浅谈朝阳市铁矿企业尾矿干排技术及环境经济效益

吴 霜，杨 猛

（朝阳市环境科学研究院，辽宁 朝阳 122000）

1 引言

根据2012年8月16日对朝阳市建平县的5家具有代表性的尾矿干排铁矿企业进行走访调查，尾矿干排较以往使用湿尾矿库不仅能带来一定的环境效益，还可以带来很大的经济效益。

2 铁矿企业选矿产生的尾矿排放方式的分类

目前，朝阳市铁矿企业选取的方式有两种，一种是传统的湿尾矿库，另一种是尾矿干排。传统的湿尾矿库是将尾矿泥浆不经任何处理直接通过管道排入尾矿库内，通过自然沉淀将尾矿库上层的水循环利用，待尾矿库达到要求的承受负荷，需要闭库，然后做水土保持、植被恢复、土地复垦。

尾矿干排是将尾矿浆经多级浓缩后，再经脱水振动筛等脱水设备处理后，形成含水低、易沉淀的干尾矿渣，占利用场地堆存，然后运至固定地点填沟利用。

3 铁矿企业传统的湿尾矿库环境效益分析

3.1 大气环境影响

传统的湿尾矿库，在尾矿库使用一段时间后，由于尾矿的堆积，将有越来越多的尾矿露于干滩上，因此将会产生扬尘。

3.2 生态环境影响

现铁矿企业将尾矿浆通过管路直接排入尾矿库贮存，排放量大、占地面积大，占有原有各种使用类型的土地，改变土地使用性质，造成水土流失、地表植被破坏，对生态环境产生影响。

3.3 水环境影响

尾矿库溢流水部分外排及渗漏将对地表水和地下水产生危害。

3.4 土壤环境影响

重金属离子等有害成分的渗滤造成的环境污染难以治理，干基尾矿风沙扬尘也污染周边土地及环境。

3.5 敏感目标影响

尾矿库的安全隐患极大，如发生垮坝及泥石流，将对周围居民和环境产生巨大影响。

4 铁矿企业尾矿干排的优点

（1）降低投资成本。由尾矿库排放变为堆土场排放，节省了排水斜槽及砌石透水坝，从而节省了投资以及建设周期。

（2）增加安全性。由筑坝式排放改为堆土场排放，库内无存水，避免了泥石流、溃坝、漫坝、垮坝等事故的发生。

（3）排放方式多样化，可回填露天采坑进行平整造田，实现环境保护，既可种田又可植树造林，保护水土流失，变弊为利。

机械手末端最大加速度由4 575 mm/s2优化至4 226 mm/s2，减小约7.6 %。即机械手的惯性力减小约7.6 %。图7所示为设计变量对最大水平位移量的影响。

5 铁矿企业尾矿干排的技术

尾矿干排主要是在选矿工艺末端增加尾矿浆浓缩系统和尾矿浆过滤系统，最终实现尾矿干渣排放，废水经浓缩和过滤后全部回用于车间生产。该工艺是一项矿业清洁生产技术，是选矿业发展的必然趋势，可以使选矿废水实现闭路循环，能够提高废水循环利用率，节约地下水资源；可以使尾矿浆入库变干渣入库，能够降低尾矿库溃坝风险；可以使湿尾矿库变干尾矿库，有利于尾矿及时处置和利用。目前国内常见的尾矿脱水干排设备工艺有以下几种。

（1）浓密机＋旋流器＋带式过滤机。该工艺设备组合系统可以连续生产，适合于中粗粒级尾矿，常规产品含水率为15%～18%。

（2）浓密机＋陶瓷过滤机。适用于中细粒级尾矿和精矿脱水，该工艺设备组合系统可以连续生产，但对粗粒级矿浆的脱水有一定的困难。其优点是脱水后水分较低，含水率可小于10%。缺点是设备投入高，陶瓷滤板易堵塞，特别是对于含细粒级和石英多的物料，清洗工艺复杂，要求严格，由于设备投入高的原因，该工艺设备组合系统一般用于精矿脱水。

（3）浓密机＋箱式压滤机或立式压滤机。该工艺设备组合系统适用于中细粒级物料，在矿浆颗粒～0.037 mm粒级占95%情况下仍可使用，产品水分15%～25%。但生产能力大些，水分低，常用于精矿脱水。

6 朝阳市铁矿企业尾矿干排工艺经济技术分析

朝阳市的铁矿企业一般采用的尾矿脱水干排设备为浓密机＋旋流器＋带式过滤机。下面分析下两个本次考察中两个比较典型的尾矿干排铁矿企业的经济技术情况。

建平县鑫盛达矿业有限公司每天生产铁粉300t，每小时用水量为80m3，污水回用于生产达80%，可节约用水1536t／d，年节约用水资金185万元，年增加用电费用100万元，干排的尾矿渣含水在10%～12%之间，尾矿渣中含有P元素，可以改善土壤用于填坑造地。购买整套尾矿脱水干排设备共花费700万元人民币，可节约尾矿库资金1000万元，企业一次性投入资金可节约300万元，年运营节约资金85万元。

建平县盛德日新矿业有限公司每天生产铁粉800t，每小时用水量为300m3，污水回用于生产达80%，可节约用水5760t／d，年节约用水资金694万元，年增加用电费用250万元，干排的尾矿渣含水10%～12%之间，尾矿渣可用于砖厂制砖。购买整套尾矿脱水干排设备共花费1000万元人民币，可节约尾矿库资金1500万元，企业一次性投入资金可节约500万元，年运营节约资金444万元。

7 铁矿企业尾矿干排技术的应用带来的环境和经济效益

（1）效益大，投资少。采用尾矿干排充填采坑，节约固定资产投资，节省安全治理、生态环境治理资金和尾矿库维护费用。但这种设备早期投资成本较高。

（2）尾砂脱水工艺采用的设备、技术、工艺具有创新性，为尾矿堆放及采空区的综合治理开辟了崭新的途径。将尾砂浓缩脱水后，干式排放，不仅可以节省传统尾矿库的建设费用和常规维护费用，还可以使自流回水充分回用，而且还可以消除尾矿库的安全隐患，节省占地面积。此外还可以减少安全隐患，对地貌恢复进行复垦，节省环境治理资金，有利于地质环境保护，实现以废置换。

（3）采用尾矿干排充填采空区技术，在解决传统湿尾矿库排放尾砂造成的环境污染、占用大量的土地、存在的安全隐患等方面，具有非常广阔的应用前景。

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