦漿濃度小于65 wt%?
[0007]本發明還提供一種降低環境污染的尾礦堆存方法，基于所述的降低環境污染的尾礦堆存系統，包括以下步驟:
a、礦山選礦廠排放的尾礦漿給入尾礦濃縮池的給礦管，尾礦濃縮池的溢流出礦管通過輸送管道直接送入循環水管道，濃縮池的濃度小于65wt%的底流尾礦漿通過底流出礦管泵送至尾礦堆存場；
b、在尾礦堆存場的底部鋪設一層防水的壓實黏土層；
C、所述的尾礦堆存場的壓實黏土層上面鋪設一層土工防滲膜；
d、所述的尾礦堆存場的土工防滲膜上面鋪設一層碎石層，并在碎石層中鋪設收集滲濾水的排滲花管，排滲花管接入集水池；
e、泵送的濃度小于65wt%的底流尾礦漿排放到碎石層上，底流尾礦漿中的水分通過碎石層逐漸滲透到尾礦堆存場底部鋪設的土工防滲膜上，通過排滲花管收集并匯集到集水池中，用泵輸送入循環水管道。
[0008]作為優選方案，所述的一種降低環境污染的尾礦堆存方法，其特征在于:所述壓實黏土層厚度為60cm、滲透系數小于1.0X 10_7cm/sο
[0009]作為優選方案，所述的一種降低環境污染的尾礦堆存方法，其特征在于:所述土工防滲膜厚度為1.5mm。
[0010]作為優選方案，所述的一種降低環境污染的尾礦堆存方法，其特征在于:所述碎石層厚度為60cm、滲透系數大于1.0X l(T3cm/s。
[0011]有益效果:本發明提供的一種降低環境污染的尾礦堆存系統和方法，系統合理、安全可靠、使用方便、實現了尾礦水的零排放、降低了尾礦的環境污染、降低了尾礦庫的失穩或潰壩隱患；具有以下優點:1)由于采用了防滲系統(壓實黏土層和土工防滲膜)，杜絕了尾礦庫中尾礦水滲透到尾礦庫之外，避免了尾礦水污染地下水、地表水和尾礦庫周圍的土壤，降低了尾礦的環境污染；2)由于采用滲濾水收集系統，濃縮尾礦漿中的水分通過碎石層滲透到排滲花管并匯集到集水池，實現了尾礦庫中尾礦的干式堆存，消除了尾礦庫因浸潤線偏高而引起的尾礦壩失穩或潰壩隱患；3)由于濃縮池溢流和集水池中的水接入循環水管道，節約了水資源，實現了尾礦含水的零排放。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的結構示意圖；
圖中:尾礦濃縮池1、給礦管2、溢流出礦管3、底流出礦管4、尾礦堆存場5、壓實黏土層6、土工防滲膜7、排滲花管8、碎石層9、集水池10、循環水管道11。
【具體實施方式】
[0013]下面結合具體實施例對本發明作更進一步的說明。
[0014]如圖1所示，一種降低環境污染的尾礦堆存系統，包括尾礦濃縮池1、濃縮尾礦輸送管道和尾礦堆存場5 ;
濃縮尾礦輸送管道包括給礦管2、溢流出礦管3、底流出礦管4 ;尾礦濃縮池I的給礦管2與礦山選礦廠的尾礦排放管相連通，所述尾礦濃縮池I的溢流出礦管3與循環水管道11相連通，所述尾礦濃縮池的底流出礦管4通過輸送管道與尾礦堆存場5相連通； 所述的尾礦堆存場5底部設有防水的壓實黏土層6，在尾礦堆存場的壓實黏土層6上設有土工防滲膜7，在所述的尾礦堆存場土工防滲膜7上設有由碎石層9和排滲花管8組成的滲濾水收集系統，尾礦堆存場I的下側設有集水池10。
[0015]所述的尾礦濃縮池I底流出礦管4中的底流尾礦漿濃度小于65 wt% (質量百分比)。
[0016]采用本發明系統的一種降低環境污染的尾礦堆存方法，具體包括以下步驟:
a、礦山選礦廠排放的尾礦漿給入尾礦濃縮池I的給礦管2，尾礦濃縮池I的溢流出礦管3通過輸送管道直接送入循環水管道11，濃縮池I的濃度小于65wt%的底流出礦管4中的底流尾礦漿通過泵送至尾礦堆存場5 ;
b、所述的尾礦堆存場5的底部鋪設一層60cm厚、滲透系數小于1.0Xl(T7cm/s的防水的壓實黏土層6 ；
c、所述的尾礦堆存場的壓實黏土層6上面鋪設一層1.5mm厚的土工防滲膜7 ;
d、所述的尾礦堆存場的土工防滲膜7上面鋪設一層60cm厚、滲透系數大于LOXlO-Ws的碎石層9，并在碎石層中鋪設收集滲濾水的排滲花管8，排滲花管8接入集水池10 ；
e、泵送的濃度小于65wt%的底流尾礦楽排放到碎石層9上，底流尾礦楽中的水分通過碎石層9逐漸滲透到尾礦堆存場底部鋪設的土工防滲膜7上，通過排滲花管8收集并匯集到集水池10中，用泵輸送入循環水管道11。
[0017]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種降低環境污染的尾礦堆存系統，其特征在于:包括尾礦濃縮池、濃縮尾礦輸送管道和尾礦堆存場； 濃縮尾礦輸送管道包括給礦管、溢流出礦管、底流出礦管；尾礦濃縮池的給礦管與礦山選礦廠的尾礦排放管相連通，尾礦濃縮池的溢流出礦管與循環水管道相連通，尾礦濃縮池的底流出礦管通過輸送管道與尾礦堆存場相連通； 所述尾礦堆存場底部設有防水的壓實黏土層，在尾礦堆存場壓實黏土層上設有土工防滲膜，在土工防滲膜上設有由碎石層和排滲花管組成的滲濾水收集系統，尾礦堆存場的下側設有集水池。
2.根據權利要求1所述的降低環境污染的尾礦堆存系統，其特征在于:所述的尾礦濃縮池底流出礦管中的底流尾礦漿濃度小于65 wt%?
3.—種降低環境污染的尾礦堆存方法，基于權利要求1或2所述的降低環境污染的尾礦堆存系統，包括以下步驟: a、礦山選礦廠排放的尾礦漿給入尾礦濃縮池的給礦管，尾礦濃縮池的溢流出礦管通過輸送管道直接送入循環水管道，濃縮池的濃度小于65wt%的底流尾礦漿通過底流出礦管泵送至尾礦堆存場； b、在尾礦堆存場的底部鋪設一層防水的壓實黏土層； c、所述的尾礦堆存場的壓實黏土層上面鋪設一層土工防滲膜； d、所述的尾礦堆存場的土工防滲膜上面鋪設一層碎石層，并在碎石層中鋪設收集滲濾水的排滲花管，排滲花管接入集水池； e、泵送的濃度小于65wt%的底流尾礦漿排放到碎石層上，底流尾礦漿中的水分通過碎石層逐漸滲透到尾礦堆存場底部鋪設的土工防滲膜上，通過排滲花管收集并匯集到集水池中，用泵輸送入循環水管道。
4.根據權利要求3所述的一種降低環境污染的尾礦堆存方法，其特征在于:所述壓實黏土層厚度為60cm、滲透系數小于1.0X 10_7cm/sο
5.根據權利要求3所述的一種降低環境污染的尾礦堆存方法，其特征在于:所述土工防滲膜厚度為1.5mm。
6.根據權利要求3所述的一種降低環境污染的尾礦堆存方法，其特征在于:所述碎石層厚度為60cm、滲透系數大于1.0X l(T3cm/s。
【專利摘要】本發明公開了一種降低環境污染的尾礦堆存系統和方法，包括尾礦濃縮池、濃縮尾礦輸送管道和尾礦堆存場；濃縮尾礦輸送管道包括給礦管、溢流出礦管、底流出礦管；尾礦濃縮池的給礦管與礦山選礦廠的尾礦排放管相連通，尾礦濃縮池的溢流出礦管與循環水管道相連通，尾礦濃縮池的底流出礦管通過輸送管道與尾礦堆存場相連通；尾礦堆存場底部設有防水的壓實黏土層，在尾礦堆存場壓實黏土層上設有土工防滲膜，在土工防滲膜上設有由碎石層和排滲花管組成的滲濾水收集系統，尾礦堆存場的下側設有集水池。系統合理、安全可靠、使用方便、實現了尾礦水的零排放、降低了尾礦的環境污染、降低了尾礦庫的失穩或潰壩隱患。
【IPC分類】E03F3-02, E03F1-00, E02D31-00, E02D17-18
【公開號】CN104831758
【申請號】CN201510225629
【發明人】汪順才, 魏志成, 張春雷
【申請人】河海大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月6日