Способ приготовления инертного заполнителя закладочных смесей

 

Изобретение относится к горному делу и может использоваться в горнодобывающей промышленности на добывающих предприятиях, имеющих в своем составе обогатительную фабрику и ведущих добычу полезных ископаемых системами разработки с закладкой выработанного пространства. Способ приготовления включает сгущение хвостов обогатительных фабрик, содержащих цианиды, в гидроциклоне и разгрузку песков в накопительную емкость. Слив гидроциклона, содержащий дисперсные глинистые частицы, удаляют. В накопительную емкость подают воду в количестве, обеспечивающем доведение рН и концентрации цианидов в пульпе до норм ПДК. Подачу песков в качестве готового инертного заполнителя на приготовление закладочной смеси осуществляют после сгущения пульпы из накопительной емкости, обеспечивающего содержание дисперсных глинистых частиц в готовом инертном заполнителе в пределах 0,5-1,0%. Технический результат состоит в повышении качества закладочной смеси за счет доведения концентрации вредных веществ в закладочной смеси до норм ПДК при содержании дисперсных глинистых частиц, обеспечивающем заданные модуль крупности и расход цемента для достижения установленных норм прочности закладочного массива. 1 ил.

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может быть использовано на добывающих предприятиях, имеющих в своем составе обогатительную фабрику и ведущих добычу полезных ископаемых системами разработки с закладкой выработанного пространства.

Известен способ приготовления инертного заполнителя закладочных смесей, в котором мокрые хвосты обогатительной фабрики сгущают и песковую фракцию в качестве инертного заполнителя используют для приготовления твердеющей закладки (авт. свид. SU 662735, МПК Кл. 2 E 21 F 15/00, опубл. 1979, бюл. 18).

Недостатком данного способа является высокое содержание вредных отходов в закладочном массиве при использовании хвостов обогатительных фабрик, содержащих вредные отходы, например цианиды.

Известен также способ захоронения вредных отходов в закладке подземных выработок, включающий переработку отходов в шлам, его накопление, брикетирование, доставку к закладочным выработкам и укладку в массив. При этом перед брикетированием шлам перемешивают с пластической минеральной массой, затем брикеты смешивают с тонкодисперсной зольношлаковой смесью и образуют гранулы гидратационного твердения, которые вводят в зольношлаковую пенную суспензию для доставки по трубам к закладочным выработкам и укладывают в массив в виде пенобетонной смеси гранул и суспензии поочередно с закладочной смесью (патент RU 2089732, МПК Кл. 6 Е 21 F 15/00, опубл. 10.09.1997, бюл. 25).

Недостатком данного способа является высокое содержание в закладочном массиве вредных веществ и необходимость сложной и дорогостоящей обработки отходов (перемешивание с пластической минеральной массой, брикетирование, образование гранул и т.д.) перед укладкой их в выработанное пространство для исключения рассеивания вредных веществ в водной и воздушной среде, а также в окружающих породах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является способ приготовления инертного заполнителя закладочных смесей из хвостов обогатительных фабрик, включающий сгущение хвостов в гидроциклоне, разгрузку песков гидроциклона в накопительную емкость и удаление слива гидроциклона, содержащего дисперсные глинистые частицы, подачу воды в накопительную емкость и подачу песков в качестве готового инертного заполнителя на приготовление закладочной смеси (патент RU 2019713 C1, МПК Кл. 5 Е 21 F 15/00, опубл 15.09.94, бюл. 17).

Недостатком данного способа является низкое качество закладочной смеси при использовании в качестве инертного заполнителя хвостов обогатительных фабрик, содержащих вредные вещества, например цианиды и глинистые частицы.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении эффективности закладочных работ.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, состоит в повышении качества закладочной смеси за счет доведения концентрации вредных веществ в закладочной смеси до норм, установленных предельно допустимыми концентрациями вредных веществ (ПДК) при содержании дисперсных глинистых частиц, обеспечивающем заданные модуль крупности и расход цемента для достижения установленных норм прочности закладочного массива.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе приготовления инертного заполнителя закладочных смесей из хвостов обогатительных фабрик, включающем сгущение хвостов в гидроциклоне, разгрузку песков гидроциклона в накопительную емкость и удаление слива гидроциклона, содержащего дисперсные глинистые частицы, подачу воды в накопительную емкость и подачу песков в качестве готового инертного заполнителя на приготовление закладочной смеси, согласно изобретению при использовании хвостов обогатительных фабрик, содержащих цианиды, подачу воды в накопительную емкость осуществляют в количестве, обеспечивающем доведение рН и концентрации цианидов в пульпе до норм ПДК, при этом подачу песков в качестве готового инертного заполнителя на приготовление закладочной смеси осуществляют после сгущения пульпы из накопительной емкости, обеспечивающего содержание дисперсных глинистых частиц в готовом инертном заполнителе в пределах 0,5-1,0%.

В данную совокупность включены признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата во всех случаях использования изобретения.

Благодаря тому что накопительная емкость соединена с трубопроводом для подачи воды и пески в ней разбавляются водой, обеспечивается доведение рН и концентрации цианидов до норм ПДК. Цианиды содержатся в основном в жидкой фазе хвостов. После сгущения жидкая фаза в песках составляет незначительный объем по сравнению с первоначальным, поэтому для снижения концентрации вредных веществ в песках требуется небольшой объем свежей воды. Благодаря тому что накопительная емкость соединена со вторым гидроциклоном, в котором разбавленные водой пески сгущают и классифицируют, обеспечивается также отделение оставшихся дисперсных глинистых аргиллито-алевролитовых частиц до установленных норм.

Способ приготовления инертного заполнителя закладочных смесей из хвостов обогатительных фабрик поясняется чертежом, на котором представлена схема цепи аппаратов.

Способ приготовления инертного заполнителя закладочных смесей из хвостов обогатительных фабрик осуществляется следующим образом.

Текущие хвосты обогащения с плотностью 10-25% твердого, содержащие цианиды в количестве 4-10 мг/л, с обогатительной фабрики поступают в зумпф 1, выполняющий функцию буферной емкости, и затем насосами 2 подают в гидроциклон 3, где их подвергают сгущению. Полученный слив с плотностью ρ = 3-5%, содержащий цианиды в количестве 4-10 мг/л и составляющий 70-85% от общего количества хвостов, подают в зумпф 4. В гидроциклоне 3, выполняющем функцию первой стадии циклонирования, 65% глинистых частиц - аргиллитов и алевролитов, которые снижают качество инертного заполнителя, уносятся в слив в силу их дисперсности.

Сгущенный продукт (пески) с плотностью ρ = 43-75%. содержащий цианиды в количестве 4-10 мг/л и составляющий 15-30% от общего количества хвостов, подают в зумпф 5. В зумпфе 5 пески разбавляют свежей водой, которую подают по трубопроводу через управляемый запорный вентиль 6. Количеством воды, подаваемым для снижения концентрации цианидов в песках, находящихся в зумпфе 5, управляют в зависимости от содержания цианидов в них. Количество воды должно обеспечивать водородный показатель пульпы рН не более 8, а концентацию цианидов не более 1,5 мг/л в соответствии с нормами ПДК.

Известно, что цианиды содержатся в основном в жидкой фазе, количество которой в текущих хвостах составляет 450-550 л на 1 м³ хвостов. После сгущения текущих хвостов в гидроциклоне 3 жидкая фаза в песках, поданных в зумпф 5, составляет незначительный объем по сравнению с первоначальным. Поэтому большой объем свежей воды для снижения концентрации цианидов в песках не требуется.

Разбавленные пески с допустимой концентрацией цианидов и с плотностью ρ= 30-45% твердого подают насосами 7 в гидроциклон 8 второй стадии. В гидроциклоне 8 продукт сгущают до плотности ρ =60-75% и классифицируют, отделяя в слив оставшиеся дисперсные глинистые аргиллитовые и алевролитовые частицы. В результате их содержание в готовом инертном заполнителе доводят до 0,5-1,0%.

Слив гидроциклона 8 подают в зумпф 4, откуда его и слив гидроциклона 3 направляют на хвостохранилище 9. Сгущенный продукт (пески) с концентрацией цианидов не более 1,5 мг/л и содержанием глинистых частиц - аргиллитов и алевролитов 0,5-1,0% в качестве готового инертного заполнителя подают в зумпф 10.

Для точного соблюдения заданных параметров предпочтительно управление всеми операциями осуществлять с помощью автоматизированной системы управления (на чертеже не показана). Количество гидроциклонов первой и второй стадий циклонирования определяют в зависимости от требуемой производительности закладочного комплекса и производительности каждого гидроциклона.

Полученный инертный заполнитель пригоден для приготовления не только высококачественных закладочных смесей, но и плотных бетонов.

Если при гидратации смеси с цементом все-таки происходит испарение вредных веществ, то на период основной гидратации цемента (8-12 ч) необходимо увеличить расход сжатого воздуха для проветривания выработок в объеме, обеспечивающем доведение концентрации вредных веществ в воздухе до норм ПДК.

Предлагаемый способ приготовления инертного заполнителя закладочных смесей позволяет повысить качество получаемого из цианидосодержащих текущих хвостов обогащения инертного заполнителя за счет доведения рН и концентрации цианидов до норм ПДК и отделения дисперсных глинистых аргиллитовых и алевролитовых частиц.

Кроме того, предлагаемый способ не требует больших затрат на снижение концентрации вредных веществ в цианидосодержащих хвостах обогащения и получение из них инертного заполнителя, пригодного для закладочных смесей.

Формула изобретения

Способ приготовления инертного заполнителя закладочных смесей из хвостов обогатительных фабрик, включающий сгущение хвостов в гидроциклоне, разгрузку песков гидроциклона в накопительную емкость и удаление слива гидроциклона, содержащего дисперсные глинистые частицы, подачу воды в накопительную емкость и подачу песков в качестве готового инертного заполнителя на приготовление закладочной смеси, отличающийся тем, что при использовании хвостов обогатительных фабрик, содержащих цианиды, подачу воды в накопительную емкость осуществляют в количестве, обеспечивающем доведение рН и концентрации цианидов в пульпе до норм ПДК, при этом подачу песков в качестве готового инертного заполнителя на приготовление закладочной смеси осуществляют после сгущения пульпы из накопительной емкости, обеспечивающего содержание дисперсных глинистых частиц в готовом инертном заполнителе в пределах 0,5-1,0%.

РИСУНКИ

Рисунок 1