浅议尾矿库防尘建议方案

申 思

（中材地质工程勘查研究院有限公司，北京 100102）

尾矿库是用于堆放矿石筛选后所残留尾矿废渣的场所，其存储的大量尾矿具有颗粒粒径细小、数量大和无粘结性分散等特征，极易随空气流动而发生大规模迁徙，进而产生扬尘等大气污染现象。如何有效防治尾矿库扬尘，实现低尘甚至无尘作业，成为大气防治的重中之重。截至目前，国内外相关研究机构针对尾矿库防尘已开展了一系列的研究，获得了一些有效方法[1-6]。同时，不同类型尾矿库的扬尘特点各有不同，为有效改善尾矿库周围的环境，提高库区周边的环境质量，本文针对不同的扬尘特征，提出了相应的防尘措施，为实际工程中尾矿库的抑扬方案选择提供了有效参考。

1 尾矿库扬尘产生的原因分析

尾矿库在堆存尾矿的过程中，由于尾矿坝和干滩上的尾矿粒度小，含水量相对较低，在风力作用下极易产生扬尘，尤其是天气干旱、少雨、大风季节，尾矿库扬尘更为严重，进而污染环境。目前国内外尾矿库扬尘产生的原因主要有以下几个：

(1) 尾矿颗粒细：由于选矿工艺的要求，矿石必须经过破碎、磨矿，致使尾矿砂的粒度很细，一般-0.074mm占全尾矿的70%以上，有的甚至达90%以上[5]。尾矿粒径直接影响摩阻起动速度和粉尘量，尾矿粒径越细起动摩阻速度越低，粉尘产生量越大[4]。

(2) 尾矿库坝体高：随着尾矿库坝体高度不断增加，坝顶风力也在加大，从而增加了尾矿扬尘的发生机率，因此坝体高度越高，粉尘产生量越大[1]。

(3) 尾矿库干滩长度过长：尾矿库干滩长度是保证坝体安全的重要措施之一，同时也是产生尾矿扬尘的主要区域，在尾矿库实际运行过程中，由于对干滩长度控制不规范，导致扬尘问题更为突出。

(4) 尾矿排放管理不到位：为了降低成本，部分企业对多管放矿在具体管理和生产安排上存在一定漏洞，如：多管排放间距不合理、投资资金不到位、改为独管排放、多管排放时间间隔过长，从而影响了尾矿库防尘。

2 不同类型的尾矿库扬尘特点

2.1 不同的尾矿堆存方式扬尘特点

目前国内外对于尾矿堆存的方式，按照尾矿中含水量的多少，可分为低浓度堆存、高浓度堆存、膏体堆存和压滤堆存四种方式。

其中低浓度堆存、高浓度堆存时，尾矿可以自由流动，含水量均较大，以矿浆的形式输送到尾矿库中进行存储，统称为湿法堆存。该方法为尾矿传统的堆存工艺，目前，国内外90%的尾矿堆存均采用湿法堆存。由于尾矿含水量较高(一般＞35%)，且库内存有大量尾矿库澄清水，因此该类堆存方式扬尘产生量相对较低。

干法堆存是指经选矿产生的尾矿浆经多级浓缩后，再经脱水压滤等设备处理，形成含水量少、易沉淀固化的尾矿，尾矿由汽车或皮带转运至尾矿库进行堆存，膏体堆存介于干法和湿法之间。由于尾矿含水量较低(10%～20%)，该类堆存方式，极易产生扬尘，且产尘量大。

2.2 不同的尾矿库类型扬尘特点

目前，国内外尾矿库的主要类型有山谷型、傍山型和平地型等。

(1) 山谷型尾矿库：指在山谷谷口处筑坝形成的尾矿库，该类尾矿库受山谷风的影响而产生扬尘，但扬尘影响范围主要集中在山谷内区域，扬尘受山体的阻滞，影响范围相对较小。

(2) 傍山型尾矿库：指在山坡脚下依山筑坝所围成的尾矿库，该类尾矿库受山谷风的影响产生扬尘，扬尘影响范围主要集中在山体脚下，由于只有一侧扬尘受山体的阻滞，影响范围相对较大。

(3) 平地型尾矿库：指在平缓地形周边筑坝围成的尾矿库，该类尾矿库极易因大风而产生扬尘，由于无阻滞的作用，扬尘影响距离较远，影响范围最大。

2.3 不同的筑坝方式扬尘特点

根据不同的尾矿筑坝形式，尾矿库又分为上游式、中线式和下游式三种筑坝类型。

(1) 上游式筑坝是指在初期坝上游方向充填堆积尾矿的筑坝方式，该类尾矿库由于随着堆积子坝的不断增加，可对下游稳定的子坝及时进行生态恢复，减少坝体裸露时间和面积，降低扬尘量的产生。

(2) 中线式筑坝指在初期坝轴线处用旋流分级粗尾砂冲积尾矿的筑坝方式，该类尾矿库在运行过程中，由于堆积坝的边坡始终处在活动面，无法进行生态恢复，坝体始终处于裸露状态，扬尘产生量非常大。

(3) 下游式筑坝指在初期坝下游方向用旋流分级粗尾砂冲积尾矿的筑坝方式，该类尾矿库在运行过程中，由于堆积坝的边坡始终处在活动面，无法进行生态恢复，坝体始终处于裸露状态，扬尘产生量非常大。

3 尾矿库防尘措施

根据调查分析，尾矿库扬尘对周围环境的影响程度和范围主要与尾矿砂的物理特性、尾矿坝和干滩的几何尺寸、相对湿度、风速、尾矿库周围地形以及防尘措施、管理水平等因素有关。在众多影响因素中，相对湿度和风速是外部影响因素，防尘措施和管理水平是污染控制的决定因素。因此，鉴于不同类型尾矿库的扬尘特点，建设单位应根据自身尾矿库的实际特点，采取有针对性的防尘措施，并提高对尾矿库的管理水平。

3.1 施工期防尘措施

(1) 对尾矿库区域的表土进行剥离，单独堆存，及时夯实绿化或毡布覆盖，防止风蚀扬尘，将来作为尾矿库生态恢复土源。

(2) 施工场地及建筑材料临时堆场定期洒水，防止浮尘产生，干燥天气应增加洒水次数，遇到四级风以上的天气减少施工。

(3) 施工场地内运输道路及时清扫、洒水，以减少运输车辆扬尘。

(4) 运输车辆进入施工场地应低速或限速行驶，物料装卸应尽可能降低落差、轻装慢卸，运输车辆运送物料及固废时用帆布棚苫盖，以减少扬尘对环境的影响。

3.2 运营期防尘措施

(1) 采用多管放矿方式：即在非冰冻季节分散放矿和经常改变放矿位置，采用多管小流量分散放矿的方式将尾矿排入尾矿库，使尾矿库滩面始终保持湿润。采用这种放矿方式，可在各分区范围内的干滩面上覆盖一层细粒级尾矿，这种细粒级尾矿风干后形成结实的表皮层，类似天然的龟裂粘土层，它不仅可用于短期的生产防尘，而且可用于长期固定尾矿库的表面[6]。

(2) 合理设置干滩距离：建设单位在实际运行过程中，要加强对尾矿库的监管，在遵守干滩距离相关规定的前提下，合理设置干滩距离，减少干滩面积，从而减少扬尘的产生。

(3) 设置喷淋装置：建造专用的输水管网，通过洒水或形成水帘的方式增加尾矿砂的含水率，喷淋水一般从尾矿库中取。

(4) 采用表面固结剂：为防止尾矿库运营期间干滩面尾矿扬尘对附近环境产生污染，除了洒水喷淋，还可采取喷洒化学固结剂等措施，使干滩面保持湿润固结。该方法原理主要是利用药剂或添加剂(如石灰、水泥、树脂类等)与尾矿表面作用生成一个坚硬的外壳，可以长时间防止地表粉尘的飞扬。

3.3 闭库期防尘措施

在尾矿库服务期满后，需对尾矿库进行闭库，为进一步降低扬尘影响，建议采用以下措施：对库区表面进行平整，平整后的库面上覆盖客土1m左右，并对0.5m以内的土壤进行改良和配肥，达到植被生长的基本条件。覆土时利用自然降水、机械压实等方法使土壤沉降，保持一定的紧实度，防止水土流水。植被可以种植农作物、草皮或木质植。继续完善坝坡植被绿化，对未成活的植被及时清除，并重新种植适生植被。

3.4 尾矿坝防尘措施

(1) 上游式尾矿坝防尘措施：随着堆积子坝的不断增加，对下游稳定的子坝及时进行生态恢复，减少坝体裸露时间和面积，从而降低扬尘量的产生。具体操作方式如下：尾矿堆积子坝外坡面应随着尾矿堆积坝的加高，用碎石土复面或在其上覆盖一层厚度不小于30cm、适于植物生长的粘土，再在其上种植草皮；坡面修筑人字沟或网状排水沟，减少因雨水冲刷而形成的冲沟；坝外坡面种植植被应适当播撒生根粉和保水剂，并施加一定的肥料，同时加强日常洒水等管理，以增加植被的成活率；禁止在坝面上种植高大种类的木质植物，禁止垦荒和种植农作物，以免影响坝体安全。

(2) 中线式和下游式尾矿坝防尘措施：由于采用中线式和下游式筑坝工艺的尾矿库，堆积坝的边坡始终处在活动面，无法进行生态恢复，坝体始终处于裸露状态，扬尘量非常大。适宜采用喷灌设备洒水装置，保持坝体边坡润湿。

4 其他建议

(1) 生态恢复中植物的选择，尤其是先锋植物的选择非常重要，选择应遵循以下原则：一是要对尾矿干滩的极端条件具有耐性；二是要适应当地的气候条件，最好是乡土植物。

(2) 建设单位应探索尾矿的利用途径，如对尾矿中部分金属资源再回收、采用尾砂充填井下采空区等，减少地面堆存尾矿的数量，从而减少扬尘的产生源。