Résumé :Une technologie d'utilisation complète des stériles raisonnable est la base pour que les entreprises génèrent des avantages économiques et sociaux.
État actuel de l'utilisation des stériles
1. Stock de stériles
Dans le processus d'exploitation et de traitement des mines non charbonnières, une grande quantité de stériles sera produite. Par exemple, à la fin de 2017, il y avait 44 998 mines non charbonnières en Chine. Pour stocker ces stériles, il y a 7 793 bassins de stériles qui les soutiennent. À l'heure actuelle, l'accumulation totale de stériles a dépassé 2,0×107kt.
Les stériles, en tant que déchet solide avec une grande production et capacité de stockage, posent des problèmes environnementaux et des risques pour la sécurité, contraignant gravement le développement durable de l'économie minière et des villes minières.
2. Classifications des stériles
La composition des stériles est relativement complexe et peut être divisée en 5 catégories principales basées sur leurs composants principaux :
1) Stériles principalement composés de quartz, tels que les minerais de fer et d'or ;
2) Stériles principalement composés de feldspath et de quartz, tels que le minerai de molybdène de veinule de feldspath potassium ;
3) Stériles principalement composés de carbonates. La composition minérale générale est de la calcite, du calcaire, de la dolomite, etc., ainsi que de l'argile.
4) Stériles principalement composés de silicates.
Sa composition minérale principale comprend le kaolin, la bauxite, la wollastonite, le diopside, l'épidote, le grenat, la chlorite, la néphéline, la zéolite, la mica, l'olivine et l'hornblende.
5) Autres types de stériles.
En plus des quatre types de stériles mentionnés ci-dessus, certains stériles contiennent également des minéraux tels que la fluorite, la baryte et le gypse.
3. Risques de l'accumulation de stériles
Gaspillage de ressources
Dans les premières étapes, en raison du retard de la technologie de concentration minérale et d'une faible sensibilisation à l'utilisation complète, un grand nombre de ressources précieuses ont été abandonnées dans les stériles.
Occupation des terres
Le stock de tas de stériles occupe une grande quantité de terre. De plus, l'exploitation minière a causé un grand nombre de cavités et de zones effondrées, entraînant une plus grande superficie de terre détruite.
Risques géologiques
L'accumulation de grandes quantités de stériles peut facilement déclencher des désastres secondaires, qui menacent gravement la vie et la sécurité des biens des personnes, tels que la rupture du barrage d'un bassin de stériles, des glissements de terrain et des coulées de débris.
Pollution environnementale
Les stériles de mine ont gravement endommagé l'environnement écologique environnant tel que le sol, les plantes, l'atmosphère et les sources d'eau, etc. La poussière d'air flottant dans la zone minière et ses environs, les plantes fanées, la désertification des terres, l'acidification de l'eau, accompagnées d'odeurs âcres, ont gravement endommagé l'environnement écologique.
Perspectives pour l'utilisation complète des stériles
1. Utilisation complète des stériles
Nettoyage après récupération
En raison de la technologie de concentration retardée dans la première étape, couplée à une petite quantité de minerais uniques et à un grand nombre de minéraux coexistant et associés, de nombreux stériles dans la mine contiennent un ou plusieurs autres substances métalliques ou non métalliques. Par conséquent, les entreprises minières effectuent des opérations d'extraction sur les bassins de stériles existants et le nettoyage des stériles obtenus après l'extraction, et la récupération d'éléments économiquement précieux à partir des stériles, améliorant ainsi l'utilisation des ressources à la source.
Faire des matériaux de construction
Avec le développement des infrastructures, les ressources de sable naturel dans de nombreuses régions diminuent progressivement. Afin de répondre à l'approvisionnement en sable et en gravier de construction, de nombreuses entreprises de matériaux de construction ont commencé à acheter des stériles auprès des entreprises minières environnantes comme matières premières et à utiliser des processus matures pour produire des agrégats de sable et de gravier.
Les entreprises minières sont essentiellement dans un état de moitié achat et moitié don pour la vente de ces stériles, ce qui permet non seulement d'obtenir certaines subventions économiques mais aussi de libérer la capacité de stockage des bassins de stériles. Les entreprises de matériaux de construction peuvent également obtenir des matières premières à bas prix, réalisant ainsi un avantage mutuel.
Remplissage souterrain
Le remplissage souterrain des stériles est le processus d'ajout de ciment et d'autres matériaux de solidification aux stériles pour améliorer leur temps de consolidation et leur résistance. Ensuite, les stériles sont envoyés dans le vide du mine pour remplissage via la station de remplissage. Certaines mines peuvent consommer directement 1/2 à 2/3 des stériles grâce à cette méthode.
Fabrication d'engrais
En extrayant divers éléments traces des stériles et en les proportionnant correctement, des engrais adaptés aux cultures agricoles et aux produits de bord ou d'autres cultures commerciales peuvent être produits. L'application pratique n'est pas très étendue.
Reclamation des stériles
La reclamation des stériles consiste à recouvrir la surface de la plage et la surface de la pente du bassin de stériles après sa fermeture, puis à planter des cultures ou des cultures commerciales pour protéger les stériles d'être emportés par le vent et la pluie dans des conditions naturelles, polluant ainsi l'environnement environnant.
3. Avantages de l'utilisation intégrale des stériles
La récupération du bassin de stériles peut non seulement transformer les déchets en trésor, atténuer la pression économique causée par la construction de la capacité de stockage des stériles à la source, mais aussi éliminer fondamentalement les dangers de sécurité causés par le stockage des stériles, alléger la pression des ressources et de l'environnement, et avoir de hauts bénéfices sociaux et environnementaux.
4. Contraintes à la fabrication de sable à partir de stériles
Niveau faible d'utilisation intégrale
Actuellement, le taux d'utilisation intégrale de la grande majorité des ressources minières est faible, et cette proportion n'a pas été efficacement améliorée depuis un long moment.
De nombreuses petites mines, difficiles à gérer
Certaines petites mines, attirées par les profits, adoptent des techniques d'exploitation minière et de traitement obsolètes, exploitant et excavant indiscriminément, et même amoncelant et disposant des stériles de manière désordonnée. Il est difficile et coûteux de gérer de manière intégrée ces petites entreprises minières relativement dispersées et décentralisées.
Manque de processus standardisé
Il existe divers types et composants complexes de stériles, et il n'existe actuellement aucun plan de traitement standardisé. Le processus et la configuration des équipements de production de sable à partir de stériles doivent être analysés en fonction de facteurs tels que le type de stériles, la composition minérale, les caractéristiques de taille des particules, etc.
Flux de processus pour la fabrication de sable à partir de stériles
Basé sur des facteurs tels que la composition minérale, les propriétés des roches et les caractéristiques de taille des particules des résidus miniers, concevez de manière flexible le processus de production du sable à partir des résidus, produisez des granulats grossiers et du sable fabriqué, ce qui implique principalement les étapes de concassage, de criblage, de mise en forme et de séparation, etc.
Un processus de production du sable scientifique et raisonnable devrait avoir une structure simple et compacte, une bonne taille des granulés des produits agrégés, un bon calibrage, une faible valeur de concassage et un faible contenu en particules en forme d'aiguille et de flocon. Le taux d'utilisation des résidus peut atteindre 85 %, et le taux d'utilisation des ressources est grandement amélioré.
Granulat grossier : Selon les exigences de calibrage de l'agrégat, après concassage, criblage, mise en forme et tri, les déchets de roche se transforment en granulats grossiers de 5-10 mm, 10-20 mm et 20-31,5 mm.
Sable fabriqué : Le matériau -5 mm produit par le système de production de granulats grossiers est utilisé pour produire du sable fin de 0,3 à 4 mm et du sable grossier de 4 à 5 mm après criblage → lavage du sable → séparation magnétique.
(1) Alimentation : alimentateur vibrant.
(2) Concassage grossier : broyeur à mâchoires avec taille d'alimentation de 150-500 mm et taille de décharge de 400-125 mm.
(3) Concassage moyen : broyeur à cône ou concasseur à percussion avec taille d'alimentation de 400-125 mm et taille de décharge de 100-50 mm. Le broyeur à cône est adapté pour broyer les matériaux de résidus ayant une dureté moyenne à élevée, tandis que le concasseur à percussion est adapté pour broyer les matériaux de dureté inférieure à moyenne.
(4) Concassage fin : broyeur à cône et broyeur à impact à axe vertical, avec taille d'alimentation de 100-50 mm et taille de décharge de 32-5 mm.
(5) Criblage et collecte de poussière : crible vibrant + collecteur de poussière à méthode sèche.
(6) Mise en forme : concasseur de mise en forme (Après criblage du matériau fin concassé, les particules qualifiées sont envoyées au silo de stockage par un convoyeur à bande. Le matériau retourné ne répondant pas aux exigences de taille de particule et de forme est renvoyé au concasseur de mise en forme pour un traitement et une mise en forme supplémentaires par le convoyeur à bande.).
(7) Criblage et collecte de poussière : crible vibrant + collecteur de poussière à méthode sèche.
(8) Transport de matériel : convoyeur à bande.
(9) Séparation : le sable grossier est séparé par crible vibrant, et le sable fin est obtenu par machine à laver le sable, machine de récupération du sable fin et processus de déshydratation.
Précautions pour l'utilisation du sable fabriqué à partir de résidus
Contrôle de la qualité de la production et de la construction du béton en sable de résidus
1. La surface du sable de résidus est rugueuse et possède une grande porosité. Afin d'améliorer la maniabilité du béton, une certaine quantité d'adjuvants minéraux doit être ajoutée au béton de sable de résidus, tels que la cendre volante de classe II ou supérieure, la poudre de laitier, etc.
2. La rétention d'eau du béton de sable de résidus est légèrement mauvaise, et l'eau a tendance à se perdre et à s'évaporer, donc la vibration doit être modérée et la sur-vibration doit être interdite. Une attention particulière doit être accordée au renforcement de l'isolation précoce et de l'entretien hydratant (pendant 7-14 jours) pour prévenir les fissures de dessiccation.
Précautions pour l'utilisation du sable de résidus
1. Pour le béton commercial liquide nécessitant un transport longue distance, si la perte de l'affaissement au fil du temps est à prendre en compte, le taux de remplacement du sable de résidus ne doit pas dépasser 40 %. Sinon, la perte de l'affaissement au fil du temps sera significative et ne répondra pas aux exigences de liquidité.
2. Lors de la préparation de béton commercial avec du sable de résidus, une certaine quantité d'adjuvants minéraux broyés (tels que la poudre de laitier, la cendre volante de grade II, etc.) doit être ajoutée pour réduire les effets néfastes des défauts du sable de résidus sur l'ouvrabilité du béton.
3. Le sable de résidus est un type de sable fabriqué, qui contient souvent une certaine quantité de poudre de pierre. Une petite quantité de poudre de pierre peut jouer un effet de micro-agrégat, ce qui est bénéfique pour le béton. Cependant, lorsque le contenu de poudre de pierre est trop élevé, la demande en eau pour les mélanges de béton commercial ayant la même fluidité augmente significativement, ce qui non seulement augmente la quantité de ciment utilisée, augmente les coûts, mais augmente également le retrait du béton et détériore ses performances globales. En général, la teneur en poudre de pierre ne doit pas dépasser 5 % (répondant aux exigences du sable de classe II).
5. Obtenez les lignes directrices
Une technologie d'utilisation complète raisonnable des résidus est la base pour que les entreprises génèrent des bénéfices économiques et sociaux. L'utilisation complète des résidus doit adopter une combinaison de processus de production diversifiés, parmi lesquels le sable et les granulats de construction, les agrégats de béton ciment, etc. ont des avantages économiques élevés et peuvent consommer une grande quantité de résidus, représentent un moyen important pour le recyclage et l'utilisation complets des résidus. L'utilisation complète des résidus est une ingénierie systémique profonde et à grande échelle qui maximise l'utilisation des ressources minérales, protège l'environnement écologique et promeut le développement durable des entreprises minières.
Compte tenu de la situation actuelle où les ressources minérales s'épuisent de jour en jour, explorer activement de nouvelles façons d'utilisation complète des ressources minérales est une nouvelle approche pour construire des mines vertes et une exploitation minière écologique, atteignant la conservation des ressources et l'utilisation complète. Si vous souhaitez en savoir plus sur la préparation d'agrégats de sable et de gravier à partir de résidus, veuillez nous contacter. Les ingénieurs du groupe SBM personnaliseront vos propres lignes directrices de processus de sable de résidus.
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