尾矿干堆工艺发展现状及应用

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摘 要： 阐述国内外尾矿干堆工艺技术及设备的发展过程，介绍国内外尾矿膏体（滤饼）干堆的工艺技术在矿山企业中的应用，指出尾矿干堆工艺技术给矿山企业解决的哪些问题，以及尾矿干堆工艺发展前景和重要意义。

关键词： 尾矿；干堆工艺；应用；趋势

中图分类号：TD926 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1210037－02

0 引言

中国是世界上尾矿库数量和尾矿存放量最多国家之一，过去，绝大多数矿山是通过新建和扩建地面尾矿库来解决尾矿的排放问题，但是存在尾矿对环境造成危害与占用土地，并易产生由尾矿库而引起的安全隐患问题，在经济和政策方面已越来越不适应今后发展的需求，必须寻找新途径来有效解决。在国外浓缩尾矿最早应用于采矿过程中，对采空区进行充填。后来浓缩尾矿又被应用到了选矿厂尾矿地表堆存上，取得了良好的效果，并在非金属、金属矿山尾矿处理中得到应用。这种尾矿干式堆存工艺被引进到了国内，在黄金矿山尾矿处理方面应用较多，并取得了更好的经济效益。并开始逐步推广到铁矿、其他有色金属矿山，解决了某些矿山生产中尾矿排放的安全、环保等问题。实践证明，具有很大的使用价值。

1 尾矿干堆工艺的术语定义

1）浓缩尾矿：是指经过浓缩设备（浓密机、旋流器等）将尾矿浓缩脱水后，能够泵送的尾矿。

2）膏体尾矿：尾矿固体颗粒均匀地分布在整个液体介质之中，由于砂浆浓度高，细颗粒与水形成一“重介质”，使粗颗粒悬浮于浆体之中，表现为“非沉降”性，形象为”膏体尾矿”。通常在脱水工艺中要采用了添加剂。

3）滤饼：是指经过压滤或过滤脱水后，不能离析，浓度在80%以上的尾矿。

4）干堆：尾矿浓缩膏体、压滤或过滤后滤饼以汽车或其他输送方式运至尾矿堆场，在山谷或傍山、平原围堤所形成区域内存放尾矿的排放方式。

5）浓缩尾矿场： 堆存滤饼或膏体尾矿的场所。

2 国外干堆工艺发展进程与实践

在20世纪70年代多伦多大学的Ronbinsky教授提出了尾矿浓缩后膏体、高浓度尾矿地面堆存的概念，于1973年在加拿大安大略省建成了世界上第一个浓缩尾矿地表堆放设施（K idd Creek尾矿堆场）。初期生产时采用了多级浓缩机串联浓缩工艺，但是尾矿浓缩后没有达到不离析，分级的膏体状态，尾矿漫流堆存没有达到设计要求的坡度角。后来更换了高效浓缩机后情况有所好转，并达到了预期的效果，至今仍然在运行。逐渐这种尾矿膏体地表堆存的新理念逐步被人接受，并且得到了推广应用。

20世纪80-90年代浓缩技术和尾矿膏体的输送技术的发展，制约膏体尾矿堆存的技术瓶颈大大缓解，国外矿山采用高效（PPsM型浓缩机）浓缩机或深锥浓缩机浓缩将尾矿浓缩成的膏体尾矿，用泵（离心泵、隔膜泵、活塞正排量泵）输送尾矿到浓缩尾矿场或者将干堆浓缩设备放到干堆的高点上直接排放。大多数浓缩尾矿场采用锥形中心排放排放（平坦地区）和沟谷斜坡的漫流排放，少数采用平台逐级加高排放（平坦和沟谷地区）。这种膏体干堆工艺日渐成熟，使得尾矿浓缩地表堆放成为取代传统尾矿库的一种安全环保的新选择。

世界上现已投入运行的大规模膏体尾矿堆存的项目并不很多，澳大利亚和加拿大占比例较大，且主要应用于干旱缺水，建设常规尾矿库成本较高地区。当今应用比较成功且有代表性干堆工艺处理尾矿的矿山有：坦桑尼亚的Bulyanhulu矿、印度的Hindustan铜有限公司、澳大利亚Sino Iron铁矿（年产尾矿6000万t左右）、美国格林克里克地区的矿山、美国爱达荷州New Jersey露天金矿、非洲坦桑尼亚北部Bulyanhulu金矿、俄罗斯的Kubaka金矿、智利La Co ipa矿山、加拿大的Ekati Diamond矿等。

3 国内滤饼（膏体）干堆工艺应用

国内90年代干堆尾矿处理技术首先应用到了黄金尾矿处理方面，平邑归来庄金矿经过多次试验，独创了“全泥氰化尾矿处理新工艺”工艺使选矿用水循环利用，不外排，不设尾矿库，只设尾矿干堆场，不仅成功地解决了“无废水”的课题，这种尾矿压滤，干式堆存和滤液循环使用的新工艺应用比较成功，取得了好的经济效益：1994年以后干堆技术在山东省铜石金矿，焦家金矿，三山岛、仑上、新城、金城、河东、河西、金翅岭、招远、岭南、尹格庄等金矿也陆续被采用。后再全国推广：北方辽宁排山楼金矿、内蒙古撰山子与柴胡栏子金矿、北京市的京都400t/d全泥氰化炭浆厂等都采用这项技术。长江以南的浙江省遂昌金矿以及广东高要河台金矿、广东信宜东坑金矿、华东有色地勘局控股的金山公司播卡金矿，新疆阿希金矿，云南思茅山水铜业公司等。

采用压滤（过滤）干堆工艺：这种工艺采用了浓密机进行浓缩尾矿，用过滤机（盘式，陶瓷）或者压滤机（板框、箱式、立式）脱水至75%-85%的滤饼，采用皮带或车辆运输到尾矿干堆场进行逐级台阶排放。这种工艺主要适合处理中细粒级尾矿和精矿脱水。

部分矿山及设备企业把旋流器、带式过滤机应用到了干堆尾矿的系统之中，组建了浓密机＋旋流器＋带式过滤机+压滤机：分级过滤系统，适合于粒级范围宽尾矿，代表性的矿山有：于2009年3月5日建成的山东蔡园镇金岭铁矿尾矿干堆系统，2010年7月年建成山西娄烦山东鲁地矿业尾矿干堆工艺系统。

通过对膏体尾矿干堆的深入研究以及矿山设备在浓缩设备方面的进步，干渣与膏体联合干堆糸统得以应用：这种浓缩脱水型水力旋流器+高效深锥多锥浓密机+高效多频脱水筛联合机组工艺适合处理粒级范围较大，更加高效节能，在大型化的矿山得到应用：正在运行的有中国黄金集团（30000t/d）铜钼矿；包钢白云鄂博西矿、辽宁鞍山齐大山铁矿，内蒙有两座铁矿。

4 企业应用尾矿膏体（滤饼）干堆工艺解决问题

1）提高了尾矿库安全性能。通过采用干堆技术，可以把尾矿含水量降低到25%以下，通过合适的尾矿堆存的方式可以防止尾矿库因渗透和溃坝而导致的安全和环保问题。

2）有效的延长了尾矿库原设计的使用寿命。对于闭库的尾矿库可以再利用，对于超期服役的尾矿库能增加库容。

3）提高了回水利用率。由于干堆尾矿库可以有效避免地下渗透、地表蒸发等因素，从而将选厂回水利用率提高到80％以上，节约新水补给。

4）减少了土地资源的占用。由于尾矿经过干式处理后达到相当高的浓度，可以在不建常规尾矿库的情况下使尾矿安全堆存于峡谷、低洼、平地、缓坡等地形条件，使尾矿处理大为简化，还可大大节省尾矿占地。

5）降低了常规尾矿库的建设运营费用。地形平坦地区以及干旱缺水的环境更适合进行尾矿干堆工艺的应用。

6）减少生态环境污染。通过尾矿干堆技术应用，浮选以及化学选矿方法添加的药剂可以重新进入了选别流程，一定程度上减少了药剂使用量，提高了工艺指标，减少了因渗透、排放导致的环境污染，干堆后可以复垦和生态恢复，减少对周边环境产生粉尘污染，土地沙化的问题，在一定程度上有效解决了矿山企业的环境保护与企业效益的矛盾问题。

5 采用膏体（滤饼）干堆处理尾矿，必须考虑的个关键因素

1）技术经济可行性。

2）环保、节水的合理性。

3）在降雨较大地区能够实现的可能性较小。

4）运营成本、备件耗材的更新成本。

5）场地条件。

这些因素制约尾矿干堆技术推广。

6 趋势及展望

在国内膏体（滤饼）干堆是个新事物，但是在国外应用已经比较广泛的应用。对于这种尾矿堆放的新手段，我们要学习新知识，接受新事物，但是也要因地制宜，具体事物具体分析，客观对待，没有必要断然否定或肯定。

7 结论

虽然尾矿干堆技术只能在特定的情况下解决某些矿山尾矿堆放问题，暂时还不能取代常规尾矿排放处理方式。但是，随着国家对矿山企业管理的法律和法规的健全和完善，企业不得不有效的解决安全、环保等问题，从而企业要综合、全面考虑和面对尾矿排放的问题。随着时间增加，通过对尾矿干堆处理设备的研究、尾矿干堆技术工艺的进步，尾矿干堆技术将逐渐成为尾矿处理、运行管理的一个选择。通过科技进步降低尾矿处理成本，简化工艺流程及人员操作管理，这是尾矿干堆技术发展要求，只有这样干堆技术才能得到有效推广。

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