內(nèi)蒙古地區(qū)不同有色金屬尾礦排放方式的對比與分析

邰 陽 王紹偉 李海濱 王永平

內(nèi)蒙古自治區(qū)環(huán)境工程評估中心 呼和浩特 010010

內(nèi)蒙古地區(qū)不同有色金屬尾礦排放方式的對比與分析

邰 陽 王紹偉 李海濱 王永平

內(nèi)蒙古自治區(qū)環(huán)境工程評估中心 呼和浩特 010010

內(nèi)蒙古地區(qū)有色金屬資源豐富，本文分析了內(nèi)蒙古地區(qū)有色金屬資源的開發(fā)現(xiàn)狀，結(jié)合我區(qū)有色金屬選礦企業(yè)尾礦的排放方式的環(huán)境影響進(jìn)行對比分析，提出了因地制宜地選擇尾礦排放方式的建議。

有色金屬；尾礦；干排；濕排；環(huán)境影響

內(nèi)蒙古自治區(qū)地域遼闊，有色金屬礦產(chǎn)資源十分豐富。截止到2013年底，全區(qū)查明資源儲量的礦產(chǎn)共106種（含亞種），其中有色金屬礦產(chǎn)有10種，為鉛礦、鋅礦、銅礦、鎳礦、鈷礦、鎢礦、錫礦、鉍礦、鉬礦、銻礦，貴金屬為金、銀等。[1]

1.內(nèi)蒙古地區(qū)有色金屬礦產(chǎn)資源分布及開發(fā)狀況

我區(qū)的有色金屬礦產(chǎn)資源主要分布在巴彥淖爾市狼山—渣爾泰山、集二線鐵路沿線、錫林郭勒盟東北部、赤峰市北部和呼倫貝爾市北部，屬于全國24個主要有色金屬成礦區(qū)（帶）的華北地臺北緣成礦帶、大興安嶺中南段成礦帶和得爾布干成礦帶。[2]根據(jù)資料自2008年-2013年，通過環(huán)境影響評價審批的有色金屬采選企業(yè)約110家，其中采礦總規(guī)模為3800萬噸/年，選礦總規(guī)模3300萬噸/年。全區(qū)有色金屬采選規(guī)模最大的地區(qū)是赤峰市，其中采礦規(guī)模達(dá)1100萬噸/年，約占全區(qū)的29%，選礦規(guī)模為900萬噸/年，約占全區(qū)選礦規(guī)模的27%，其余依次為呼倫貝爾市、錫林郭勒盟、巴彥淖爾市、烏蘭察布市、興安盟、通遼市、阿拉善盟、包頭市、呼和浩特市、鄂爾多斯市、烏海市依次遞減。

2.尾礦排放的環(huán)境影響分析

尾礦庫是有色金屬采選企業(yè)必須配套的設(shè)施之一，目前我區(qū)尾礦排放的方式主要包括濕排和干排兩種，少數(shù)企業(yè)采取尾礦膏體排放方式。本文統(tǒng)計的65家有色金屬采選企中采取尾礦干排方式的企業(yè)45家、尾礦濕排19家、尾礦膏體排放1家。

2.1 尾礦排放所存在的主要環(huán)境問題

總體來看，我區(qū)有色金屬礦山企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模、環(huán)保投入大小不等，管理水平參差不齊，由于選礦技術(shù)及經(jīng)濟(jì)的原因，尾礦中大量的可回收金屬元素未得到有效回收，而是堆存于尾礦庫。[3]

隨著選礦企業(yè)規(guī)模的逐年攀升尾礦量不斷增加，企業(yè)需會耗費(fèi)大量的人力、物力、財力對尾款庫進(jìn)行管理，并要占用大量的土地資源。在2008到2013年，內(nèi)蒙古自治區(qū)審批的有色金屬礦項目尾礦庫占地面積已達(dá)到2270hm2。

有色金屬尾礦揚(yáng)塵含有大量的重金屬細(xì)顆粒，尾礦水呈酸性或堿性，并含有重金屬、選礦藥劑，若不采取有效的污染防治措施，易對水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。[3]一些礦山進(jìn)行尾礦再選的過程中，對現(xiàn)有尾礦庫干灘面進(jìn)行采掘，易造成尾礦的二次污染。我區(qū)某選礦企業(yè)未對尾礦庫采取有效防風(fēng)措施，鉛鋅選廠、尾礦庫等工程運(yùn)行多年的過程中對周邊土壤產(chǎn)生了一定的影響，對該項目尾礦庫周邊土壤環(huán)境進(jìn)行了現(xiàn)狀環(huán)境監(jiān)測，砷、鋅、鉛、鎘不同程度的超過《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995）二級標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)的點(diǎn)位主要集中在尾礦庫的下風(fēng)向，而且主要集中在表土層上。還有一些選廠由于前期生產(chǎn)建設(shè)不規(guī)范，尾礦庫和集水池未進(jìn)行防滲處理，含六價鉻的尾砂排入尾礦庫，尾礦庫中廢水和淋溶水入滲地下，對尾礦庫周邊的地下水環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行了現(xiàn)狀監(jiān)測，尾礦庫下游的村莊的地下水中六價鉻含量超過《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 不同尾礦排放方式運(yùn)行過程中所存在的問題

2.2.1 尾礦干排

尾礦干式排放通常指使尾礦具有固態(tài)特性后進(jìn)行排放的排放方式，通常采用濃縮或壓濾（過濾）設(shè)備，將尾礦中含水率控制在20%左右。冬季嚴(yán)寒天氣條件下，干排尾礦受低溫影響，排出的尾礦易凍結(jié)在輸送帶和尾礦庫內(nèi)。[4]多金屬選礦過程中添加不同的抑制劑和活化劑，選礦藥劑混合在一起回用會影響選礦效果和金屬選出率。尾礦脫水設(shè)施主要有濃密池、過濾或壓濾設(shè)備，過（壓）濾設(shè)備故障率高，易造成生產(chǎn)中斷。[5]尾礦漿濃密、脫水過濾或壓濾等生產(chǎn)設(shè)施，會增加相應(yīng)的管理及運(yùn)行成本。干排砂性尾礦在堆存過程中受機(jī)械擾動，易產(chǎn)生揚(yáng)塵。

2.2.2 尾礦濕排

濕式排放尾礦的礦漿濃度約為20%～60%，采用壓力輸送或自流方式將尾礦漿送至尾礦庫。尾礦庫庫內(nèi)存水量較大，環(huán)境風(fēng)險高。由于企業(yè)管理較粗放，干灘面普遍較大，且未采取有效的揚(yáng)塵防治措施，易產(chǎn)生較大尾礦揚(yáng)塵。尾礦庫中含有大量的水和選礦藥劑，長期存放尾礦庫內(nèi)，若不采取防滲措施或防滲層破裂，有害物質(zhì)易造成水環(huán)境污染。

2.2.3 膏體排放

目前我區(qū)僅有烏努格吐山銅鉬礦采用了尾礦膏體排放，該工藝在生產(chǎn)實踐過程中也存在一些問題。由于尾礦濃度較高，輸送距離較長，輸送泵的負(fù)荷很大，設(shè)備檢修頻繁。由于尾礦膏體含粘土的泌水性較弱，孔隙水不易析出，因此需要的晾曬時間較長。尾礦產(chǎn)生量大，尾礦在尾礦庫中抬升速度快，堆存的尾礦含水率高，且難分級，利用尾礦筑壩難以實施。[6]

3.不同尾礦排放方式的比選

3.1 水資源回用

根據(jù)本文統(tǒng)計,干排企業(yè)尾礦回水率基本在85%以上，在高回水率方面（85%以上）占有絕對優(yōu)勢，在低回水率方面（75%以下）濕排尾礦占有一定比例，因此在水回用率方面尾礦干排具有一定優(yōu)勢。

多金屬礦浮選過程中藥劑種類多，可采用選礦廢水分段分質(zhì)回用、末端廢水適度處理回用等方式解決干排尾礦選礦廢水回用的問題，但針對不同的原礦及選礦工藝還需企業(yè)在廢水回用方面根據(jù)自身特點(diǎn)探索。[7]

3.2 投資成本方面

有色金屬礦尾礦采取干排方式，必然導(dǎo)致建設(shè)、運(yùn)行投資大于尾礦濕排方式，根據(jù)統(tǒng)計，尾礦干排方式的尾礦處理、輸送等設(shè)施基建投資平均為53.15元/噸尾礦砂，而尾礦濕排的基建投資平均為20.17元/噸尾礦砂。

干式排放運(yùn)行成本為2.06～15元/噸尾礦之間，濕式排放運(yùn)行成本為0～5.35元/噸尾礦之間，膏體排放成本為3元/t尾礦左右，一般情況下，尾礦干排方式的運(yùn)行成本是尾礦濕排、膏體排放方式費(fèi)用的幾倍，甚至十幾倍。

3.3 揚(yáng)塵影響及污染防治措施

尾礦的起塵量與區(qū)域風(fēng)速、尾礦砂含水率、裸露面積及尾礦壩壩高有關(guān)。尾礦干排、濕排及膏體排放三種排放方式所產(chǎn)生的尾礦在尾礦庫中堆置一段時間后，裸露尾砂的含水率差別不大，基本在10%左右。針對同一尾礦庫，起塵量主要取決于尾砂的裸露面積。因此尾礦庫揚(yáng)塵防治措施應(yīng)針對控制尾礦的含水率和裸露區(qū)域的面積兩方面，采取分散放礦、灑水抑塵等方式，有效減少尾礦庫的揚(yáng)塵影響。

3.4 環(huán)境風(fēng)險

經(jīng)過脫水處理的尾礦屬于不飽和尾礦，抗震強(qiáng)度較高,尾礦水回收后用于選礦，尾礦中含水低，有害物質(zhì)隨尾礦水滲出壩體或滲入地下的幾率降低，同時尾礦干堆場或干排尾礦庫一旦失穩(wěn)，不會出現(xiàn)泥石流現(xiàn)象，不會長距離流動，對尾礦庫下游的影響范圍和損失較小。與傳統(tǒng)尾礦濕排工藝相比，尾礦干排在避免環(huán)境風(fēng)險事故方面具有明顯的優(yōu)勢。

4.結(jié)論

尾礦干排工藝在廢水回用率、節(jié)約占地、環(huán)境風(fēng)險等方面較尾礦濕排工藝具有一定優(yōu)勢，但尾礦干排和尾礦濕排工藝哪一個更適于我區(qū)的選礦企業(yè)，還要綜合考慮選礦企業(yè)所處區(qū)域的環(huán)境特點(diǎn)、礦石組成和技術(shù)實力等因素，位于西部缺水地區(qū)、土地資源較為緊張、礦山地表環(huán)境敏感、不能產(chǎn)生巖移而采取井下充填采礦工藝的企業(yè)在選擇干排上具有一定的傾向性，而東部降雨豐沛的地區(qū)，即使采取干排工藝的尾礦庫也存在蓄水的情況。因此企業(yè)需根據(jù)自身實際情況，因地制宜，綜合考慮環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等因素，多方案比選后確定，但尾礦庫在運(yùn)行的過程中必須采取有效的防塵措施，提高含水率或減少尾砂裸露面積才能將其對周圍的環(huán)境影響降至最低。

[1]易曉劍.國內(nèi)外主要有色金屬資源儲量及其特點(diǎn)[J].世界有色金屬,2005(12).

[2]辛江.內(nèi)蒙古東南部多金屬成礦系列與找礦模型[D].中國地質(zhì)大學(xué)（北京）,2013.

[3]楊曉松,邵立南.有色金屬礦山酸性廢水處理技術(shù)發(fā)展趨勢[J].有色金屬,2011(01).

[4]曲業(yè)兵.關(guān)于尾礦庫的建設(shè)與環(huán)境保護(hù)問題的思考[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),2011(11).

[5]王勇,王文龍.尾礦資源的利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的探究[J].中國有色金屬,2010(S1).

[6]劉洪均,楊保東,謝紀(jì)元,李鵬.烏努格吐山銅鉬礦尾礦膏體排放和準(zhǔn)膏體排放的研究和應(yīng)用[A].第四屆全國尾礦庫安全運(yùn)行技術(shù)高峰論壇論文集,2011.

[7]周興龍,張曉明,胡康,孫東陽,上官昌成,陳祿政.尾礦干排的工藝及設(shè)備綜述[A].中國礦業(yè)科技文匯-2013[C].

邰陽（1983-），女，碩士，工程師，就職于內(nèi)蒙古自治區(qū)環(huán)境工程評估中心，從事環(huán)境影響評價技術(shù)評估工作。

王紹偉（1982-），男，碩士，工程師，就職于內(nèi)蒙古自治區(qū)環(huán)境工程評估中心，從事環(huán)境影響評價技術(shù)評估工作。

李海濱（1984-）男，碩士，工程師，就職于內(nèi)蒙古自治區(qū)環(huán)境工程評估中心，從事環(huán)境影響評價技術(shù)評估工作。

王永平（1976-），男，本科，助理工程師，就職于內(nèi)蒙古自治區(qū)環(huán)境工程評估中心，從事環(huán)境影響評價技術(shù)評估工作。