一種山谷型溼法赤泥堆場進行幹法增容的方法
2023-06-15 09:33:06 2
專利名稱：一種山谷型溼法赤泥堆場進行幹法增容的方法
技術領域：
本發明涉及一種對山谷型溼法赤泥堆場進行幹法增容的方法，屬於氧化鋁 生產中的赤泥堆存技術領域。
背景技術：
赤泥是氧化鋁生產中產生的廢渣。赤泥主要組份是Si02、CaO、Fe203、A1203、Na2O, Ti02、K20，此外還含灼減成份和微量其它有色金屬等。在赤泥還不能大量利用而必須堆存的 情況下，目前主要有三種堆存工藝。第一種堆存工藝是溼法堆存工藝。溼法堆存是較為傳統的赤泥堆存方式，將赤泥 及附液以(3 4):1的液固比(固體含量為20% — 25%左右)用離心泵和管道由氧化鋁廠 送到赤泥堆場，赤泥漿由排放口排入赤泥庫內，漿體中的泥粒子借重力自然沉降分離，溼法 赤泥堆場採用回水塔收集澄清附液。約80%左右的附液可通過回水系統返回氧化鋁廠回收 利用。溼法堆存工藝中，有兩種築壩方式。一種是中鋁下屬山東分公司、河南分公司、山西 分公司、中州分公司、貴州分公司等用聯合法生產氧化鋁的企業所採用的初期壩加多級子 壩的方式，先用土石等材料建設一定高度的初期壩，然後將燒結法赤泥排放在堆場外圍，拜 爾法赤泥排放在堆場中部，待初期壩堆滿後，利用燒結法赤泥所特有的水硬自凝性衝填構 築多級赤泥子壩，繼續向上堆存赤泥。該築壩方式的前提條件是要有足夠數量的燒結法赤 泥用作子壩的築壩材料。第二種是山東魏橋氧化鋁廠、茌平氧化鋁廠等用純拜爾法以進口 三水鋁礦石生產氧化鋁的企業採用的一次性建壩方式，用土石等材料建設一定高度的初期 壩，然後堆放拜爾法赤泥，由於拜爾法赤泥在高含水量條件下呈流塑態，不具有力學強度， 故無法構築子壩，只能一次性建土石壩堆存，初期壩堆滿後，即廢棄另建堆場。該堆存方式 的土地利用效率較低。第二種堆存工藝是半乾法堆存工藝，目前國內僅在中鋁廣西分公司、廣西華銀鋁 業公司等少數以一水硬鋁石為原料的純拜爾法氧化鋁廠採用。半乾法堆存工藝的赤泥附液 約為溼法的1 / 5，其流程是多次洗滌後經沉降槽分離的赤泥漿固體含量在30% 40% 左右，再經進一步脫水，使固體含量提高到55%左右，赤泥濾餅經機械強力攪拌，使其動力 粘滯數由IOOPa · S左右降至IOPa · S以下，用隔膜泵經管道送到赤泥堆場。赤泥堆場表面 一般無積水，水分在堆場內一部份(約60%)由於表面蒸發而損失。另一部分通過底部砂石 排水層疏排進入附液收集系統。赤泥經翻曬後逐漸乾燥固結為可塑態，力學指標增加，初期 壩堆滿後可以用幹赤泥構築子壩繼續向上堆存，其缺點是需要選擇晾曬面積較大的場址， 佔地面積較大。第三種堆存工藝是幹法堆存工藝。將赤泥過濾到固體含量67%左右後，將濾餅用 汽車運送到堆場堆存。目前國內僅在貴州凱裡氧化鋁廠、重慶南川氧化鋁廠、重慶武隆氧化 鋁廠等年產能小於20萬噸的以一水硬鋁石為原料的小型拜爾法氧化鋁廠採用。正在建設 中的中鋁遵義氧化鋁廠也採用該工藝。幹法堆存工藝赤泥含水量最低，經適當晾曬後即具有較好的力學強度，初期壩堆滿後可以用幹赤泥構築子壩繼續向上堆存，是赤泥堆存工藝 技術的發展方向。赤泥堆場的場址，根據氧化鋁廠周邊地形的自然條件和土地資源狀況，可以大致 分為山谷型、傍山型、平地型三類。所謂山谷型，指在山谷谷口處築壩形成的赤泥堆場，壩 體工程量較小，我國赤泥堆場的主要類型；所謂傍山型，是在山坡腳下依山築壩所圍成的堆 場，赤泥水澄清條件和防洪條件較差，築壩工程量較大，一般在丘陵地區較常見；所謂平地 型，是在平緩地形周邊築壩圍成的堆場，築壩工程量大，堆壩高度有限，多建於平原地區。傳統的山谷型溼法赤泥堆場，在使用至設計標高后，由于澄清距離和幹灘長度不 能滿足工藝要求，一般需進行閉庫並另行選址新建赤泥堆場來滿足氧化鋁廠持續的赤泥排 放需要。一座赤泥堆場佔地面積高達數十公頃乃至上百公頃，隨著人口的增長和土地資源 日益減少，在廠區附近尋求滿足堆存工藝要求的赤泥堆場新場址越來越困難。即使在離廠 區較遠的地方找到新的場址，其投資往往高達上億元，運行費用也比較昂貴
發明內容
本發明要解決的技術問題在於，提供一種對山谷型溼法赤泥堆場進行幹法增容改 造的方法，通過採取一定的工程措施，充分利用原溼法堆場已經佔用的土地和已經建成的 防滲、排洪設施，增加原有溼法堆場的庫容，延長原堆場的使用時間，節約新建赤泥堆場的 大量投資和運行費用。本發明是這樣實現的它包括以下過程
在原溼法赤泥堆場的老初期壩的下遊修建新初期壩，在新初期壩的下遊坡附近修建濾 液池和雨水池，從原溼法赤泥堆場的排洪豎井接出的排洪管道延長接入雨水池；在原溼法 赤泥堆場的老初期壩和老子壩的下遊坡面上鋪設碎石層，其底部埋設穿孔集水管；穿孔集 水管連接滲水管，滲水管接入濾液池；碎石層覆蓋土工布；沿碎石層的表面敷設初期排洪 管接入排洪管道；在山谷岸坡上修建赤泥壓濾廠房，廠房內配置若干臺壓濾機；將來自廠 區的原溼法堆場的赤泥漿輸送管接入赤泥壓濾廠房；從赤泥壓濾廠房接出濾液管接入濾液 池；從赤泥壓濾廠房接出膠帶輸送機連接到岸坡上修建的轉運站，從轉運站向堆場內延伸 接出移動式膠帶輸送機；將排洪豎井加高到規劃的幹法增容高程；沿規劃的幹法堆存邊界 在山谷兩側修建截洪溝，截洪溝通到新初期壩和副壩的下遊；雨水池頂部設溢流管與截洪 溝相連；在濾液池內安裝濾液泵，其出口連接濾液回水管；在雨水池內安裝雨水泵，其出口 連接雨水回水管。這樣，就完成了山谷型溼法赤泥堆場幹法增容改造的主要工程建設。此後，停止溼 法堆存工藝，按下面的步驟對赤泥進行幹法堆存
來自廠區的赤泥漿通過赤泥漿輸送管進入安裝在赤泥壓濾廠房內的壓濾機，經過壓濾 機壓濾後產生的濾餅，用膠帶輸送機經轉運站和移動式膠帶輸送機運送到新初期壩與老初 期壩之間的初期堆置區卸料。壓濾機壓濾赤泥漿所產生的濾液，用濾液管排到濾液池，再通 過安裝在濾液池內的濾液泵和濾液回水管返回廠區工藝流程。赤泥濾餅在初期堆置區卸料後，從新初期壩附近開始，分塊用推土機進行攤平、晾 曬、碾壓作業，逐漸向老初期壩推進。當新初期壩堆滿後，用幹固後的赤泥濾餅作築壩材料， 用碾壓法構築新子壩，繼續逐級向上堆存赤泥濾餅，直到初期堆置區堆置高程與原溼法赤泥堆場相同。在初期堆置區使用期間，原溼法堆置區的降雨仍通過排洪豎井、排洪管道排到雨水池。初期堆置區內的降雨通過逐段加高的初期排洪管進入排洪管道，再進入雨水池。雨 水池收集的雨水用雨水泵和雨水回水管返回廠區工藝流程，當遭遇暴雨使雨水池裝滿時， 後期雨水通過溢流管進入截洪溝排到庫區下遊。初期堆置區堆滿後，整個庫區形成一個水平的堆積面，用移動式膠帶輸送機與不 同的轉運站相接，可將赤泥濾餅布放在整個堆積面，進行後期堆存。用幹固後的赤泥濾餅作 築壩材料，用碾壓法在庫前和庫尾構築新子壩，繼續逐級向上按攤平、晾曬、碾壓的流程堆 存赤泥濾餅，直到赤泥堆場的幹灘長度低於規範要求時閉庫。在後期堆存期間，場內雨水通 過加高后的排洪豎井排放到庫外，場外雨水仍通過截洪溝排放到庫外。在整個幹法赤泥濾餅堆存期間，從老初期壩和老子壩的外坡面外滲的赤泥附液將 用碎石層和其底部埋設穿孔集水管收集，並通過滲水管接入濾液池，與濾液一起用濾液泵 和濾液回水管返回廠區工藝流程。與新建赤泥堆場相比，本發明充分利用原溼法堆場已經佔用的土地和已經建成的 排洪設施，增加原有溼法堆場的庫容，延長原堆場的使用時間，節約新建赤泥堆場的大量投 資和運行費用，可獲得較大的經濟效益。
圖1是本發明的平面示意圖。圖2是本發明的剖面示意圖。
具體實施例方式
具體實施例方式如圖1、圖2所示，本發明的山谷型溼法赤泥堆場進行幹法增容的方法，按下列步驟實施首先，在原溼法赤泥堆場的老初期壩1的下遊一定距離處修建新 初期壩2，在新初期壩2的下遊坡附近修建濾液池3和雨水池4，兩池之間有隔牆分隔。將 從原溼法赤泥堆場的排洪豎井5接出的排洪管道6延長接入雨水池4。在原溼法赤泥堆場 的老初期壩1和老子壩7的下遊坡面上鋪設碎石層8，其底部埋設穿孔集水管9。穿孔集水 管9連接滲水管10，滲水管10以一定的坡度接入濾液池3。碎石層8的表面覆蓋一層土工 布。沿碎石層8的表面敷設一根初期排洪管11，它由若干節短鋼管用法蘭連接而成，下部接 入排洪管道6。初期排洪管11隨赤泥面的升高逐段連接直至到達子壩7頂部後用法蘭蓋封 堵。在山谷岸坡上高程較高的位置修建赤泥壓濾廠房12，廠房內配置若干臺壓濾機 13。將來自廠區的原溼法堆場的赤泥漿輸送管14接入赤泥壓濾廠房12。從赤泥壓濾廠房 12接出濾液管15，接入濾液池3。從赤泥壓濾廠房12接出膠帶輸送機16，連接到岸坡上修 建的若干座轉運站17，從轉運站17向堆場內延伸接出移動式膠帶輸送機18。將排洪豎井5加高到規劃的幹法增容高程。沿規劃的幹法堆存邊界在山谷兩側修 建截洪溝19，攔截兩岸山體的雨水排到新初期壩2和副壩20的下遊。雨水池4頂部設溢流 管21與截洪溝19相連。在濾液池3內安裝濾液泵22，其出口連接濾液回水管23。在雨水 池4內安裝雨水泵24，其出口連接雨水回水管25。增容後，停止溼法堆存工藝，對赤泥進行幹法堆存來自廠區的赤泥漿通過赤泥漿輸送管14進入安裝在赤泥壓濾廠房12內的壓濾機13， 經過壓濾機13壓濾後產生的濾餅，用膠帶輸送機16經轉運站17和移動式膠帶輸送機18 運送到新初期壩2與老初期壩1之間的初期堆置區卸料。壓濾機13壓濾赤泥漿所產生的 濾液，用濾液管15排到濾液池3，再通過安裝在濾液池3內的濾液泵22和濾液回水管23返 回廠區工藝流程。赤泥濾餅在初期堆置區卸料後，從新初期壩2附近開始，分塊用推土機進行攤平、 晾曬、碾壓作業，逐漸向老初期壩1推進。當新初期壩2堆滿後，用幹固後的赤泥濾餅作築 壩材料，用碾壓法構築新子壩26，繼續逐級向上堆存赤泥濾餅，直到初期堆置區堆置高程與 原溼法赤泥堆場相同。在初期堆置區使用期間，原溼法堆置區的降雨仍通過排洪豎井5、排 洪管道6排到雨水池4。初期堆置區內的降雨通過逐段加高的初期排洪管11進入排洪管 道6，再進入雨水池4。雨水池4收集的雨水用雨水泵24和雨水回水管25返回廠區工藝流 程，當遭遇暴雨使雨水池4裝滿時，後期雨水通過溢流管21進入截洪溝19排到庫區下遊。初期堆置區堆滿後，整個庫區形成一個水平的堆積面，用移動式膠帶輸送機18與 不同的轉運站17相接，可將赤泥濾餅布放在整個堆積面，進行後期堆存。用幹固後的赤泥 濾餅作築壩材料，用碾壓法在庫前和庫尾構築新子壩26，繼續逐級向上按攤平、晾曬、碾壓 的流程堆存赤泥濾餅，直到赤泥堆場的幹灘長度低於規範要求時閉庫。在後期堆存期間，場 內雨水通過加高后的排洪豎井5排放到庫外，場外雨水仍通過截洪溝19排放到庫外。在整個幹法赤泥濾餅堆存期間，從老初期壩1和老子壩7的外坡面外滲的赤泥附液將用碎石層8和其底部埋設穿孔集水管9收集，並通過滲水管10接入濾液池，與濾液一 起用濾液泵22和濾液回水管23返回廠區工藝流程。
權利要求
一種對山谷型溼法赤泥堆場進行幹法增容的方法，其特徵在於它包括以下過程在原溼法赤泥堆場的老初期壩(1)的下遊修建新初期壩(2)，在新初期壩(2)的下遊坡附近修建濾液池(3)和雨水池(4)，從原溼法赤泥堆場的排洪豎井(5)接出的排洪管道(6)延長接入雨水池(4)；在原溼法赤泥堆場的老初期壩(1)和老子壩(7)的下遊坡面上鋪設碎石層(8)，其底部埋設穿孔集水管(9)；穿孔集水管(9)連接滲水管(10)，滲水管(10)接入濾液池(3)；碎石層(8)的外表面覆蓋土工布；沿碎石層(8)的上面敷設初期排洪管(11)接入排洪管道(6)；在山谷岸坡上修建赤泥壓濾廠房(12)，廠房內配置壓濾機(13)；將來自廠區的原溼法堆場的赤泥漿輸送管(14)接入赤泥壓濾廠房(12)；從赤泥壓濾廠房(12)接出濾液管(15)接入濾液池(3)；從赤泥壓濾廠房(12)接出膠帶輸送機(16)連接到岸坡上修建的轉運站(17)，從轉運站(17)向堆場內延伸接出移動式膠帶輸送機(18)；將排洪豎井(5)加高到規劃的幹法增容高程；沿規劃的幹法堆存邊界在山谷兩側修建截洪溝(19)，截洪溝(19)通到新初期壩(2)和副壩(20)的下遊；雨水池(4)頂部設溢流管(21)與截洪溝(19)相連；在濾液池(3)內安裝濾液泵(22)，其出口連接濾液回水管(23)；在雨水池(4)內安裝雨水泵(24)，其出口連接雨水回水管(25)。
2.根據權利要求1所述的對山谷型溼法赤泥堆場進行幹法增容的方法，其特徵在 於來自廠區的赤泥漿通過赤泥漿輸送管(14)進入安裝在赤泥壓濾廠房(12)內的壓濾機 (13)，經過壓濾機(13)壓濾後產生的濾餅，用膠帶輸送機(16)經轉運站(17)和移動式膠帶 輸送機(18)運送到新初期壩(2)與老初期壩(1)之間的初期堆置區卸料；壓濾機(13)壓濾 赤泥漿所產生的濾液，用濾液管(15)排到濾液池(3)，再通過安裝在濾液池(3)內的濾液泵 (22)和濾液回水管(23)返回廠區工藝流程。
3.根據權利要求2所述的對山谷型溼法赤泥堆場進行幹法增容的方法，其特徵在於 赤泥濾餅在初期堆置區卸料後，從新初期壩(2)附近開始，分塊用推土機進行攤平、晾曬、碾 壓作業，逐漸向老初期壩(1)推進；當新初期壩(2)堆滿後，用幹固後的赤泥濾餅作築壩材 料，用碾壓法構築新子壩(26)，繼續逐級向上堆存赤泥濾餅，直到初期堆置區堆置高程與原 溼法赤泥堆場相同。
4.根據權利要求3所述的對山谷型溼法赤泥堆場進行幹法增容的方法，其特徵在於 初期堆置區堆滿後，用移動式膠帶輸送機(18)與不同的轉運站(17)相接，將赤泥濾餅布放 在整個堆積面，用幹固後的赤泥濾餅作築壩材料，用碾壓法在庫前和庫尾構築新子壩(26)， 逐級向上按攤平、晾曬、碾壓的流程堆存赤泥濾餅，直到赤泥堆場的幹灘長度低於規範要求 時閉庫。
5.根據權利要求1-4任一權利要求所述的對山谷型溼法赤泥堆場進行幹法增容的方 法，其特徵在於在整個幹法赤泥濾餅堆存期間，從老初期壩(1)和老子壩(7)的外坡面外 滲的赤泥附液將用碎石層(8)和其底部埋設穿孔集水管(9)收集，並通過滲水管(10)接入 濾液池，與濾液一起用濾液泵(22)和濾液回水管(23)返回廠區工藝流程。
6.根據權利要求1-4任一權利要求所述的對山谷型溼法赤泥堆場進行幹法增容的方 法，其特徵在於初期堆置區內的降雨通過逐段加高的初期排洪管(11)收集後進入排洪管 道(6 )，再進入雨水池(4 )；雨水池(4 )收集的雨水用雨水泵(24 )和雨水回水管(25 )返回廠 區工藝流程。
全文摘要
本發明公開了一種對山谷型溼法赤泥堆場進行幹法增容的方法，該方法在老初期壩(1)下遊修建新初期壩(2)，在新初期壩(2)下遊修建濾液池(3)和雨水池(4)，在庫區岸坡上修建赤泥壓濾廠房(12)並安裝壓濾機(13)，將赤泥漿送入赤泥壓濾廠房(12)經壓濾機(13)壓濾後，用膠帶輸送機(16)將赤泥濾餅送入初期堆置區和後期堆置區進行幹法堆存，堆存過程中用初期排洪管(11)和加高后的排洪豎井(5)排洪，用雨水池(4)收集初期雨水，用濾液池(3)收集壓濾機(13)產生的濾液和老初期壩(1)外坡的滲水，並分別用濾液泵(22)和雨水泵(24)送回廠區。
文檔編號E02D31/00GK101838992SQ201010206238
公開日2010年9月22日 申請日期2010年6月23日 優先權日2010年6月23日
發明者劉希全, 徐樹濤, 李明陽, 胡禹志 申請人:貴陽鋁鎂設計研究院