【摘要】本文主要論述尾礦疏干和尾礦干堆的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的工程實(shí)例。多年來(lái)尾礦處理單一的采用“上游式”尾礦筑壩，近年來(lái)尾礦處理出現(xiàn)了尾礦疏干和尾礦干堆等多種方法，更能迎合工程的實(shí)際需要，對(duì)尾礦處理的環(huán)境保護(hù)、尾礦壩的安全和尾礦處理的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益有其重要意義。
　　【關(guān)鍵詞】尾礦庫(kù)，固體廢物、尾礦疏干、尾礦干堆、擋壩

　　1、概況
　　尾礦是由采出的礦石經(jīng)破碎、磨礦和選別等選礦工藝流程，分選出有用金屬后所剩余部分，是礦山行業(yè)產(chǎn)生的固體廢物。近年來(lái)我國(guó)礦業(yè)發(fā)展很快，現(xiàn)有礦山15.3萬(wàn)個(gè)，因此，每年開(kāi)發(fā)的礦產(chǎn)資源所產(chǎn)生的礦業(yè)固體廢料的排放和堆存量十分巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)2000年以前，我國(guó)礦山的尾礦總量為50.26億噸。2000年以后，每年排放的尾礦量達(dá)6億噸，依此推算，現(xiàn)有尾礦總量已超百億噸，這些尾礦堆存要占用大量的農(nóng)田、林地，并對(duì)生態(tài)環(huán)境造成巨大的污染。除此之外，尾礦庫(kù)的安全問(wèn)題也日顯突出，我國(guó)現(xiàn)有尾礦庫(kù)生產(chǎn)現(xiàn)狀的病、危、險(xiǎn)庫(kù)占據(jù)了相當(dāng)大的比例，安全形勢(shì)十分嚴(yán)峻，為此選擇合理的尾礦堆存方式是解決尾礦庫(kù)安全問(wèn)題的一項(xiàng)重要因素。
　　尾礦處理的方法有濕式、干式或介于兩者之間的混合式。大多數(shù)選礦廠的尾礦均采用濕式處理。
　　2、尾礦濕式處理工藝
　　濕式處理尾礦設(shè)施一般包括水力輸送系統(tǒng)、尾礦庫(kù)和回水系統(tǒng)三部分。
　　水力輸送系統(tǒng)是把選礦廠排出來(lái)的尾礦漿經(jīng)濃縮后采用自流或壓力輸送到尾礦庫(kù)。
　　尾礦庫(kù)為堆存尾礦的場(chǎng)地，多由堤壩圍成。其中設(shè)有排水構(gòu)筑物，以排出庫(kù)中的尾礦澄清水和雨水。
　　尾礦庫(kù)排出的尾礦澄清水，多數(shù)情況下設(shè)回水系統(tǒng)回收循環(huán)生產(chǎn)使用。汛期洪水排往下游天然河道。當(dāng)排放的尾礦澄清水中含有有害成分，且超過(guò)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則設(shè)凈化構(gòu)筑物對(duì)廢水進(jìn)行水處理。
　　濕式尾礦處理的尾礦筑壩方式主要有上游式、中線式和下游式。尾礦庫(kù)址的選擇形式則有山谷型、傍山型和平地型。
　　常選擇的是山谷型“上游式”尾礦筑壩，這種筑壩方法的優(yōu)點(diǎn)在于工藝成熟、基建費(fèi)用少，另外還存在以下問(wèn)題：
　　（1）尾礦庫(kù)占地面積大，有效庫(kù)容小，對(duì)環(huán)保極為不利，一旦管理不善，易造成生產(chǎn)事故直接威脅下游居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。
　　（2）水、電能源的浪費(fèi)。尾礦漿輸送至尾礦庫(kù)及澄清水回收至選礦廠，一般都借助于水力輸送設(shè)備，消耗大量電能。尾礦水在庫(kù)內(nèi)澄清期間滲漏、蒸發(fā)量大，對(duì)水資源造成浪費(fèi)。
　　（3）由于有些選礦工藝的生產(chǎn)需要，尾礦水中含有選礦藥劑的有害物質(zhì)，對(duì)地表水、地下水和周邊環(huán)境造成影響。
　　（4）隨著尾礦堆積，尾礦水升高，使得尾礦壩體的浸潤(rùn)線提高，對(duì)尾礦壩的安全穩(wěn)定不利。
　　3、尾礦干堆處理工藝
　　近年來(lái)，隨著尾礦疏干工藝和設(shè)備的技術(shù)不斷提高，使尾礦干堆工藝得以普遍的應(yīng)用，增添了尾礦處理方法。在應(yīng)用傳統(tǒng)的濕法堆放時(shí)，遇到難于找到合適的庫(kù)址、輸送距離遠(yuǎn)、對(duì)安全度要求高的尾礦庫(kù)，尾礦干式處理是一種理想的選擇。
　　尾礦干堆工藝可以將絕大部分的尾礦水直接在選礦廠內(nèi)回收利用，既節(jié)約了水資源，又減少了輸送和回收的成本。
　　尾礦干堆工藝在同樣的場(chǎng)地堆存尾礦量大，堆體的穩(wěn)定性好，環(huán)保效益突出。尤其是地處干旱地區(qū)的選礦廠可節(jié)約大量的生產(chǎn)用水，更顯出其經(jīng)濟(jì)效益的重要意義。
　　目前使用較多的尾礦疏干方法有：尾礦壓濾式、真空過(guò)濾式、沉淀池法等。
　　（1）壓濾式：尾礦在一定壓力作用下，擠干部分砂體中的水分。采用板框式壓濾機(jī)或箱式壓濾機(jī)脫水。壓濾機(jī)是一種間歇性的加壓過(guò)濾設(shè)備，它是依靠壓緊裝置將濾板壓緊，再將尾礦漿用泵壓入濾室，通過(guò)濾布來(lái)達(dá)到將尾礦和尾礦水分離的目的。該法用于處理較粗粒徑尾礦的效果較好，壓濾后尾礦中含水量一般可以降至20%左右。海城西洋鼎洋礦業(yè)公司和遼寧排山樓金礦都采用壓濾式方法，尾礦疏干效果較好。
　　（2）真空過(guò)濾式：利用真空負(fù)壓，將尾礦中的水分吸收，常用設(shè)備有橡膠帶式真空過(guò)濾機(jī)，特點(diǎn)是可連續(xù)運(yùn)行，自動(dòng)化程度高，產(chǎn)能大，真空吸附對(duì)于較細(xì)粒徑的尾礦也有較好的效果，過(guò)濾后尾礦的含水量可降到20%以下。本溪罕王孟家選礦廠用此方法。
　　（3）沉淀池法：一般采用多個(gè)沉淀池輪流使用，尾礦漿排入沉淀池，尾礦經(jīng)自然沉降，澄清水排入尾礦澄清池回收利用，沉淀的尾礦隨晾曬時(shí)間的延長(zhǎng)尾礦含水量減少，但一般需要較長(zhǎng)時(shí)間，因此沉淀池的尾礦疏干處理量不大，小型選礦廠或有大量閑置平坦場(chǎng)地的地區(qū)適宜采用此法。如內(nèi)蒙古雙利選礦廠，采用沉淀池法疏干效果較佳。
　　4、尾礦疏干車間位置的選擇
　　根據(jù)尾礦處理量的規(guī)模大小，選擇尾礦疏干車間。若選廠生產(chǎn)規(guī)模較小、尾礦庫(kù)位置較近的尾礦疏干設(shè)施一般位于選廠內(nèi)，尾礦采用皮帶或汽車運(yùn)輸入庫(kù)堆存。對(duì)于選廠規(guī)模大，尾礦量大、尾礦庫(kù)距離遠(yuǎn)的，尾礦疏干一般位于尾礦庫(kù)附近，以減少疏干尾礦的運(yùn)輸距離，尾礦入庫(kù)一般也采用皮帶或汽車運(yùn)輸。
　　5、疏干的尾礦輸送及堆放方法。
　　疏干后的尾礦按用途可分為尾礦綜合利用和尾礦堆存。
　　綜合利用的尾礦主要是將疏干后的尾礦作為原料使用，例如作為磚瓦、水泥、混凝土的混合料；回填洼地、沖溝等低洼地區(qū)，將充填后的洼地覆土造田、綠化等。通過(guò)尾礦綜合利用可以充分實(shí)現(xiàn)尾礦的零排放，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益最佳。
　　6、尾礦堆存
　　尾礦堆存，一是有組織堆存，防止產(chǎn)生尾礦二次污染環(huán)境和造成安全隱患。二是保存尾礦含有有用礦物的再回收。
　　選擇低洼或山谷地區(qū)作為貯存尾礦的場(chǎng)地。主要考慮尾礦堆積場(chǎng)地的容積能力、運(yùn)輸距離、地質(zhì)構(gòu)造等。場(chǎng)地必須做工程地質(zhì)勘察工作，給出工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及不良地質(zhì)構(gòu)造。因疏干后的尾礦仍含有約20%的水分，堆積后大部分含水滲入地下巖體斷裂帶，對(duì)地下水環(huán)境造成污染。
　　疏干尾礦堆放位置主要選在溝谷內(nèi)或者平坦場(chǎng)地。
　　平地堆放需占用大量平坦土地，為防止徑流水進(jìn)入場(chǎng)地或尾礦流失，在堆場(chǎng)周圍修建截洪溝和擋砂設(shè)施，此種場(chǎng)地主要適用于規(guī)模較小的選礦廠或者地處戈壁、沙漠有大量閑置土地地區(qū)的選礦廠。
　　溝谷山地堆放的場(chǎng)址，主要選在距選礦廠距離適宜、地形地質(zhì)條件良好的溝谷內(nèi)。山谷型的尾礦堆場(chǎng)主要由擋壩、堆體及排水系統(tǒng)組成。一般則主要采用“上游式”或“下游式”的尾礦干堆方法。堆體的外坡坡比則需通過(guò)堆體的穩(wěn)定計(jì)算確定。堆場(chǎng)的排水系統(tǒng)主要功能是將堆場(chǎng)匯水面積內(nèi)的洪水截流導(dǎo)出不進(jìn)入庫(kù)區(qū)，主要采用的構(gòu)筑物為截洪溝與排水塔-排水管道。
　　“上游式”尾礦干堆，基本與濕法的上游式尾礦排放相似。需先修建初期擋壩、貫穿庫(kù)區(qū)的排洪（水）系統(tǒng)，由初期壩處逐漸向上游山谷內(nèi)堆放，洪水由排水塔泄洪系統(tǒng)排出。
　　“下游式”尾礦干堆，先修建初期尾礦擋壩，壩前排水塔-排水管道，尾礦從庫(kù)內(nèi)上游深處逐漸向初期壩方向（下游）堆放，并同時(shí)在堆放結(jié)束的層面修建截洪溝，洪水由截洪溝和排水塔系統(tǒng)共同排出庫(kù)外。
　　7、尾礦干堆和濕法堆場(chǎng)的環(huán)保及經(jīng)濟(jì)效益比較
　　（1）環(huán)保效益
　　傳統(tǒng)濕法放礦，進(jìn)入庫(kù)內(nèi)的尾礦主要以尾礦漿形式，由于大量的尾礦漿存在，給尾礦庫(kù)帶來(lái)一系列的環(huán)境問(wèn)題：
　　①尾礦水中含有選礦藥劑、重金屬及酸堿等物質(zhì)，雖然其物質(zhì)含量微小，但不可避免地滲入地下對(duì)周邊環(huán)境造成影響。
　　②尾礦壩體浸潤(rùn)線較高，尾礦庫(kù)存在安全隱患。
　　采用尾礦干堆則可以較好地解決尾礦庫(kù)內(nèi)水的危害問(wèn)題。尾礦疏干過(guò)程中絕大部分礦漿含水量在入庫(kù)前就回收利用、處理，既避免了水資源的流失，又減少了水對(duì)環(huán)境造成的影響，并且疏干尾礦堆體的穩(wěn)定性大大增加，堆體的安全穩(wěn)定也是對(duì)周邊環(huán)境的保護(hù)。
　　（2）經(jīng)濟(jì)效益
　　一般認(rèn)為為了達(dá)到濾除尾礦中水分的目的，選廠需要投入更多的資金配置壓濾設(shè)備或濃縮設(shè)備，相比采用傳統(tǒng)水力沖填的直接排放，干堆的經(jīng)濟(jì)效益似乎差些。然而，經(jīng)過(guò)近幾年一些實(shí)施干堆的尾礦庫(kù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如能有效地發(fā)掘尾礦的潛在價(jià)值仍然可以為企業(yè)贏得更好效益：以遼寧排山樓金礦尾礦干堆為例，該礦自1996年建設(shè)投產(chǎn)以來(lái)積累的大量數(shù)據(jù)表明，干堆尾礦也能獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。遼寧排山樓金礦在日處理量1900t的規(guī)模時(shí)，采取了尾礦壓濾干堆新技術(shù)，采用4臺(tái)板框式壓濾機(jī)，壓濾后的尾礦含水率20%左右，以皮帶運(yùn)輸入庫(kù)。該選礦廠尾礦干堆工藝比傳統(tǒng)的尾礦直排工藝在早期投資多389萬(wàn)元，在年運(yùn)營(yíng)成本多109萬(wàn)元的情況下，同時(shí)每年還可增加直接經(jīng)濟(jì)效益370.7萬(wàn)元，其中回收金113萬(wàn)元，節(jié)水50.7萬(wàn)元，節(jié)省氰化鈉207萬(wàn)元；每年凈增效益為：370.7萬(wàn)元-109萬(wàn)元=261.7萬(wàn)元。主要的盈利點(diǎn)在于尾礦水中回收金、選礦用水費(fèi)用的節(jié)省及藥劑的節(jié)省。
　　8、結(jié)語(yǔ)
　　隨著礦山行業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，大批干堆項(xiàng)目的建設(shè)運(yùn)行，標(biāo)志著尾礦干堆技術(shù)從最初的少量采用到現(xiàn)在的飛速發(fā)展。在我國(guó)政府大力推行環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排的政策號(hào)召下，在北方干旱缺水地區(qū)和有條件的礦山企業(yè)實(shí)施尾礦干堆的貯存方式，對(duì)于保護(hù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境。實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
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