尾礦干堆技術在黃金礦山的應用

王小山

（咸陽西北有色七一二總隊有限公司（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，當前，我國的絕大部分尾礦依然選用濕式排放，尾礦庫儲存尾礦，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。尾礦干堆技術的分析與運用，針對處理礦山尾礦排放的安全管理、生態(tài)環(huán)保等難題有著至關重要實際意義。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，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備，將選礦排出的尾礦漿，進入攪拌槽緩沖后用柱塞泵送到尾礦脫水車間，經(jīng)脫水設備充分過濾（或擠壓）成尾渣慮餅，濃度超過80%，含水量只有20%上下，經(jīng)過皮帶運輸機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措施：①壓濾方式：尾礦在相當壓力情況下，擠干局部砂體中的水分含量，常見機械設備為板框式壓濾機或箱式壓濾機。主要適用于解決偏細粒徑尾礦，實際效果不錯，壓濾后尾礦中水分含量通常能夠底到20%上下。②真空過濾：采用真空負壓,將尾礦中的水分吸除，常見機械設備有陶瓷過濾機和帶式真空過濾機。真空吸附針對較粗粒徑的尾礦實際效果更佳，真空吸附后含水率低至20%。③多段濃密：選用高效濃密機，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按顆粒物粗細造成離析，能夠產(chǎn)生坡度為3%～5%的錐坡狀堆體。運用該特點，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)個平流式沉淀池連接起來，按照尾礦自動沉降原理濃縮尾礦，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間增加升高，通常要求時間較長，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

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

2.1 優(yōu)點

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致的嚴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，可徹底解決水災漫頂和尾礦庫透水、潰壩等將會導致的隱患。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，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，濾液回到選廠進行循環(huán)利用，每年按10萬噸原礦處理量計，每年可節(jié)省氰化鈉5噸～8噸。⑤提升了回水使用率。實行尾礦庫干堆后，降低了傳統(tǒng)尾礦庫存放方法時有發(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，保護水土流失，對環(huán)境保護方面有很好的效果。⑦實現(xiàn)了尾礦資源二次利用。可以制作建筑材料，如磚、預制件等，變廢為寶。

2.2 缺點

①基建投資大。以鐮子溝金礦為例，由于采用脫水設備對尾礦進行脫水，故在基建時需要修建各種設備基礎，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運行成本較高。以鐮子溝金礦為例，由于增加脫水設備，在管理、材料消耗、電費以及堆壩過程中都將會產(chǎn)生各種費用，干堆尾礦庫的運行成本大約為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。總庫容92.35×104m3，有效庫容約83.12×104m3，設計服務年限13.85年。尾礦庫占地面積為110畝。尾礦庫等級為四等，設計防洪標準為初期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)設施等組成。

3.2 尾礦干堆工藝

選礦廠產(chǎn)生的尾礦漿，進入攪拌槽緩沖后用柱塞泵送到尾礦庫的濃密機進行一段脫水，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行二段脫水，脫水車間采用三臺60m2的陶瓷過濾機，經(jīng)陶瓷過濾機過濾后形成濾餅，重量濃度超過80%，含水量大約為20%，尾礦濾餅通過皮帶運輸機和鏟車運輸，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、濃密池基礎和陶瓷過濾機基礎，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）設備投資：主要購買脫水設備，包括一臺濃密機和三臺陶瓷過濾機，總計投資大約240萬元。

4.2 運行成本

（1）設備材料備件：包括設備備件，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行酸洗，平均處理一噸礦的藥劑費用約2.84元。

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

（4）電費：尾礦濃密機和陶瓷過濾機設備運行所產(chǎn)生的電費，平均處理一噸礦的電費成本約3.29元。

（5）堆壩費用：由于陶瓷過濾機所過濾后的濾餅不能直接到庫內(nèi)進行堆放，需用挖機和鏟車對濾餅進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，尾礦庫直接運行成本大約為18.5元/處理一噸礦石。

5 尾礦干堆技術發(fā)展前景預測

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

5.1 應用范圍更廣

（1）政府機構和社會越來越注重安全生產(chǎn)和健康生活，以及環(huán)保意識的加強，都有助于尾礦干堆不斷運用。

（2）針對尾礦干堆的設計標準和各種規(guī)范，相應的安全管理制度都在不斷受到重視。

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

5.2 應用成本減少，經(jīng)濟效益提升

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

（2）脫水工藝也向著高效的不斷發(fā)展進步，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粒尾礦脫水難的現(xiàn)象，同時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合，能夠?qū)⒋至Ｎ采疤崛〕鰜聿⑵錇榻ㄖ蒙埃行н_到尾礦綜合利用。

5.3 安全保障和環(huán)境改善更優(yōu)

在尾礦干堆技術的推行和應用下，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)境保護方面得到不斷加強。

6 結語

總而言之，面對環(huán)境的日趨惡化，環(huán)境保護的意識也在不斷提升，改善尾礦干堆排放造成的環(huán)境問題迫在眉睫，尾礦干堆技術也愈來愈得到人們的關注。鐮子溝金礦椿樹溝尾礦庫采用尾礦干堆技術，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)實意義。在我國積極實施低碳環(huán)保的政策措施的倡導下，尾礦干堆技術也將在解決安全和環(huán)保等問題愈發(fā)重要。