内蒙古地区不同有色金属尾矿排放方式的对比与分析

邰 阳 王绍伟 李海滨 王永平

内蒙古自治区环境工程评估中心 呼和浩特 010010

内蒙古地区不同有色金属尾矿排放方式的对比与分析

邰 阳 王绍伟 李海滨 王永平

内蒙古自治区环境工程评估中心 呼和浩特 010010

内蒙古地区有色金属资源丰富，本文分析了内蒙古地区有色金属资源的开发现状，结合我区有色金属选矿企业尾矿的排放方式的环境影响进行对比分析，提出了因地制宜地选择尾矿排放方式的建议。

有色金属；尾矿；干排；湿排；环境影响

内蒙古自治区地域辽阔，有色金属矿产资源十分丰富。截止到2013年底，全区查明资源储量的矿产共106种（含亚种），其中有色金属矿产有10种，为铅矿、锌矿、铜矿、镍矿、钴矿、钨矿、锡矿、铋矿、钼矿、锑矿，贵金属为金、银等。[1]

1.内蒙古地区有色金属矿产资源分布及开发状况

我区的有色金属矿产资源主要分布在巴彦淖尔市狼山—渣尔泰山、集二线铁路沿线、锡林郭勒盟东北部、赤峰市北部和呼伦贝尔市北部，属于全国24个主要有色金属成矿区（带）的华北地台北缘成矿带、大兴安岭中南段成矿带和得尔布干成矿带。[2]根据资料自2008年-2013年，通过环境影响评价审批的有色金属采选企业约110家，其中采矿总规模为3800万吨/年，选矿总规模3300万吨/年。全区有色金属采选规模最大的地区是赤峰市，其中采矿规模达1100万吨/年，约占全区的29%，选矿规模为900万吨/年，约占全区选矿规模的27%，其余依次为呼伦贝尔市、锡林郭勒盟、巴彦淖尔市、乌兰察布市、兴安盟、通辽市、阿拉善盟、包头市、呼和浩特市、鄂尔多斯市、乌海市依次递减。

2.尾矿排放的环境影响分析

尾矿库是有色金属采选企业必须配套的设施之一，目前我区尾矿排放的方式主要包括湿排和干排两种，少数企业采取尾矿膏体排放方式。本文统计的65家有色金属采选企中采取尾矿干排方式的企业45家、尾矿湿排19家、尾矿膏体排放1家。

2.1 尾矿排放所存在的主要环境问题

总体来看，我区有色金属矿山企业生产规模、环保投入大小不等，管理水平参差不齐，由于选矿技术及经济的原因，尾矿中大量的可回收金属元素未得到有效回收，而是堆存于尾矿库。[3]

随着选矿企业规模的逐年攀升尾矿量不断增加，企业需会耗费大量的人力、物力、财力对尾款库进行管理，并要占用大量的土地资源。在2008到2013年，内蒙古自治区审批的有色金属矿项目尾矿库占地面积已达到2270hm2。

有色金属尾矿扬尘含有大量的重金属细颗粒，尾矿水呈酸性或碱性，并含有重金属、选矿药剂，若不采取有效的污染防治措施，易对水环境、生态环境造成严重影响。[3]一些矿山进行尾矿再选的过程中，对现有尾矿库干滩面进行采掘，易造成尾矿的二次污染。我区某选矿企业未对尾矿库采取有效防风措施，铅锌选厂、尾矿库等工程运行多年的过程中对周边土壤产生了一定的影响，对该项目尾矿库周边土壤环境进行了现状环境监测，砷、锌、铅、镉不同程度的超过《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）二级标准，超标的点位主要集中在尾矿库的下风向，而且主要集中在表土层上。还有一些选厂由于前期生产建设不规范，尾矿库和集水池未进行防渗处理，含六价铬的尾砂排入尾矿库，尾矿库中废水和淋溶水入渗地下，对尾矿库周边的地下水环境现状进行了现状监测，尾矿库下游的村庄的地下水中六价铬含量超过《地下水质量标准》（GB/T14848-93）Ⅲ类标准。

2.2 不同尾矿排放方式运行过程中所存在的问题

2.2.1 尾矿干排

尾矿干式排放通常指使尾矿具有固态特性后进行排放的排放方式，通常采用浓缩或压滤（过滤）设备，将尾矿中含水率控制在20%左右。冬季严寒天气条件下，干排尾矿受低温影响，排出的尾矿易冻结在输送带和尾矿库内。[4]多金属选矿过程中添加不同的抑制剂和活化剂，选矿药剂混合在一起回用会影响选矿效果和金属选出率。尾矿脱水设施主要有浓密池、过滤或压滤设备，过（压）滤设备故障率高，易造成生产中断。[5]尾矿浆浓密、脱水过滤或压滤等生产设施，会增加相应的管理及运行成本。干排砂性尾矿在堆存过程中受机械扰动，易产生扬尘。

2.2.2 尾矿湿排

湿式排放尾矿的矿浆浓度约为20%～60%，采用压力输送或自流方式将尾矿浆送至尾矿库。尾矿库库内存水量较大，环境风险高。由于企业管理较粗放，干滩面普遍较大，且未采取有效的扬尘防治措施，易产生较大尾矿扬尘。尾矿库中含有大量的水和选矿药剂，长期存放尾矿库内，若不采取防渗措施或防渗层破裂，有害物质易造成水环境污染。

2.2.3 膏体排放

目前我区仅有乌努格吐山铜钼矿采用了尾矿膏体排放，该工艺在生产实践过程中也存在一些问题。由于尾矿浓度较高，输送距离较长，输送泵的负荷很大，设备检修频繁。由于尾矿膏体含粘土的泌水性较弱，孔隙水不易析出，因此需要的晾晒时间较长。尾矿产生量大，尾矿在尾矿库中抬升速度快，堆存的尾矿含水率高，且难分级，利用尾矿筑坝难以实施。[6]

3.不同尾矿排放方式的比选

3.1 水资源回用

根据本文统计,干排企业尾矿回水率基本在85%以上，在高回水率方面（85%以上）占有绝对优势，在低回水率方面（75%以下）湿排尾矿占有一定比例，因此在水回用率方面尾矿干排具有一定优势。

多金属矿浮选过程中药剂种类多，可采用选矿废水分段分质回用、末端废水适度处理回用等方式解决干排尾矿选矿废水回用的问题，但针对不同的原矿及选矿工艺还需企业在废水回用方面根据自身特点探索。[7]

3.2 投资成本方面

有色金属矿尾矿采取干排方式，必然导致建设、运行投资大于尾矿湿排方式，根据统计，尾矿干排方式的尾矿处理、输送等设施基建投资平均为53.15元/吨尾矿砂，而尾矿湿排的基建投资平均为20.17元/吨尾矿砂。

干式排放运行成本为2.06～15元/吨尾矿之间，湿式排放运行成本为0～5.35元/吨尾矿之间，膏体排放成本为3元/t尾矿左右，一般情况下，尾矿干排方式的运行成本是尾矿湿排、膏体排放方式费用的几倍，甚至十几倍。

3.3 扬尘影响及污染防治措施

尾矿的起尘量与区域风速、尾矿砂含水率、裸露面积及尾矿坝坝高有关。尾矿干排、湿排及膏体排放三种排放方式所产生的尾矿在尾矿库中堆置一段时间后，裸露尾砂的含水率差别不大，基本在10%左右。针对同一尾矿库，起尘量主要取决于尾砂的裸露面积。因此尾矿库扬尘防治措施应针对控制尾矿的含水率和裸露区域的面积两方面，采取分散放矿、洒水抑尘等方式，有效减少尾矿库的扬尘影响。

3.4 环境风险

经过脱水处理的尾矿属于不饱和尾矿，抗震强度较高,尾矿水回收后用于选矿，尾矿中含水低，有害物质随尾矿水渗出坝体或渗入地下的几率降低，同时尾矿干堆场或干排尾矿库一旦失稳，不会出现泥石流现象，不会长距离流动，对尾矿库下游的影响范围和损失较小。与传统尾矿湿排工艺相比，尾矿干排在避免环境风险事故方面具有明显的优势。

4.结论

尾矿干排工艺在废水回用率、节约占地、环境风险等方面较尾矿湿排工艺具有一定优势，但尾矿干排和尾矿湿排工艺哪一个更适于我区的选矿企业，还要综合考虑选矿企业所处区域的环境特点、矿石组成和技术实力等因素，位于西部缺水地区、土地资源较为紧张、矿山地表环境敏感、不能产生岩移而采取井下充填采矿工艺的企业在选择干排上具有一定的倾向性，而东部降雨丰沛的地区，即使采取干排工艺的尾矿库也存在蓄水的情况。因此企业需根据自身实际情况，因地制宜，综合考虑环境、经济、技术等因素，多方案比选后确定，但尾矿库在运行的过程中必须采取有效的防尘措施，提高含水率或减少尾砂裸露面积才能将其对周围的环境影响降至最低。

[1]易晓剑.国内外主要有色金属资源储量及其特点[J].世界有色金属,2005(12).

[2]辛江.内蒙古东南部多金属成矿系列与找矿模型[D].中国地质大学（北京）,2013.

[3]杨晓松,邵立南.有色金属矿山酸性废水处理技术发展趋势[J].有色金属,2011(01).

[4]曲业兵.关于尾矿库的建设与环境保护问题的思考[J].环境保护与循环经济,2011(11).

[5]王勇,王文龙.尾矿资源的利用与生态环境保护的探究[J].中国有色金属,2010(S1).

[6]刘洪均,杨保东,谢纪元,李鹏.乌努格吐山铜钼矿尾矿膏体排放和准膏体排放的研究和应用[A].第四届全国尾矿库安全运行技术高峰论坛论文集,2011.

[7]周兴龙,张晓明,胡康,孙东阳,上官昌成,陈禄政.尾矿干排的工艺及设备综述[A].中国矿业科技文汇-2013[C].

邰阳（1983-），女，硕士，工程师，就职于内蒙古自治区环境工程评估中心，从事环境影响评价技术评估工作。

王绍伟（1982-），男，硕士，工程师，就职于内蒙古自治区环境工程评估中心，从事环境影响评价技术评估工作。

李海滨（1984-）男，硕士，工程师，就职于内蒙古自治区环境工程评估中心，从事环境影响评价技术评估工作。

王永平（1976-），男，本科，助理工程师，就职于内蒙古自治区环境工程评估中心，从事环境影响评价技术评估工作。