引言
在中国黄金工业中,尾矿干堆技术最早实践于山东省归来庄金矿。该矿新建了1座300t/d的全泥氰化厂,采用原矿细磨—氰化浸出—三段单层浓密机逆流洗涤和箱式压滤机过滤尾矿的工艺流程。根据归来庄金矿鉴定资料计算,该工艺与改造前生产流程相比,每年可多回收黄金79.668kg,减少氰化钠消耗量69t,减少污水排放量38.10万t,每年增加利润1030.39万元,取得了较好的经济效益和环境效益。由于尾矿干堆技术在北方干燥少雨地区适用性很强,山东、辽宁、内蒙等地区黄金生产企业基于环保要求或回水利用率等原因,对尾矿实施了干堆贮存;新疆哈密金矿和阿希金矿也先后应用了尾矿压滤干堆新技术。因此,该项新技术在中国黄金工业生产中得到了广泛的应用。近几年,全泥氰化尾矿干堆新技术曾先后被列入国家科学技术委员会1995年“国家级科技成果重点推广计划”项目和国家环保总局1997年“最佳实用技术(A类)”进行推广。而在南方省份的黄金企业生产中,由于其地域气候属多雨区,暴雨强度大,对干堆尾矿的管理难度大,目前运用较少,且效果不甚理想。有关资料指出了南方多雨地区实施尾矿干堆技术存在一些误区,并提出了一些很好的建议。遂昌金矿有限公司进行了全泥氰化生产工艺技术改造,在充分试验和实地考察的基础上,将陶瓷过滤机应用于氰化尾矿脱水,大幅度降低了氰化尾矿含水率,在南方多雨地区首次采用氰化尾矿干堆技术,并取得了成功。
1遂昌金矿全泥氰化浸出工艺流程
遂昌金矿有限公司日处理量达150t,现采用两段一闭路碎矿—两段磨矿—氰化浸出—贵液置换—氰化尾矿干堆、贫液返回的全泥氰化工艺(见图1),基本实现了含氰废水零排放。
2氰化尾矿的性质氰化尾矿密度为1.71t/m3,粒度-0.074mm占85%。尾矿中水分为15%~20%,pH值>10,CN-质量浓度<100mg/L。由于其氰化物超标,属于“II类”一般工业固体废物,贮存设施需采取防渗处理,尾矿渗滤水需经处理后达标排放。尾矿自然堆积角初期约为41°、后期约为32°。
3氰化尾矿干堆技术
3.1陶瓷过滤机的应用,该公司采用2台XMG300/1250(300m2)厢式压滤机处理尾矿,虽其结构简单,进行固液两相分离操作较为方便,但存在运行成本高、滤饼水分高、自动化程度低、人工劳动强度高、维护工作量大、容易喷浆、场地卫生差、滤液浑浊等诸多问题。陶瓷过滤机是近几年研发的并用于固液两相分离的设备,在有色行业有着广阔的应用前景。浙江省遂昌金矿有限公司率先在黄金行业使用陶瓷过滤机处理全泥氰化尾矿。其陶瓷过滤机与厢式压滤机处理尾矿的各项指标见表1。多年来的生产实践表明,在电耗、材料消耗以及减少金属流失等方面,每年增加经济效益达100多万元。陶瓷过滤机设计独特,自动化程度高,操作方便,脱水后尾矿水分低,滤液清晰,尾矿指标较为理想,有利于环境保护,经济效益、社会效益较为显著。
尽管陶瓷过滤机有着许多优点,但该公司自改用陶瓷过滤机以来,由于操作人员对设备性能没有全面掌握,曾经发生了陶瓷过滤机洗涤水(约5m3/d,氰化物质量浓度10mg/L,须加双氧水氧化处理)外溢事故。因此,针对陶瓷过滤机在氰化尾矿脱水工艺的应用,该公司对操作规程和管理制度进行了规范,对设备进行部分改造,并制定了《45m2陶瓷过滤机液体外排部分环节日常管理规定》《45m2陶瓷过滤机岗位责任制》,从而杜绝了含氰废水外溢事故。
3.2氰化尾矿干堆实践在试验研究的基础上,对氰化尾矿干堆技术可能出现的意外情况进行了充分论证后,该公司于2003年7月将选冶生产工艺改为全泥氰化法,氰化尾矿采用压滤干堆,即氰化尾矿经过三层浓密机充分洗涤后使用陶瓷过滤机过滤,滤液重新返回生产工艺流程,而滤饼即氰化尾矿则由汽车运至尾矿库进行堆放。氰化尾矿采用顶层排放、分级堆置的方式,即先从顶级台阶排放尾矿;氰化尾矿经过一段时间的固结、风干后,由软流塑状态变成硬塑状态,再用推土机推至拦渣坝坝顶以上筑成排渣平台,共形成多级氰化尾矿台阶。平台内侧修建排水沟,平台地势向水沟保持1%的缓坡以利于排水。尾矿干堆场与山体边坡结合处设有排水沟,下游设有挡土坝。氰化尾矿干堆场自使用以来,运行较为正常,每日由尾矿库值班人员进行巡检,平整堆场表面,用碎石、编织袋、泥土填埋裂隙,清理排水沟,并作尾矿库运行记录,防止意外事故发生。
3.3干堆场日常管理及维护根据几年来对尾矿干式堆放场安全管理经验证明,干式堆放场生产管理和安全防范的重点应放在排水构筑物上,其基本任务是将尾矿输送、过滤或压滤、尾矿排放与碾压、坝体维护与加固、汛期防洪抗震、监测与环保等各项工作做好,确保干式堆放场的安全运行,防止滑坡和破坏性灾害事故的发生。在尾矿干堆场运行过程中,必须严格按设计和有关技术规定,认真做好尾矿排放、台阶边坡的维护和拦渣坝的维护管理工作。
1)设立截(排)水沟,将降雨造成的外来补给水完全排至尾矿库之外。由于截排水较彻底,即使大气降雨较大,也不会发生环境污染事故。
2)在排放尾矿时,始终保持里高外低,大气降水,可通过滤水坝渗出坝外或采取坝端溢洪道的方式排至尾矿库外。干式堆放场在运行过程中,要经常检查排水截水设施,保证其完好性和畅通性;加强干堆场内坡面平整及引水工作,将表面雨水以分区块设排水沟,以小流量(分散)方式引到边界部位排水沟中;建立形成中间高而向两侧排水沟缓慢倾斜的表面,以利于内坡面排水,避免积水存在。
3)在堆放体上设立若干个标志,定时进行变形监测。当坝体出现滑坡或滑坡迹象时,应迅速查明滑坡位置、范围和形态,以及滑坡的动态趋势。
4)在雨季,维护人员进入危险区域作业时必须在采取必要的防护措施和有人监护的情况下进行,不得独自进入危险区作业。
5)干堆场的堆置顺序、堆置方法的具体要求,按《浙江省遂昌金矿有限公司全泥氰化工艺标准》由选冶车间向干堆场作业人员做交代。
6)雨天来临时,应提前将干堆场没有覆土植被的区域采用聚丙烯塑料布进行铺盖,防止雨水冲刷尾矿造成水土流失。排水构筑物安全检查包括每年汛前、汛后应对坝体和排水构筑物进行全面认真检查与清理,发现损坏及时修复,还要检查坝体排渗设施是否完好。
7)运输氰化尾矿车辆在排放尾矿时要有专业人员指挥,防止车辆沉陷和滑入坡底等安全隐患。
8)该公司制定了《氰化尾渣堆场应急处理预案》《氰化尾渣堆场管理规定》《氰化尾渣堆场塌方防范措施》《全泥氰化尾矿运输安全管理协议》《氰化尾渣堆场日常巡检规定》等,在制度上确保尾矿干堆场的安全。
4结语浙江省逐昌金矿有限公司在全泥氰化生产技术改造后,应用陶瓷过滤机脱水—氰化尾矿干堆技术,基本实现了废水零排放。该工艺经过近10年的运行,干堆场安全、稳定,有效地节省了尾矿库库容,有效地控制了尾矿中CN-的外排,具有较好的经济效益和环保效益。
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