尾矿干堆技术在黄金矿山的应用

王小山

（咸阳西北有色七一二总队有限公司（陕西黄金洛南秦金矿业有限公司），陕西 咸阳 712000）

尾矿的合理堆存对于环境和矿区安全都有重要意义，当前，我国的绝大部分尾矿依然选用湿式排放，尾矿库储存尾矿，这类常见的方式对生态环境和安全管理有一定的危害性。尾矿干堆技术的分析与运用，针对处理矿山尾矿排放的安全管理、生态环保等难题有着至关重要实际意义。尾矿干堆排放在世界各国采用的是新式排放方法，因其能够降低对生态环境的破坏、提升尾矿库安全系数等优点，使其成为将来尾矿排放的发展趋势。

1 尾矿干堆

1.1 尾矿干堆定义

尾矿干堆指采用大型脱水设备，将选矿排出的尾矿浆，进入搅拌槽缓冲后用柱塞泵送到尾矿脱水车间，经脱水设备充分过滤（或挤压）成尾渣虑饼，浓度超过80%，含水量只有20%上下，经过皮带运输机输送至尾矿堆场里分层堆放的尾矿堆放方式。

1.2 尾矿脱水的常见措施

尾矿脱水常见有下列几个措施：①压滤方式：尾矿在相当压力情况下，挤干局部砂体中的水分含量，常见机械设备为板框式压滤机或箱式压滤机。主要适用于解决偏细粒径尾矿，实际效果不错，压滤后尾矿中水分含量通常能够底到20%上下。②真空过滤：采用真空负压,将尾矿中的水分吸除，常见机械设备有陶瓷过滤机和带式真空过滤机。真空吸附针对较粗粒径的尾矿实际效果更佳，真空吸附后含水率低至20%。③多段浓密：选用高效浓密机，多段浓密,加上絮凝剂的用处，使尾矿浓度提升到50%～60%范围内，产生高浓缩尾矿膏体,尾矿浆体粘度很高，在排放操作过程中并不会按颗粒物粗细造成离析，能够产生坡度为3%～5%的锥坡状堆体。运用该特点，尾矿堆存选取小坡面尾砂起堆，能够得到比常用水力冲填法大很多的库容量。④沉淀池：通常选用平流式沉淀池，数个平流式沉淀池连接起来，按照尾矿自动沉降原理浓缩尾矿，澄清并排掉污水，加上絮凝剂能够快速沉降尾矿颗粒。尾矿浓缩浓度能够随晾晒时间增加升高，通常要求时间较长，所以平流式沉淀池浓缩尾矿处理量较小，仅可用于小规模矿区。

2 干堆尾矿库的优缺点

结合镰子沟金矿椿树沟尾矿库生产经验，总结了干堆尾矿的优缺点。

2.1 优点

①提升了尾矿库安全系数。利用选择干堆方法，尾矿含水量小于20%，堆放易固化，库内不渗水，从源头上避免了尾矿库因渗水和渗入而导致的严重危害尾矿的安全保障和环保工作。选择新法处理尾矿后，可彻底解决水灾漫顶和尾矿库透水、溃坝等将会导致的隐患。②增加了现役尾矿库使用周期。选择新法处理后产生的滤饼，不仅能够干式堆存，还能够用以筑坝，增加了现役尾矿库的使用周期。据测算，尾矿库服务年限可由10年提高到12年。③有利于回收尾矿废水中所含金属。以镰子沟金矿为例，一般尾矿中液体含金量为0.01克/立方～0.02克/立方，每年按10万吨原矿处理量计，一年可回收黄金约为2公斤～4公斤。④节约大量的药剂消耗。以镰子沟金矿为例，经浸吸完后尾矿中氰化钠含量约万分之0.5，经尾矿脱水后，滤液回到选厂进行循环利用，每年按10万吨原矿处理量计，每年可节省氰化钠5吨～8吨。⑤提升了回水使用率。实行尾矿库干堆后，降低了传统尾矿库存放方法时有发生的低可利用回水量情况，选厂回水使用率由以往的50%提升了90%。⑥可节省大量山地、林地甚至耕地，为国家节省大量的土地资源。并且库内既可种田又可植树造林，保护水土流失，对环境保护方面有很好的效果。⑦实现了尾矿资源二次利用。可以制作建筑材料，如砖、预制件等，变废为宝。

2.2 缺点

①基建投资大。以镰子沟金矿为例，由于采用脱水设备对尾矿进行脱水，故在基建时需要修建各种设备基础，基建方面比传统的直排尾矿库需多投入大约300万元～500万元。②运行成本较高。以镰子沟金矿为例，由于增加脱水设备，在管理、材料消耗、电费以及堆坝过程中都将会产生各种费用，干堆尾矿库的运行成本大约为15元～20元/处理一吨矿石。③尾矿压滤的干堆方法，针对氰化炭浆工艺有用，而选择浮选法生产加工的矿山通常经济效益不突出，其各种要求限制而不能得到更好提升。④此方法针对北方地区干旱气候比较适合，而在多雨的南方地区应该深思熟虑，考虑利弊。

3 镰子沟金矿尾矿干堆工艺

3.1 尾矿库概况

镰子沟金矿椿树沟尾矿库库区地貌单元属构造剥蚀低中山沟谷区，沟谷总体呈V型，尾矿筑坝方式采用干式堆存筑坝。总库容92.35×104m3，有效库容约83.12×104m3，设计服务年限13.85年。尾矿库占地面积为110亩。尾矿库等级为四等，设计防洪标准为初期50年一遇，中、后期200年一遇。尾矿库主要由坝体工程、排洪系统、排渗系统、尾矿输送、回水系统设施等组成。

3.2 尾矿干堆工艺

选矿厂产生的尾矿浆，进入搅拌槽缓冲后用柱塞泵送到尾矿库的浓密机进行一段脱水，一段脱水后的浓密底流浓度约40%～50%，溢流水自流回选厂高位回水池供选厂循环利用。浓密底流的矿浆自流至尾矿脱水车间进行二段脱水，脱水车间采用三台60m2的陶瓷过滤机，经陶瓷过滤机过滤后形成滤饼，重量浓度超过80%，含水量大约为20%，尾矿滤饼通过皮带运输机和铲车运输，分层堆放在尾矿干堆场中。抽滤水自流回到选厂柱塞泵清水箱内供柱塞泵的清水泵利用。

4 镰子沟金矿干堆尾矿库成本分析

4.1 早期投资

（1）基建投资：主要修建滤水坝、拦洪坝、排洪涵管、截渗墙、事故池、支沟拦洪坝和排洪明渠、浓密池基础和陶瓷过滤机基础，基建投资大约1400万元，比传统直排尾矿库多投资约300万元。

（2）设备投资：主要购买脱水设备，包括一台浓密机和三台陶瓷过滤机，总计投资大约240万元。

4.2 运行成本

（1）设备材料备件：包括设备备件，陶瓷板等，根据去年生产情况，平均处理一吨矿大约成本为4.9元。

（2）药剂消耗：主要用浓硝酸对陶瓷板进行酸洗，平均处理一吨矿的药剂费用约2.84元。

（3）人员工资：尾矿库实行三班运行，平均处理一吨矿的人员工资成本约4.67元。

（4）电费：尾矿浓密机和陶瓷过滤机设备运行所产生的电费，平均处理一吨矿的电费成本约3.29元。

（5）堆坝费用：由于陶瓷过滤机所过滤后的滤饼不能直接到库内进行堆放，需用挖机和铲车对滤饼进行分层碾压堆放在尾矿干堆场中。平均处理一吨矿的堆坝成本约为1.76元。

（6）安全投资：库内需定期清理两岸排洪沟杂物、悬挂标志牌、备足防洪防汛物质等，平均处理一吨矿的安全投资成本约为1.03元。

综上六项，尾矿库直接运行成本大约为18.5元/处理一吨矿石。

5 尾矿干堆技术发展前景预测

尾矿干堆有着很大的发展前景，我们将从应用范围、成本和经济效益、安全和环保等三个方面进行分析。

5.1 应用范围更广

（1）政府机构和社会越来越注重安全生产和健康生活，以及环保意识的加强，都有助于尾矿干堆不断运用。

（2）针对尾矿干堆的设计标准和各种规范，相应的安全管理制度都在不断受到重视。

（3）由于防渗排洪技术水平的进步和对多雨地方尾矿干堆体防护措施的深入分析，受雨水影响的问题也将可以解决，因此有利于加强在多雨的南方地区的推广使用。

5.2 应用成本减少，经济效益提升

（1）随着科技的不断进步，自动化和智能化的应用也将日趋广泛，矿山在干堆使用的脱水设备也是如此。

（2）脱水工艺也向着高效的不断发展进步，通过选用变频控制操作，渣浆泵能有效控制送矿压力。

（3）脱水工艺将变得简单。在尾矿中添加固化剂可使脱水工艺更加简单，除了能很好的处理细粒尾矿脱水难的现象，同时也可提高干堆体的可靠性。

（4）经过改良脱水工艺，可以更有效地对已溶金的回收利用，进而对黄金矿资源的充分开发。

（5）尾矿干堆与尾矿综合利用相结合，能够将粗粒尾砂提取出来并将其为建筑用砂，有效达到尾矿综合利用。

5.3 安全保障和环境改善更优

在尾矿干堆技术的推行和应用下，可以防止大量矿山溃坝安全事件的出现，以及尾矿污水对环境造成的破坏。有利于在安全和环境保护方面得到不断加强。

6 结语

总而言之，面对环境的日趋恶化，环境保护的意识也在不断提升，改善尾矿干堆排放造成的环境问题迫在眉睫，尾矿干堆技术也愈来愈得到人们的关注。镰子沟金矿椿树沟尾矿库采用尾矿干堆技术，有效解决了传统尾矿库存在的安全问题、生态环境污染以及土地资源的浪费等问题，并且对提高回水利用率和尾矿资源的充分利用有很大现实意义。在我国积极实施低碳环保的政策措施的倡导下，尾矿干堆技术也将在解决安全和环保等问题愈发重要。