1.本发明涉及一种磷
尾矿的处理方法，特别是一种磷尾矿无害化充填治理采空区的方法。
背景技术：
2.
浮选后磷尾矿的处理一直是个难题，目前国内相关企业主要通过建设尾矿库进行尾矿湿排或是干排。无论采用湿排或是干排，随着磷矿山开采规模的扩大和矿山服务年限的延长，尾矿库的容量逐年减小，尾矿库修筑和运行管理费用不断增加，而且尾矿库存在严重的安全隐患，存在溃坝的可能，严重威胁库区周边人民的生命、财产安全。
3.而国内云南、贵州等地一些露天开采磷矿山在开采结束后，形成的露天坑需要及时回填处理，长期积水极易造成危害，边坡长期暴露可能会形成滑坡等地质灾害。而磷尾矿中大量的可溶性磷、氟主要存在于水相中，如不进行无害化处理直接堆存至露天坑内，尾矿浸出液中磷、氟均超标，污染环境。
4.不进行无害化处理磷尾矿属于一般工业固体废物ii类，如在露天坑内进行堆存，需在露天坑坑底铺设防渗膜，并建立完善的尾矿浸出液收集系统，并需建立相应的浸出液水处理系统处理浸出液。而在露天坑坑底铺设防渗膜成本过高，且难以保证后期不渗漏。
5.公开号为cn201110164227.6、名称为“一种磷尾矿干排处理方法”的中国公开专利文献以及公开号为cn201510962902.8、名称为“一种选矿磷尾矿干排方法”的中国公开专利文献分别介绍了磷尾矿干排的方法。
6.一种磷尾矿干排处理方法，包括如下过程：将生产用的磷矿石经研磨机研磨成矿浆，通过反浮选选出矿石中的杂质，即磷尾矿；浮选出的稀浓度细颗粒尾矿通过尾矿泵抽至尾矿浓密池提浓；提浓后的尾矿浆经尾矿底流泵抽至立式压滤机进行挤压；挤压后的尾矿干渣运输至渣场堆放，压滤后的水以及浓密池的溢流澄清水经沉降池沉降后直接回收利用。上述磷尾矿干排处理方法存在如下缺点：（1）只是对磷尾矿进行脱水，脱水后磷尾矿属于一般工业固体废物ii类，尾矿浸出液仍然污染环境。
7.（2）该方法堆存尾矿仍需建尾矿库，只是改成尾矿干排。
8.（3）脱水后尾矿无法直接堆存在露天坑坑内，进行露天坑的充填治理。
9.一种选矿磷尾矿干排方法包括如下过程：经过浮选后的磷尾矿矿浆先经
浓密机浓缩，加入0-0.1％絮凝剂加速颗粒沉降，浓密机溢流水返回选矿生产流程循环利用，矿浆经浓密机浓缩后浓度提高到25％以上，排入矿浆储槽，后经
渣浆泵高压泵入全开式高效自动压滤机进行脱水过滤，滤液返回浓密机，过滤后的滤饼经设计的自动卸渣装置卸到压滤机下端的
皮带输送机，并被送入尾矿堆场或采场回填，从而实现浮选磷尾矿的干排。
10.上述磷尾矿干排处理方法存在如下缺点：（1）只是对磷尾矿进行脱水，脱水后磷尾矿属于一般工业固体废物ii类，尾矿浸出液仍然污染环境。
11.（2）该方法堆存尾矿仍需建尾矿库，只是改成尾矿干排。
12.（3）脱水后尾矿无法直接堆存在露天坑坑内，进行露天坑的充填治理。
13.（4）矿浆浓密后浓度只提高到25%左右，后续的高效自动压滤机脱水效果较差。
技术实现要素：
14.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种新的磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，该方法对浮选后磷尾矿进行无害化处理，使其达到一般工业固体废物i类标准，且采用膏体充填方法实现对采空区进行充填治理，在处理成本较低的前提下，既处理了大量尾矿，又消除了露天坑安全隐患。
15.本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，其特征在于，该方法先将磷尾矿处理为一般工业固体废物i类，处理方法以磷矿浮选厂产生的尾矿浆为原料，经浓密后添加生石灰或石灰乳将其ph值调至中性，输送至
过滤机进行一次过滤、洗涤、二次过滤处理，得到的滤饼中加入二次过滤的滤液调成磷尾矿膏体，再用磷尾矿膏体对采空区（露天坑）进行充填。
16.以上所述的一种磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，其进一步优选的技术方案步骤如下：（1）采用以下方法将磷尾矿处理为一般工业固体废物i类：磷矿浮选厂产生尾矿浆通过浓密机浓密至质量浓度55%-58%，向尾矿浆中添加生石灰或石灰乳将其ph值调至中性，浓密至质量浓度50%-55%后经管道输送至尾矿过滤系统矿浆储槽，然后输送至过滤机进行一次过滤，得含水率13%-17%的一次滤饼，一次滤饼输送至调浆槽进行调浆，加入一次滤饼中含水量的5-7倍清水，搅拌20min～30min，调浆至浓度为40%-47%后输送至过滤机进行二次过滤，得含水率为13%-17%的二次滤饼；（2）膏体制备与充填：向步骤（1）所得二次滤饼中加入二次过滤的滤液，调至质量浓度为75%-78%的膏体状态，即得磷尾矿膏体，用充填工业泵将磷尾矿膏体输送至采空区（露天坑）进行充填，实现采空区（露天坑）治理与生态修复。
17.以上所述的一种磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，其进一步优选的技术方案是：对采空区（露天坑）充填治理结束后形成的边坡及平台采用植草、灌木、植被固土封坡的复绿方法处理。
18.以上所述的一种磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，其进一步优选的技术方案是：一次过滤和二次过滤后得到的滤液均自流至回水池；回水池内的澄清水部分返回过滤系统循环利用，部分作为调配膏体的用水，剩余的回水再经输送管道返回浮选厂循环利用。
19.以上所述的一种磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，其进一步优选的技术方案是：过滤后的一次滤饼和二次滤饼的含水率为15%。
20.以上所述的一种磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，其进一步优选的技术方案是：一次过滤和二次过滤均采用新型带式真空过滤机。
21.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）本发明方法通过一次过滤+水洗+二次过滤后尾矿可以达到i类
固废排放标准，可以不用新建尾矿库就进行尾矿堆存，在国家不批准新建尾矿库情况下，将处理后达到i类固废排放标准的尾矿可以对采空区（露天坑）进行充填治理，找到了一种可以对采空区（露
天坑）进行治理的原料，消除了露天坑的安全隐患。
22.（2）处理后达到i类固废排放标准的尾矿堆存在任何处均不需铺设防渗膜，大大降低了尾矿堆存成本，堆存的尾矿及其浸出液也不会对周边环境产生污染。利用二次过滤后的滤液和达到i类固废排放标准的尾矿进行调浆，调至膏体状态，采用泵送的方法对采空区（露天坑）进行充填治理，减少了堆存尾矿的渗滤液，后续不需新建相应的渗滤液水处理设施。
23.（3）采用制备膏体的方法来运输尾矿，相对于采用胶带机运输尾矿，大大降低了尾矿运输成本，且易于操作。
24.（4）采用新型带式真空过滤机对尾矿进行脱水，相对于高效压滤机、立式压滤机去成本大大降低，采用新型带式真空过滤机针对贵州某磷矿尾矿其成本仅为11元左右每吨。而且采用新型带式真空过滤机其出料连续稳定。新型带式真空过滤机清洗滤布直接采用过滤后滤液进行清洗即可，安全环保简单可行。
具体实施方式
25.以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
26.实施例1、一种磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，其步骤如下：（1）采用以下方法将磷尾矿处理为一般工业固体废物i类：磷矿浮选厂产生尾矿浆通过浓密机浓密至质量浓度58%，向尾矿浆中添加生石灰或石灰乳将其ph值调至中性，浓密至质量浓度55%后经管道输送至尾矿过滤系统矿浆储槽，然后输送至过滤机进行一次过滤，得含水率13%的一次滤饼，一次滤饼输送至调浆槽进行调浆，加入一次滤饼中含水量的5倍清水，搅拌20min，调浆至浓度为40%后输送至过滤机进行二次过滤，得含水率为13%的二次滤饼；（2）膏体制备与充填：向步骤（1）所得二次滤饼中加入二次过滤的滤液，调至质量浓度为75%的膏体状态，即得磷尾矿膏体，用充填工业泵将磷尾矿膏体输送至露天坑进行充填，实现露天坑治理与生态修复。
27.对露天坑充填治理结束后形成的边坡及平台采用植草、灌木、植被固土封坡的复绿方法处理。一次过滤和二次过滤后得到的滤液均自流至回水池；回水池内的澄清水部分返回过滤系统循环利用，部分作为调配膏体的用水，剩余的回水再经输送管道返回浮选厂循环利用。一次过滤和二次过滤均采用新型带式真空过滤机。
28.磷矿浮选厂产生尾矿浆通过浓密机浓密至质量浓度55%，在ph值为4.83-5.21时，其总磷含量为1727-1813mg/l，氟含量为21.6-22.7mg/l，砷含量为0.6357-0.6675mg/l。经过本发明方法处理后的磷尾矿滤饼其总磷含量为0.04-0.14mg/l，氟含量为4-4.2 mg/l，砷未检出，各类指标符合《危险废物贮存、处置污染控制标准》中i类一般工业固体废物标准。
29.实施例2、一种磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，其步骤如下：（1）采用以下方法将磷尾矿处理为一般工业固体废物i类：磷矿浮选厂产生尾矿浆通过浓密机浓密至质量浓度55%，向尾矿浆中添加生石灰或石灰乳将其ph值调至中性，浓密至质量浓度55%后经管道输送至尾矿过滤系统矿浆储槽，然后输送至过滤机进行一次过滤，得含水率13%的一次滤饼，一次滤饼输送至调浆槽进行调浆，加入一次滤饼中含水量的5倍
清水，搅拌30min，调浆至浓度为47%后输送至过滤机进行二次过滤，得含水率为17%的二次滤饼；（2）膏体制备与充填：向步骤（1）所得二次滤饼中加入二次过滤的滤液，调至质量浓度为78%的膏体状态，即得磷尾矿膏体，用充填工业泵将磷尾矿膏体输送至露天坑进行充填，实现露天坑治理与生态修复。
30.对露天坑充填治理结束后形成的边坡及平台采用植草、灌木、植被固土封坡的复绿方法处理。一次过滤和二次过滤后得到的滤液均自流至回水池；回水池内的澄清水部分返回过滤系统循环利用，部分作为调配膏体的用水，剩余的回水再经输送管道返回浮选厂循环利用。一次过滤和二次过滤均采用新型带式真空过滤机。
31.55%浓度的尾矿浆未经本处理且在ph值为4.83时，其总磷含量为1727mg/l，氟含量为21.6mg/l，砷含量为0.6357mg/l。经过本专利方法处理后的磷尾矿滤饼其总磷含量为0.04mg/l，氟含量为4mg/l，砷未检出，各类指标符合《危险废物贮存、处置污染控制标准》中i类一般工业固体废物标准。
32.实施例3、一种磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，其步骤如下：（1）采用以下方法将磷尾矿处理为一般工业固体废物i类：磷矿浮选厂产生尾矿浆通过浓密机浓密至质量浓度56%，向尾矿浆中添加生石灰或石灰乳将其ph值调至中性，浓密至质量浓度53%后经管道输送至尾矿过滤系统矿浆储槽，然后输送至过滤机进行一次过滤，得含水率15%的一次滤饼，一次滤饼输送至调浆槽进行调浆，加入一次滤饼中含水量的5倍清水，搅拌25min，调浆至浓度为40%后输送至过滤机进行二次过滤，得含水率为15%的二次滤饼；（2）膏体制备与充填：向步骤（1）所得二次滤饼中加入二次过滤的滤液，调至质量浓度为76%的膏体状态，即得磷尾矿膏体，用充填工业泵将磷尾矿膏体输送至露天坑进行充填，实现露天坑治理与生态修复。
33.对露天坑充填治理结束后形成的边坡及平台采用植草、灌木、植被固土封坡的复绿方法处理。
34.一次过滤和二次过滤后得到的滤液均自流至回水池；回水池内的澄清水部分返回过滤系统循环利用，部分作为调配膏体的用水，剩余的回水再经输送管道返回浮选厂循环利用。
35.一次过滤和二次过滤均采用新型带式真空过滤机。
36.56%浓度的尾矿浆未经本实验处理，在ph值为5.21时，其总磷含量为1813mg/l，氟含量为22.7mg/l，砷含量为0.6675mg/l。经过本专利方法处理后的磷尾矿滤饼其总磷含量为0.14mg/l，氟含量为4.2 mg/l，砷未检出，各类指标符合《危险废物贮存、处置污染控制标准》中i类一般工业固体废物标准。
37.实施例4、一种磷尾矿无害化充填治理采空区的方法实验，采用实施例3的方法进行以下两组实验，其相关参数见下表：
通过以上两组实验可以看出，本发明磷尾矿无害化充填治理采空区中涉及的处理方法具有很好的效果。技术特征：
1.一种磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，其特征在于，该方法先将磷尾矿处理为一般工业固体废物i类，处理方法以磷矿浮选厂产生的尾矿浆为原料，经浓密后添加生石灰或石灰乳将其ph值调至中性，输送至过滤机进行一次过滤、洗涤、二次过滤处理，得到的滤饼中加入二次过滤的滤液调成磷尾矿膏体，再用磷尾矿膏体对采空区进行充填。2.根据权利要求1所述的磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，其特征在于：其具体步骤如下：（1）采用以下方法将磷尾矿处理为一般工业固体废物i类：磷矿浮选厂产生的尾矿浆通过浓密机浓密至质量浓度55%-58%，向尾矿浆中添加生石灰或石灰乳将其ph值调至中性，浓密至质量浓度50%-55%后经管道输送至尾矿过滤系统矿浆储槽，然后输送至过滤机进行一次过滤，得含水率13%-17%的一次滤饼，一次滤饼输送至调浆槽进行调浆，加入一次滤饼中含水量的5-7倍清水，搅拌20min～30min，调浆至浓度为40%-47%后输送至过滤机进行二次过滤，得含水率为13%-17%的二次滤饼；（2）膏体制备与充填：向步骤（1）所得二次滤饼中加入二次过滤的滤液，调至质量浓度为75%-78%的膏体状态，即得磷尾矿膏体，用充填工业泵将磷尾矿膏体输送至采空区进行充填。3.根据权利要求2所述的磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，其特征在于：对采空区充填治理结束后形成的边坡及平台采用植草、灌木、植被固土封坡的复绿方法处理。4.根据权利要求2所述的磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，其特征在于：一次过滤和二次过滤后得到的滤液均自流至回水池；回水池内的澄清水部分返回过滤系统循环利用，部分作为调配膏体的用水，剩余的回水再经输送管道返回浮选厂循环利用。5.根据权利要求2所述的磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，其特征在于：过滤后的一次滤饼和二次滤饼的含水率为15%。6.根据权利要求2所述的磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，其特征在于：一次过滤和二次过滤均采用新型带式真空过滤机。
技术总结
本发明是一种磷尾矿无害化充填治理采空区的方法，该方法先将磷尾矿处理为一般工业固体废物I类，处理方法以磷矿浮选厂产生尾矿浆为原料，经浓密后添加生石灰或石灰乳将其pH值调至中性，再进行2次过滤处理，向得到的滤饼中加入二次过滤的滤液，调至膏体状态，得磷尾矿膏体，用于露天坑进行充填，实现露天坑治理与生态修复。本发明方法可以将磷矿浮选厂产生尾矿浆处理至I类固废，可以不用新建尾矿库就进行尾矿堆存，在国家不批准新建尾矿库情况下，将处理后达到I类固废排放标准的尾矿可以对露天坑进行充填治理，在磷尾矿无害化处理的前提下消除了露天坑的安全隐患。下消除了露天坑的安全隐患。
技术研发人员：胡顺发 陈兆荣 王相凯 刘大鹏 胡涛
受保护的技术使用者：中蓝连海设计研究院有限公司
技术研发日：2020.11.18
技术公布日：2022/5/20
声明：
“磷尾矿无害化充填治理采空区的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色技术网
来源：中蓝连海设计研究院有限公司
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2024年06月21日 ~ 23日 
