论鑫汇金矿无尾矿山建设突破发展瓶颈走出新旧动能转换新路径

陈强

摘    要：随着矿山开采规模不断增大，造成现有尾矿库库容不足，随着安全环保形势越来越严峻，新建尾矿库实施更是难上加难，尾矿排放成为制约矿山发展的“卡脖子”问题。因此尾矿综合利用，打造无尾矿山的绿色生产建设方案----通过细粒级尾砂井下充填，粗粒级尾砂脱水外销，实现尾砂“零排放”，很好解决矿山发展的“卡脖子”问题，真正实现了“变废为宝”、互利双赢。

关键词：无尾矿山;建设发展;瓶颈;新旧动能转换;新路径

一、项目由来

目前我国矿山行业矿石综合利用率很低，原矿在经过破碎、磨矿、浮选等作业之后，将其一种或多种精矿产品选出后，其余以矿浆状态排出，但矿山尾矿库库容紧张，尾砂排放直接影响矿山长久生产接续，成为制约矿山发展的“卡脖子”问题，亟需解决，需要研发满足深部开采的充填新技术，借助新型胶凝材料，将细粒级尾砂充填至井下采场，满足井下采矿要求，粗粒级尾砂经处理后外销，实现无尾排放和降本增效的目的，缓解矿山尾矿库库容紧张的局面。

二、项目开展必要性

1.山东黄金集团鑫汇金矿原尾矿库库容紧张，新尾矿库需占用大量农林用地，选址及审批困难，生产过程产生的尾矿无处排放，面临随时停产的可能。

2.安全环保形势越来越严峻，尾矿库又作为重大危险源，尤其在雨季容易引起溃坝坍塌等事故，且存在一定污染。

3.尾矿用途广泛，除充填外，在建筑行业等领域可实现很大价值，目前，建材等行业砂石需求量大，粗粒级尾砂脱水外销满足市场需求，可创造较高经济效益，提高尾砂综合利用进一步将企业降本降本增效工作推上新高度。

4.立式砂仓连续造浆质量不稳定，自流充填料浆浓度低，充填至采场后充填体离析、分层、泌水严重，致使大量胶凝材料流失增加成本，且井下排水排泥费用增加;分级尾砂沉缩率大，采场难以接顶，单个采场需要多次充填，增加工作量和作业成本。高浓度充填技术发展迅速，适合细粒级尾砂的新型胶凝材料已成功在黄金矿山应用，高浓度充填可实现不离析、不分层、基本不泌水，降低充填成本，改善井下文明生产环境。

三、项目意义

1.细粒级尾砂井下充填，粗粒級尾砂脱水外销，实现尾砂零排放，建设无尾矿山，为黄金行业尾砂综合利用开辟新途径。

2.利用现有立式砂仓进行升级改造，实现细粒级尾砂絮凝沉降，制备高浓度充填料浆井下充填，为立式砂仓的再利用提供一种合理有效的技术途径。

3.增加矿山经济效益，提升矿山社会效应。

四、实验研究

1.尾砂基本性质

（1）采用水筛筛分法分析溢流细尾砂粒级组成，溢流尾砂-400目含量约80%，属于超细粒级尾砂，较难沉降和凝固。

（2）尾砂密度分析

采用比重瓶法测量溢流细尾砂真密度，多次测量取平均值为2.58t/m?。

（3）尾砂絮凝沉降试验

选用三种不同阴离子絮凝剂进行细粒级尾砂絮凝沉降试验，以确定最佳絮凝剂类型、最佳矿浆稀释浓度和最佳絮凝剂添加量。确定最佳絮凝剂类型：阴离子型絮凝剂XS;最佳矿浆稀释浓度：6%;最佳絮凝剂添加量：40g/t。

（4）尾砂动态浓密试验

利用动态浓密实验装置开展细粒级尾砂浓密试验确定立式砂仓单位面积最佳处理量和溢流水含固量。确定最佳处理量：0.35 t/㎡·h;溢流水含固量：250ppm;底流浓度：62%±2%。

2.充填料浆配比试验

结合生产需求，开展充填料浆配比试验，测定了不同配比充填料浆流动性和充填体单轴抗压强度，为充填系统方案设计提供依据。

根据井下采矿生产要求，经对比实验，当充填料浆质量浓度62%时，采用灰砂比1：6充填胶结面，7d强度1.641MPa，完全满足现有采矿需求，尤其是随着采深逐渐增加，高浓度充填体整体性好的特性有利于改进采矿方法和提升矿石两率指标。

3.充填料浆L管试验

充填料浆L管试验用于测试细粒级尾砂高浓度充填自流倍线，通过试验测试发现，质量浓度62%，灰砂比1：6时的充填料浆流动性良好，自流倍线为7以下时可实现自流输送。

4.成本分析

该项目投资约650万元，主要包括新型无动力高效浓密机改造、购置干排系统一体机、充填料浆两级搅拌设备、充填自动化系统、干排厂房建设等，其中系统设备购置费和设施改造费用350万元，厂房建设250万元，辅助设施50万元。

井下主要是上向进路充填法采矿，矿房规格多为3m×3.5m×30m，顶底部胶面充填比例28.5%，非高强度胶面比例为71.5%，采用细粒级尾砂高浓度充填替代现有分级尾砂自流充填，充填原材料成本由16.78元/t增加至18.44元/t，每吨矿石充填原材料成本增加1.66元。

尾矿综合利用是将尾矿变废为宝，化害为利，走出一条资源开发与环境保护协调的矿业发展道路，解决了环境污染和尾矿库库容紧张等问题，具有巨大经济、资源、安全、环保和社会效益。

五、效益分析

1.经济效益方面：该项目建成后，避免尾矿作为一般固废需要缴纳的15元/t的排放费用;充填直接成本与原来水砂充填基本持平，而粗尾砂外销创效、排水排泥费用减少、两率指标降低、尾矿排放费用节约，每年将创造效益至少1400万元以上;同时不必重新征地建立新尾矿库，此项节省费用巨大，甚至不可估量。

2.安全环保效益：高浓度充填提高采矿安全，改善井下文明生产;同时减少尾矿库数量就可以减少尾矿库事故发生数量，避免溃坝、漫顶等引起安全及环保事故。

3.社会效益：实现无尾矿山建设，保障矿山可持续发展;高浓度充填提高采矿安全，改善井下文明生产，杜绝尾矿排放引起的地表生态环境问题;降低损贫两率，最大限度回采矿产资源，提高资源回采率，延长矿山服务年限。

参考文献：

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