【摘要】本文主要論述尾礦疏干和尾礦干堆的技術發展和應用的工程實例。多年來尾礦處理單一的采用“上游式”尾礦筑壩，近年來尾礦處理出現了尾礦疏干和尾礦干堆等多種方法，更能迎合工程的實際需要，對尾礦處理的環境保護、尾礦壩的安全和尾礦處理的經濟效益和社會效益有其重要意義。
　　【關鍵詞】尾礦庫，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，是礦山行業產生的固體廢物。近年來我國礦業發展很快，現有礦山15.3萬個，因此，每年開發的礦產資源所產生的礦業固體廢料的排放和堆存量十分巨大。據統計2000年以前，我國礦山的尾礦總量為50.26億噸。2000年以后，每年排放的尾礦量達6億噸，依此推算，現有尾礦總量已超百億噸，這些尾礦堆存要占用大量的農田、林地，并對生態環境造成巨大的污染。除此之外，尾礦庫的安全問題也日顯突出，我國現有尾礦庫生產現狀的病、危、險庫占據了相當大的比例，安全形勢十分嚴峻，為此選擇合理的尾礦堆存方式是解決尾礦庫安全問題的一項重要因素。
　　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
　　濕式處理尾礦設施一般包括水力輸送系統、尾礦庫和回水系統三部分。
　　水力輸送系統是把選礦廠排出來的尾礦漿經濃縮后采用自流或壓力輸送到尾礦庫。
　　尾礦庫為堆存尾礦的場地，多由堤壩圍成。其中設有排水構筑物，以排出庫中的尾礦澄清水和雨水。
　　尾礦庫排出的尾礦澄清水，多數情況下設回水系統回收循環生產使用。汛期洪水排往下游天然河道。當排放的尾礦澄清水中含有有害成分，且超過廢水排放標準和衛生標準時，則設凈化構筑物對廢水進行水處理。
　　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，這種筑壩方法的優點在于工藝成熟、基建費用少，另外還存在以下問題：
　　（1）尾礦庫占地面積大，有效庫容小，對環保極為不利，一旦管理不善，易造成生產事故直接威脅下游居民的生命財產安全。
　　（2）水、電能源的浪費。尾礦漿輸送至尾礦庫及澄清水回收至選礦廠，一般都借助于水力輸送設備，消耗大量電能。尾礦水在庫內澄清期間滲漏、蒸發量大，對水資源造成浪費。
　　（3）由于有些選礦工藝的生產需要，尾礦水中含有選礦藥劑的有害物質，對地表水、地下水和周邊環境造成影響。
　　（4）隨著尾礦堆積，尾礦水升高，使得尾礦壩體的浸潤線提高，對尾礦壩的安全穩定不利。
　　3、尾礦干堆處理工藝
　　近年來，隨著尾礦疏干工藝和設備的技術不斷提高，使尾礦干堆工藝得以普遍的應用，增添了尾礦處理方法。在應用傳統的濕法堆放時，遇到難于找到合適的庫址、輸送距離遠、對安全度要求高的尾礦庫，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回收利用，既節約了水資源，又減少了輸送和回收的成本。
　　尾礦干堆工藝在同樣的場地堆存尾礦量大，堆體的穩定性好，環保效益突出。尤其是地處干旱地區的選礦廠可節約大量的生產用水，更顯出其經濟效益的重要意義。
　　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。采用板框式壓濾機或箱式壓濾機脫水。壓濾機是一種間歇性的加壓過濾設備，它是依靠壓緊裝置將濾板壓緊，再將尾礦漿用泵壓入濾室，通過濾布來達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）真空過濾式：利用真空負壓，將尾礦中的水分吸收，常用設備有橡膠帶式真空過濾機，特點是可連續運行，自動化程度高，產能大，真空吸附對于較細粒徑的尾礦也有較好的效果，過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：一般采用多個沉淀池輪流使用，尾礦漿排入沉淀池，尾礦經自然沉降，澄清水排入尾礦澄清池回收利用，沉淀的尾礦隨晾曬時間的延長尾礦含水量減少，但一般需要較長時間，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地的地區適宜采用此法。如內蒙古雙利選礦廠，采用沉淀池法疏干效果較佳。
　　4、尾礦疏干車間位置的選擇
　　根據尾礦處理量的規模大小，選擇尾礦疏干車間。若選廠生產規模較小、尾礦庫位置較近的尾礦疏干設施一般位于選廠內，尾礦采用皮帶或汽車運輸入庫堆存。對于選廠規模大，尾礦量大、尾礦庫距離遠的，尾礦疏干一般位于尾礦庫附近，以減少疏干尾礦的運輸距離，尾礦入庫一般也采用皮帶或汽車運輸。
　　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，將充填后的洼地覆土造田、綠化等。通過尾礦綜合利用可以充分實現尾礦的零排放，社會和經濟效益最佳。
　　6、尾礦堆存
　　尾礦堆存，一是有組織堆存，防止產生尾礦二次污染環境和造成安全隱患。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作為貯存尾礦的場地。主要考慮尾礦堆積場地的容積能力、運輸距離、地質構造等。場地必須做工程地質勘察工作，給出工程地質、水文地質及不良地質構造。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，對地下水環境造成污染。
　　疏干尾礦堆放位置主要選在溝谷內或者平坦場地。
　　平地堆放需占用大量平坦土地，為防止徑流水進入場地或尾礦流失，在堆場周圍修建截洪溝和擋砂設施，此種場地主要適用于規模較小的選礦廠或者地處戈壁、沙漠有大量閑置土地地區的選礦廠。
　　溝谷山地堆放的場址，主要選在距選礦廠距離適宜、地形地質條件良好的溝谷內。山谷型的尾礦堆場主要由擋壩、堆體及排水系統組成。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堆體的穩定計算確定。堆場的排水系統主要功能是將堆場匯水面積內的洪水截流導出不進入庫區，主要采用的構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、貫穿庫區的排洪（水）系統，由初期壩處逐漸向上游山谷內堆放，洪水由排水塔泄洪系統排出。
　　“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，尾礦從庫內上游深處逐漸向初期壩方向（下游）堆放，并同時在堆放結束的層面修建截洪溝，洪水由截洪溝和排水塔系統共同排出庫外。
　　7、尾礦干堆和濕法堆場的環保及經濟效益比較
　　（1）環保效益
　　傳統濕法放礦，進入庫內的尾礦主要以尾礦漿形式，由于大量的尾礦漿存在，給尾礦庫帶來一系列的環境問題：
　　①尾礦水中含有選礦藥劑、重金屬及酸堿等物質，雖然其物質含量微小，但不可避免地滲入地下對周邊環境造成影響。
　　②尾礦壩體浸潤線較高，尾礦庫存在安全隱患。
　　采用尾礦干堆則可以較好地解決尾礦庫內水的危害問題。尾礦疏干過程中絕大部分礦漿含水量在入庫前就回收利用、處理，既避免了水資源的流失，又減少了水對環境造成的影響，并且疏干尾礦堆體的穩定性大大增加，堆體的安全穩定也是對周邊環境的保護。
　　（2）經濟效益
　　一般認為為了達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備或濃縮設備，相比采用傳統水力沖填的直接排放，干堆的經濟效益似乎差些。然而，經過近幾年一些實施干堆的尾礦庫試驗發現，如能有效地發掘尾礦的潛在價值仍然可以為企業贏得更好效益：以遼寧排山樓金礦尾礦干堆為例，該礦自1996年建設投產以來積累的大量數據表明，干堆尾礦也能獲得較好的經濟效益。遼寧排山樓金礦在日處理量1900t的規模時，采取了尾礦壓濾干堆新技術，采用4臺板框式壓濾機，壓濾后的尾礦含水率20%左右，以皮帶運輸入庫。該選礦廠尾礦干堆工藝比傳統的尾礦直排工藝在早期投資多389萬元，在年運營成本多109萬元的情況下，同時每年還可增加直接經濟效益370.7萬元，其中回收金113萬元，節水50.7萬元，節省氰化鈉207萬元；每年凈增效益為：370.7萬元-109萬元=261.7萬元。主要的盈利點在于尾礦水中回收金、選礦用水費用的節省及藥劑的節省。
　　8、結語
　　隨著礦山行業技術的不斷發展，大批干堆項目的建設運行，標志著尾礦干堆技術從最初的少量采用到現在的飛速發展。在我國政府大力推行環境保護和節能減排的政策號召下，在北方干旱缺水地區和有條件的礦山企業實施尾礦干堆的貯存方式，對于保護當地環境。實現當地經濟的可持續發展具有很重要的現實意義。
　　參考文獻
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