尾礦干堆技術(shù)在黃金礦山的應(yīng)用

王小山

（咸陽西北有色七一二總隊(duì)有限公司（陜西黃金洛南秦金礦業(yè)有限公司），陜西 咸陽 712000）

尾礦的合理堆存對于環(huán)境和礦區(qū)安全都有重要意義，當(dāng)前，我國的絕大部分尾礦依然選用濕式排放，尾礦庫儲(chǔ)存尾礦，這類常見的方式對生態(tài)環(huán)境和安全管理有一定的危害性。尾礦干堆技術(shù)的分析與運(yùn)用，針對處理礦山尾礦排放的安全管理、生態(tài)環(huán)保等難題有著至關(guān)重要實(shí)際意義。尾礦干堆排放在世界各國采用的是新式排放方法，因其能夠降低對生態(tài)環(huán)境的破壞、提升尾礦庫安全系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，使其成為將來尾礦排放的發(fā)展趨勢。

1 尾礦干堆

1.1 尾礦干堆定義

尾礦干堆指采用大型脫水設(shè)備，將選礦排出的尾礦漿，進(jìn)入攪拌槽緩沖后用柱塞泵送到尾礦脫水車間，經(jīng)脫水設(shè)備充分過濾（或擠壓）成尾渣慮餅，濃度超過80%，含水量只有20%上下，經(jīng)過皮帶運(yùn)輸機(jī)輸送至尾礦堆場里分層堆放的尾礦堆放方式。

1.2 尾礦脫水的常見措施

尾礦脫水常見有下列幾個(gè)措施：①壓濾方式：尾礦在相當(dāng)壓力情況下，擠干局部砂體中的水分含量，常見機(jī)械設(shè)備為板框式壓濾機(jī)或箱式壓濾機(jī)。主要適用于解決偏細(xì)粒徑尾礦，實(shí)際效果不錯(cuò)，壓濾后尾礦中水分含量通常能夠底到20%上下。②真空過濾：采用真空負(fù)壓,將尾礦中的水分吸除，常見機(jī)械設(shè)備有陶瓷過濾機(jī)和帶式真空過濾機(jī)。真空吸附針對較粗粒徑的尾礦實(shí)際效果更佳，真空吸附后含水率低至20%。③多段濃密：選用高效濃密機(jī)，多段濃密,加上絮凝劑的用處，使尾礦濃度提升到50%～60%范圍內(nèi)，產(chǎn)生高濃縮尾礦膏體,尾礦漿體粘度很高，在排放操作過程中并不會(huì)按顆粒物粗細(xì)造成離析，能夠產(chǎn)生坡度為3%～5%的錐坡狀堆體。運(yùn)用該特點(diǎn)，尾礦堆存選取小坡面尾砂起堆，能夠得到比常用水力沖填法大很多的庫容量。④沉淀池：通常選用平流式沉淀池，數(shù)個(gè)平流式沉淀池連接起來，按照尾礦自動(dòng)沉降原理濃縮尾礦，澄清并排掉污水，加上絮凝劑能夠快速沉降尾礦顆粒。尾礦濃縮濃度能夠隨晾曬時(shí)間增加升高，通常要求時(shí)間較長，所以平流式沉淀池濃縮尾礦處理量較小，僅可用于小規(guī)模礦區(qū)。

2 干堆尾礦庫的優(yōu)缺點(diǎn)

結(jié)合鐮子溝金礦椿樹溝尾礦庫生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了干堆尾礦的優(yōu)缺點(diǎn)。

2.1 優(yōu)點(diǎn)

①提升了尾礦庫安全系數(shù)。利用選擇干堆方法，尾礦含水量小于20%，堆放易固化，庫內(nèi)不滲水，從源頭上避免了尾礦庫因滲水和滲入而導(dǎo)致的嚴(yán)重危害尾礦的安全保障和環(huán)保工作。選擇新法處理尾礦后，可徹底解決水災(zāi)漫頂和尾礦庫透水、潰壩等將會(huì)導(dǎo)致的隱患。②增加了現(xiàn)役尾礦庫使用周期。選擇新法處理后產(chǎn)生的濾餅，不僅能夠干式堆存，還能夠用以筑壩，增加了現(xiàn)役尾礦庫的使用周期。據(jù)測算，尾礦庫服務(wù)年限可由10年提高到12年。③有利于回收尾礦廢水中所含金屬。以鐮子溝金礦為例，一般尾礦中液體含金量為0.01克/立方～0.02克/立方，每年按10萬噸原礦處理量計(jì)，一年可回收黃金約為2公斤～4公斤。④節(jié)約大量的藥劑消耗。以鐮子溝金礦為例，經(jīng)浸吸完后尾礦中氰化鈉含量約萬分之0.5，經(jīng)尾礦脫水后，濾液回到選廠進(jìn)行循環(huán)利用，每年按10萬噸原礦處理量計(jì)，每年可節(jié)省氰化鈉5噸～8噸。⑤提升了回水使用率。實(shí)行尾礦庫干堆后，降低了傳統(tǒng)尾礦庫存放方法時(shí)有發(fā)生的低可利用回水量情況，選廠回水使用率由以往的50%提升了90%。⑥可節(jié)省大量山地、林地甚至耕地，為國家節(jié)省大量的土地資源。并且?guī)靸?nèi)既可種田又可植樹造林，保護(hù)水土流失，對環(huán)境保護(hù)方面有很好的效果。⑦實(shí)現(xiàn)了尾礦資源二次利用?？梢灾谱鹘ㄖ牧?，如磚、預(yù)制件等，變廢為寶。

2.2 缺點(diǎn)

①基建投資大。以鐮子溝金礦為例，由于采用脫水設(shè)備對尾礦進(jìn)行脫水，故在基建時(shí)需要修建各種設(shè)備基礎(chǔ)，基建方面比傳統(tǒng)的直排尾礦庫需多投入大約300萬元～500萬元。②運(yùn)行成本較高。以鐮子溝金礦為例，由于增加脫水設(shè)備，在管理、材料消耗、電費(fèi)以及堆壩過程中都將會(huì)產(chǎn)生各種費(fèi)用，干堆尾礦庫的運(yùn)行成本大約為15元～20元/處理一噸礦石。③尾礦壓濾的干堆方法，針對氰化炭漿工藝有用，而選擇浮選法生產(chǎn)加工的礦山通常經(jīng)濟(jì)效益不突出，其各種要求限制而不能得到更好提升。④此方法針對北方地區(qū)干旱氣候比較適合，而在多雨的南方地區(qū)應(yīng)該深思熟慮，考慮利弊。

3 鐮子溝金礦尾礦干堆工藝

3.1 尾礦庫概況

鐮子溝金礦椿樹溝尾礦庫庫區(qū)地貌單元屬構(gòu)造剝蝕低中山溝谷區(qū)，溝谷總體呈V型，尾礦筑壩方式采用干式堆存筑壩?？値烊?2.35×104m3，有效庫容約83.12×104m3，設(shè)計(jì)服務(wù)年限13.85年。尾礦庫占地面積為110畝。尾礦庫等級為四等，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為初期50年一遇，中、后期200年一遇。尾礦庫主要由壩體工程、排洪系統(tǒng)、排滲系統(tǒng)、尾礦輸送、回水系統(tǒng)設(shè)施等組成。

3.2 尾礦干堆工藝

選礦廠產(chǎn)生的尾礦漿，進(jìn)入攪拌槽緩沖后用柱塞泵送到尾礦庫的濃密機(jī)進(jìn)行一段脫水，一段脫水后的濃密底流濃度約40%～50%，溢流水自流回選廠高位回水池供選廠循環(huán)利用。濃密底流的礦漿自流至尾礦脫水車間進(jìn)行二段脫水，脫水車間采用三臺(tái)60m2的陶瓷過濾機(jī)，經(jīng)陶瓷過濾機(jī)過濾后形成濾餅，重量濃度超過80%，含水量大約為20%，尾礦濾餅通過皮帶運(yùn)輸機(jī)和鏟車運(yùn)輸，分層堆放在尾礦干堆場中。抽濾水自流回到選廠柱塞泵清水箱內(nèi)供柱塞泵的清水泵利用。

4 鐮子溝金礦干堆尾礦庫成本分析

4.1 早期投資

（1）基建投資：主要修建濾水壩、攔洪壩、排洪涵管、截滲墻、事故池、支溝攔洪壩和排洪明渠、濃密池基礎(chǔ)和陶瓷過濾機(jī)基礎(chǔ)，基建投資大約1400萬元，比傳統(tǒng)直排尾礦庫多投資約300萬元。

（2）設(shè)備投資：主要購買脫水設(shè)備，包括一臺(tái)濃密機(jī)和三臺(tái)陶瓷過濾機(jī)，總計(jì)投資大約240萬元。

4.2 運(yùn)行成本

（1）設(shè)備材料備件：包括設(shè)備備件，陶瓷板等，根據(jù)去年生產(chǎn)情況，平均處理一噸礦大約成本為4.9元。

（2）藥劑消耗：主要用濃硝酸對陶瓷板進(jìn)行酸洗，平均處理一噸礦的藥劑費(fèi)用約2.84元。

（3）人員工資：尾礦庫實(shí)行三班運(yùn)行，平均處理一噸礦的人員工資成本約4.67元。

（4）電費(fèi)：尾礦濃密機(jī)和陶瓷過濾機(jī)設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的電費(fèi)，平均處理一噸礦的電費(fèi)成本約3.29元。

（5）堆壩費(fèi)用：由于陶瓷過濾機(jī)所過濾后的濾餅不能直接到庫內(nèi)進(jìn)行堆放，需用挖機(jī)和鏟車對濾餅進(jìn)行分層碾壓堆放在尾礦干堆場中。平均處理一噸礦的堆壩成本約為1.76元。

（6）安全投資：庫內(nèi)需定期清理兩岸排洪溝雜物、懸掛標(biāo)志牌、備足防洪防汛物質(zhì)等，平均處理一噸礦的安全投資成本約為1.03元。

綜上六項(xiàng)，尾礦庫直接運(yùn)行成本大約為18.5元/處理一噸礦石。

5 尾礦干堆技術(shù)發(fā)展前景預(yù)測

尾礦干堆有著很大的發(fā)展前景，我們將從應(yīng)用范圍、成本和經(jīng)濟(jì)效益、安全和環(huán)保等三個(gè)方面進(jìn)行分析。

5.1 應(yīng)用范圍更廣

（1）政府機(jī)構(gòu)和社會(huì)越來越注重安全生產(chǎn)和健康生活，以及環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，都有助于尾礦干堆不斷運(yùn)用。

（2）針對尾礦干堆的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和各種規(guī)范，相應(yīng)的安全管理制度都在不斷受到重視。

（3）由于防滲排洪技術(shù)水平的進(jìn)步和對多雨地方尾礦干堆體防護(hù)措施的深入分析，受雨水影響的問題也將可以解決，因此有利于加強(qiáng)在多雨的南方地區(qū)的推廣使用。

5.2 應(yīng)用成本減少，經(jīng)濟(jì)效益提升

（1）隨著科技的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化和智能化的應(yīng)用也將日趨廣泛，礦山在干堆使用的脫水設(shè)備也是如此。

（2）脫水工藝也向著高效的不斷發(fā)展進(jìn)步，通過選用變頻控制操作，渣漿泵能有效控制送礦壓力。

（3）脫水工藝將變得簡單。在尾礦中添加固化劑可使脫水工藝更加簡單，除了能很好的處理細(xì)粒尾礦脫水難的現(xiàn)象，同時(shí)也可提高干堆體的可靠性。

（4）經(jīng)過改良脫水工藝，可以更有效地對已溶金的回收利用，進(jìn)而對黃金礦資源的充分開發(fā)。

（5）尾礦干堆與尾礦綜合利用相結(jié)合，能夠?qū)⒋至Ｎ采疤崛〕鰜聿⑵錇榻ㄖ蒙?，有效達(dá)到尾礦綜合利用。

5.3 安全保障和環(huán)境改善更優(yōu)

在尾礦干堆技術(shù)的推行和應(yīng)用下，可以防止大量礦山潰壩安全事件的出現(xiàn)，以及尾礦污水對環(huán)境造成的破壞。有利于在安全和環(huán)境保護(hù)方面得到不斷加強(qiáng)。

6 結(jié)語

總而言之，面對環(huán)境的日趨惡化，環(huán)境保護(hù)的意識(shí)也在不斷提升，改善尾礦干堆排放造成的環(huán)境問題迫在眉睫，尾礦干堆技術(shù)也愈來愈得到人們的關(guān)注。鐮子溝金礦椿樹溝尾礦庫采用尾礦干堆技術(shù)，有效解決了傳統(tǒng)尾礦庫存在的安全問題、生態(tài)環(huán)境污染以及土地資源的浪費(fèi)等問題，并且對提高回水利用率和尾礦資源的充分利用有很大現(xiàn)實(shí)意義。在我國積極實(shí)施低碳環(huán)保的政策措施的倡導(dǎo)下，尾礦干堆技術(shù)也將在解決安全和環(huán)保等問題愈發(fā)重要。