Способ эвакуации хвостов из хвостохранилища

 

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в способах складирования отходов обогащения горно-обогатительных предприятий и эвакуации хвостов из хвостохранилищ. Сущность изобретения: способ предусматривает распульповывание содержимого хвостохранилищ и перекачу за его пределы. При этом указанные операции ведут послойно по площади хвостохранилища, а эвакуацию каждого слоя прекращают на расстоянии до дамбы, равном двух трех кратной высоты от гребня дамбы до поверхности последующего за выбираемым слоем. 2 ил. 1 табл.

Изобретение относится к хвостохранилищам для складирования отходов обогащения горно-обогатительных предприятий и может быть использовано при эвакуации хвостов из хвостохранилищ.

Известен способ эвакуации хвостов из старого хвостохранилища, расположенного недалеко от фабрики. Способ заключается в том, что слежавшиеся хвосты распульповывают при помощи специального сконструированного сопла. Сопло медленно вращается под массой материала, разрыхляет и затягивает его в струю воды, образуя пульпу с высоким процентом твердого, которую перекачивают насосами [1] Применение такого способа устраняет необходимость использования погрузочно-разгрузочного оборудования и тем самым сокращает затраты на транспортировку материала. Известный способ принят за прототип, как наиболее близкое к заявляемому изобретению техническое решение.

Недостатком известного способа является то, что оно не позволяет сохранить образованный намывом песков при заполнении хвостохранилища защитный слой, и устойчивость дамбы, т.е. хвостохранилище при использовании известного способа разрушается и ликвидируется.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является сокращение затрат на сооружение новых хвостохранилищ. Поставленную задачу можно решить за счет достижения технического результата, который заключается в повторном неоднократном использовании хвостохранилища путем сохранения его целостности.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе эвакуации хвостов из хвостохранилища, по которому его содержимое распульповывают и перекачивают за пределы хвостохранилища, распульповку и эвакуацию хвостов осуществляют послойно по площади хвостохранилища, причем эвакуацию каждого слоя прекращают на расстоянии до дамбы равном 2-3 высоты от гребня дамбы до поверхности последующего за выбираемым слоем.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое изобретение отличается тем, что распульповку и эвакуацию хвостов осуществляют послойно, причем эвакуацию каждого слоя прекращают на расстоянии до дамбы равном 2-3 высоты от гребня дамбы до поверхности последующего за выбираемым слоя.

Наличие отличительных от прототипа признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "новизна". Причем каждый из отличительных признаков является существенным, т.к. отсутствие любого из них не позволит достигнуть указанный технический результат.

Для того, чтобы повторно неоднократно использовать старое хвостохранилище, его нужно освободить от ранее уложенной пульпы так, чтобы сохранить его целостность. Поэтому распульповку и эвакуацию хвостов производят постепенно слоями. Эвакуацию каждого слоя прекращают на расстоянии от дамбы равном 2-3 высоты от гребня дамбы до поверхности последующего выбираемого слоя для того, чтобы сохранить защитный слой, образованный намывом песков при заполнении хвостохранилища, и устойчивость дамбы, а также рационально использовать объем хвостохранилища, т.е. если уменьшить расстояние (менее 2-х высот), то может разрушиться дамба, а если увеличить (более 3-х высот), то будет неоправданно уменьшен объем хвостохранилища.

Использование данного изобретения может обеспечить достижение и другого технического результата, а именно возможность использования песков старого хвостохранилища для строительства определенных инженерных сооружений железнодорожное полотно, автомобильные дороги, устранение неровностей рельефа и т.др.

Для доказательства соответствия заявляемого решения критерию "изобретательский уровень" проводилось сравнение с другими техническими решениями, известными из источников, включенных в "уровень техники". Такое сравнение не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа. Кроме того, имеются еще обстоятельства, свидетельствующие в пользу "изобретательского уровня", а именно: на протяжении длительного времени хвостохранилища для складирования отходов обогатительных фабрик после завершения их эксплуатации рекультивируются, а для складирования отходов строятся новые хвостохранилища, для чего требуются огромные площади земель, наносится ущерб окружающей среде и требуются большие затраты на сооружение. Заявляемое же решение позволяет сократить затраты, площади земель под хвостохранилища путем их повторного неоднократного использования. Авторам удалось преодолеть предубежденность других специалистов, технические трудности и решить поставленную задачу сокращение затрат на сооружение новых хвостохранилищ путем сохранения целостности и повторного неоднократного использования старого хвостохранилища. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Для доказательства критерия "промышленное применение" достаточно сказать то, что прорабатывается вопрос о возможности использования заявляемого способа на Куранахской ЗИФ горно-обогатительного золотодобывающего комбината "Алданзолото".

Сущность изобретения поясняется чертежами: На фиг. 1 изображен общий вид хвостохранилища; на фиг.2 представлена схема эвакуации уложенной ранее пульпы.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом: П р и м е р. Хвостохранилище 1, разделенное на ряд секций 2 и ограниченное дамбами 3, после завершения эксплуатации оставляют на длительное время в течение 10-15 лет для отстаивания. На неэксплуатируемом хвостохранилище происходит естественное обезвоживание намытых хвостов и их упрочнение во времени за счет химических процессов, например, в результате срастания гелевых пленок кремневой кислоты и других факторов. Длительное отстаивание стоков в хвостохранилищах способствует осаждению механических примесей, достаточно полному разложению реагентов.

В течение 15 лет периодически проводили исследование содержимого хвостохранилища. Для этого бурили в каждой секции скважины 4 на разную глубину и брали пробы для анализа. Результаты бурения показали, что 4-6 м намытых песков в чаше хвостохранилища обезвожены, а остальной объем водонасыщен. Для проведения химического анализа взятые пробы репульпировали водой до соотношения Ж:T=3,3:1 и Ж:T=5:1.

Содержание компонентов в пульпе показано в таблице.

При репульпации Ж:T=5:1 содержание железа в пульпе не определяли, т.к. не имеет смысла. Из таблицы видно, что уже при степени разбавления Ж:T=3,3:1 все содержимое экологически чистое. За время, когда не было эксплуатации этого хвостохранилища, произошло естественное обезвреживание.

После проведенных исследований химического состава содержимого в каждой секции хвостохранилища I, II, III поочередно в чаше 5 экскаватором выбирают емкость, запускают в нее воду, размещают земснаряд 6, который, перемещаясь по площади хвостохранилища, осуществляет послойную распульповку до соотношения Ж: T=(5:8):1 и эвакуацию уложенной пульпы, при этом эвакуацию каждого слоя прекращают на расстоянии от дамбы, равном 2-3 высоты от гребня дамбы до поверхности последующего за выбираемым слоя.

При эвакуации первого слоя l₁=2-3h₁, при эвакуации второго слоя l₂=2-3h₂, при эвакуации третьего слоя l₃=2-3h₃ и т.д. При таком способе послойной эвакуации сохраняется защитный слой 7. От земснаряда пульпа подается по магистральному трубопроводу 8, например, в отработанный карьер 9.

Поскольку содержание вредных веществ доведено до предельно допустимых концентраций, то попадание пульпы даже в рыбохозяйственные водоемы не окажет на эти водоемы вредного воздействия. Освобожденное, таким образом хвостохранилище можно использовать вновь для складирования отходов обогащения горно-обогатительных предприятий. Цикл можно повторить неоднократно.

Использование изобретения позволит сократить площади для размещения новых хвостохранилищ и затраты на их сооружение.

Формула изобретения

СПОСОБ ЭВАКУАЦИИ ХВОСТОВ ИЗ ХВОСТОХРАНИЛИЩА, включающий распульповку хвостов и перекачку их за пределы хвостохранилища, отличающийся тем, что распульповку и перекачку хвостов осуществляют послойно по площади хвостохранилища, причем перекачку каждого слоя прекращают на расстоянии от дамбы, равном 2-3 высотам от гребня дамбы до поверхности последующего за выбираемым слоя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4