【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿山充填，特别是涉及一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统及方法。
技术介绍
1、随着金属矿产资源的高强度开采，产生的大量金属尾砂通常以筑坝堆存方式进行处理，进而形成了大量的尾矿坝，但尾矿坝的溃坝事故时有发生，每次溃坝事故都会不同程度的造成人员伤亡和财产损失，因此尾矿坝已经被列为重大灾害危险源之一。
2、为了金属尾砂的利用率，推广充填采矿法是十分有效的手段之一，因为充填采矿法可以充分利用金属矿山在生产活动中所产生的尾砂等固体废弃物，减少地表堆存和土地占用，是解决金属矿山尾矿堆积的有效途径。
3、然而，随着矿产资源的不断开发利用，高品位、易分选的富矿资源逐渐枯竭，矿山行业面临着矿石开采边界品位逐年降低、矿物共伴生关系复杂、矿物嵌布粒度偏细等问题，由此导致矿石需要磨碎至超细(平均粒度小于30μm)甚至超微细(平均粒度小于10μm)的粒度级别才能实现有用矿物的分离和富集。
4、同时，在全尾砂充填技术出现之前，矿山普遍采用分级尾砂进行充填，导致尾矿库中堆存了大量的未被利用的超细尾砂。由于超细尾砂颗粒粒度小、比表面积大，极易影响尾矿坝体的稳定性和抗渗性，存在严重的安全隐患，在堆存过程中更容易引发重金属、粉尘方面的污染问题。
5、此外，超细尾砂充填材料还存在以下三个显著特点：①、超细尾砂因颗粒小、比表面积大，因此在浓密过程中沉降速度慢、孔隙率高，导致浓密后底流浓度普遍较低；②、用超细尾砂制备的充填料浆存在剪切屈服应力大、动态粘度大的特点，因此在管道输送的过程中受到的阻力较大，容易
6、由于超细尾砂充填材料存在的上述特点，导致以超细尾砂为骨料制备的充填料浆存在浓度低、充填体强度差的缺点，因此为了使充填体强度满足要求，往往需要在料浆中加入大量的胶结料，这会显著增加成本。
7、为此，申请号为202410130858.3的中国专利申请，公开了一种尾砂粒化胶结充填工艺系统，该方案将尾砂粒化得到球形尾砂颗粒，尾砂颗粒在常温常压下固化超过24小时后，再与胶凝材料和水按比例混合制成充填料浆。虽然该方案通过将尾砂制成颗粒使得充填料浆中尾砂浓度提高，但由于其尾砂颗粒的固化采用传统养护方式，存在固化时间长、效率低、生产过程中能耗高的问题，而且是对全粒级尾砂进行制粒后充填，并且由于尾砂颗粒的尺寸在2.5mm～10mm之间，因此较大的尾砂颗粒容易造成料浆在管道输送过程中的沉降快，容易造成堵塞。
8、再有，申请号为202310898094.8的中国专利申请，公开了一种粗骨料及其制备方法、混合骨料、充填料浆和充填体，该方案将超细尾砂造粒后，采用蒸汽养护方式固化尾砂颗粒，用以得到粗骨料，之后再将粗骨料与超细尾砂混合得到混合骨料，用于制备充填料浆。虽然该方案采用了蒸汽养护方式，但将部分超细尾砂制成颗粒养护后与超细尾砂混合的方法，对提升尾砂整体粒级效果较为有限，充填料浆中的尾砂浓度仍然较低，并且尾砂颗粒需要在45℃～65℃的温度下蒸汽养护10天～20天，因此存在固化时间过长、养护效率过低的问题，而且长时间维持较高温度，也会造成养护过程的能耗过大，因而经济性较差。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统及方法，仅将超细尾砂中的分级细尾砂进行粒化，可显著提高混合后的尾砂整体粒径，在充填料浆流动性不变的情况下，可显著提高充填料浆的浓度，与传统的全粒级尾砂制粒相比，可显著提高制粒效率、降低制粒成本；通过将分级细尾砂粒化后的颗粒与超细尾砂中的分级粗尾砂混合制备充填料浆，可充分利用分级粗尾砂的承托作用，显著降低粒化颗粒的沉降，提升堆积密度的同时，进一步提高充填体强度；与传统的常温常压养护和蒸汽养护方式相比，利用了微波产生的瞬时高温以及矿渣基胶结料的喜热特性，可使粒化颗粒在短时间内实现固化并获得较高的强度，达到瞬时高强度热固化的目的；与传统超细尾砂充填技术相比，具有充填料浆制备效率高、能耗低、设备布置灵活且易于集中的特点，能够有效解决超细尾砂充填浓度低、胶结料用量大、充填成本高等问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，包括旋流器、制粒机、微波电炉、搅拌桶及充填泵；所述旋流器的进料口用于通入选矿厂排出的超细尾砂，超细尾砂根据粒径的不同，在旋流器内完成分离，从旋流器的顶部溢流口排出分级细尾砂，从旋流器的底部出料口排出分级粗尾砂；所述旋流器顶部溢流口排出分级细尾砂作为制粒机的原料；所述制粒机用于制备以分级细尾砂为原料的粒化颗粒；所述微波电炉用于对制粒机排出的粒化颗粒进行瞬时热固化处理；所述搅拌桶用于制备以分级粗尾砂和热固化处理后的粒化颗粒为原料的充填料浆；所述充填泵用于将充填料浆泵送至地下采场。
3、所述超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统还包括压滤机，所述旋流器的顶部溢流口与压滤机的进料口相连通。
4、所述超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统还包括称重给料机和第一皮带输送机，所述压滤机的出料口与称重给料机的进料口相连通，称重给料机的出料口与第一皮带输送机的进料口相连通。
5、所述超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统还包括混料机，所述第一皮带输送机的出料口与混料机的进料口相连通，混料机的出料口与制粒机的进料口相连通，制粒机的出料口与微波电炉的进料口相连通。
6、所述超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统还包括胶结料仓，胶结料仓的出料口与混料机的进料口相连通。
7、所述超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统还包括浓密机，所述旋流器的底部出料口与浓密机的进料口相连通，浓密机的出料口与搅拌桶的进料口相连通，搅拌桶的出料口与充填泵的进料口相连通。
8、所述超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统还包括胶凝材料仓，胶凝材料仓的出料口与搅拌桶的进料口相连通。
9、所述超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统还包括集料斗和第二皮带输送机，所述微波电炉的出料口与集料斗的进料口相连通，集料斗的出料口与第二皮带输送机的进料口相连通，第二皮带输送机的出料口与搅拌桶的进料口相连通。
10、所述超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统还包括沉淀池和清水池，所述压滤机的出水口与沉淀池的进水口相连通，沉淀池的出水口与清水池的进水口相连通，清水池的出水口一路与制粒机的进水口相连通，另一路与搅拌桶的进水口相连通。
11、一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填方法，采用了所述的超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，包括如下步骤：
12、步骤一：将选矿厂排出的超细尾砂通过管道输送至旋流器中，通过旋流器对超细尾砂进行分级，由旋流器的顶部溢流口排出分级细尾砂，由旋流器的底部出料口排出分级粗尾砂；
13、步骤二：将分级细尾砂通过管道输送至压滤机中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，其特征在于：包括旋流器、制粒机、微波电炉、搅拌桶及充填泵；所述旋流器的进料口用于通入选矿厂排出的超细尾砂，超细尾砂根据粒径的不同，在旋流器内完成分离，从旋流器的顶部溢流口排出分级细尾砂，从旋流器的底部出料口排出分级粗尾砂；所述旋流器顶部溢流口排出分级细尾砂作为制粒机的原料；所述制粒机用于制备以分级细尾砂为原料的粒化颗粒；所述微波电炉用于对制粒机排出的粒化颗粒进行瞬时热固化处理；所述搅拌桶用于制备以分级粗尾砂和热固化处理后的粒化颗粒为原料的充填料浆；所述充填泵用于将充填料浆泵送至地下采场。
2.根据权利要求1所述的一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，其特征在于：还包括压滤机，所述旋流器的顶部溢流口与压滤机的进料口相连通。
3.根据权利要求2所述的一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，其特征在于：还包括称重给料机和第一皮带输送机，所述压滤机的出料口与称重给料机的进料口相连通，称重给料机的出料口与第一皮带输送机的进料口相连通。
4.根据权利要求3所述的一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，其特征在于
5.根据权利要求4所述的一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，其特征在于：还包括胶结料仓，胶结料仓的出料口与混料机的进料口相连通。
6.根据权利要求5所述的一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，其特征在于：还包括浓密机，所述旋流器的底部出料口与浓密机的进料口相连通，浓密机的出料口与搅拌桶的进料口相连通，搅拌桶的出料口与充填泵的进料口相连通。
7.根据权利要求6所述的一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，其特征在于：还包括胶凝材料仓，胶凝材料仓的出料口与搅拌桶的进料口相连通。
8.根据权利要求7所述的一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，其特征在于：还包括集料斗和第二皮带输送机，所述微波电炉的出料口与集料斗的进料口相连通，集料斗的出料口与第二皮带输送机的进料口相连通，第二皮带输送机的出料口与搅拌桶的进料口相连通。
9.根据权利要求8所述的一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，其特征在于：还包括沉淀池和清水池，所述压滤机的出水口与沉淀池的进水口相连通，沉淀池的出水口与清水池的进水口相连通，清水池的出水口一路与制粒机的进水口相连通，另一路与搅拌桶的进水口相连通。
10.一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填方法，采用了权利要求9所述的超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，其特征在于：包括旋流器、制粒机、微波电炉、搅拌桶及充填泵；所述旋流器的进料口用于通入选矿厂排出的超细尾砂，超细尾砂根据粒径的不同，在旋流器内完成分离，从旋流器的顶部溢流口排出分级细尾砂，从旋流器的底部出料口排出分级粗尾砂；所述旋流器顶部溢流口排出分级细尾砂作为制粒机的原料；所述制粒机用于制备以分级细尾砂为原料的粒化颗粒；所述微波电炉用于对制粒机排出的粒化颗粒进行瞬时热固化处理；所述搅拌桶用于制备以分级粗尾砂和热固化处理后的粒化颗粒为原料的充填料浆；所述充填泵用于将充填料浆泵送至地下采场。
2.根据权利要求1所述的一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，其特征在于：还包括压滤机，所述旋流器的顶部溢流口与压滤机的进料口相连通。
3.根据权利要求2所述的一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，其特征在于：还包括称重给料机和第一皮带输送机，所述压滤机的出料口与称重给料机的进料口相连通，称重给料机的出料口与第一皮带输送机的进料口相连通。
4.根据权利要求3所述的一种超细尾砂瞬时热固粒化高浓度充填系统，其特征在于：还包括混料机，所述第一皮带输送机的出料口与混料机的进料口相连通，混料机的出料口与制粒机的进料口相连通，制粒机的出料口与微波电炉的进料口相连通。
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜海强，余孙强，冯夏庭，付有，李小朋，席张尧，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
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