尾矿干式堆存工艺的研究与实践

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1、尾矿干式堆存工艺的研究与实践摘要 近年来，尾矿库溃坝的事故屡屡发生，给人民群众生命财产造成了重大损失，对环境造成了严重破坏。通过分析研究尾矿干式堆存工艺，阐述了尾矿干式堆存工艺特点，安全可靠性及实际应用状况，为尾矿干式堆存的设计及安全管理提供了相关的技术对策措施。尾矿干式堆存符合安全部门，环保部门提倡尾矿干式堆存的发展要求，在安全上、环保上意义重大。关键词干堆尾矿脱水尾矿浓缩 高浓度膏体   尾矿库是筑坝拦截谷口或围地构成的、用以贮存金属非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。尾矿库的类型通常有山谷型尾矿库、傍山

2、型尾矿库、平地型尾矿库及截河型尾矿库。 近年来随着我国矿业的快速发展，我国尾矿库的数量迅速增加，我国尾矿库的突出特点是数量多，规模小，安全度低，且多数尾矿库下游失事范围内有居民或其他设施。目前，大多数矿山企业尾矿采用湿式直排的方式处理，尾矿属自然沉淀，脱水效率非常低。尾矿库库区内经常贮存大量澄清水及洪水，导致尾矿上方形成尾矿库悬湖，当浸润线从坝坡出露时易形成溃坝风险。为了解决尾矿库安全、环境方面的问题，20世纪60年代由黄金系统从环境保护角度考虑开始进行尾矿干式堆存工艺的研究，目前大力推广尾矿干式堆存，尾矿干式堆存在安全上和环

3、保上意义重大，目前安全部门、环保部门都在提倡尾矿干式堆存，以提高尾矿库的安全性并减小其对环境的影响。一、尾矿干式堆存工艺研究与实践的紧追性   湿式尾矿直排的堆存方式主要有上游式尾矿筑坝法、中线式尾矿筑坝法、下游式尾矿筑坝法。上游式尾矿筑坝法是子坝中心线不断向初期坝上游方向移升，坝体由流动的矿浆水力充填沉积而成；中线式尾矿筑坝法是在初期坝轴线处用旋流分级粗尾砂冲积尾矿的筑坝方式；下游式尾矿筑坝法是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。鉴于上游式尾矿筑坝法具有筑坝工艺简单，管理方便，运营费用较低等突出优点，所以国内

4、外均普遍采用。上游式尾矿筑坝受排矿方式的影响，往往含细粒夹层较多，渗透性能较差，浸润线位置较高，坝体稳定性较差。且尾矿库运行期间库内蓄水，将可能造成溃坝和地下水渗透污染，进而可能危及下游居民和设施的安全，并可能污染地表水。常规尾矿库尾矿上方形成悬湖(见图1)，浸润线从坝坡出露时，形成溃坝风险；分级后的尾矿容易发生液化，进而影响坝体安全；尾矿库一旦溃坝将形成泥石流，破坏性大。图1 常规尾矿库形成的尾矿库悬湖   综上分析可知上游式尾矿筑坝是最省钱的尾矿堆存方法，同时如果安全管理不到位，上游式尾矿筑坝也是最危险的一种堆存方法，尾矿

5、库的安全主要掌握在尾矿库运营单位手里，大型企业配备有尾矿库安全管理机构并配备有专业的安全管理人员，尾矿库的安全性相对较高，小型企业尾矿库安全管理机构设置不完善，安全管理人员专业水平参差不齐，给尾矿库的安全埋下隐患。   我国尾矿库数量之多、库容之大、坝体之高在世界上是少有的，尤其在地震区采用上游法建设高尾矿坝、尾矿坝排渗降水技术、岩溶地区尾矿库建设等方面都处于领先水平。但另一方面，还必须看到我国尾矿库安全形势不容乐观，尾矿库安全事故甚至恶性事故常有发生，给人民生命财产造成了无法弥补的重大损失。   为了更好的解决尾矿库在安全方

6、面及环境保护方面的问题，为尾矿干式堆存的设计及安全管理提供相关的技术对策措施，我们应大力推广尾矿干式堆存工艺。二、尾矿干式堆存的型式   尾矿干式堆存指利用大型板框压滤机，将选矿排出的尾矿浆，进入搅拌槽缓冲后用渣浆泵送到压滤车间，经压滤机充分挤压成为干片状的尾渣饼，浓度达到80%以上，含水量仅有20%左右，用皮带传送机或自卸车运往尾矿干堆场里分层堆放的尾矿堆放方式。   新型尾矿干式堆存指选厂尾矿自流至深锥浓密机进行浓缩脱水，将矿浆浓度由26%-29%提高至62%-65%，然后用泵将浓缩底流矿浆扬送至陶瓷过滤机过滤脱水，所得尾

7、矿干渣含水量13%以下，尾矿干渣采用皮带输送机或自卸车运送至尾矿堆场，采用装载机摊铺、逐层碾压、夯实后覆土，即可恢复植被或复垦。   干式堆存包括两种类型，一种为纯粹的干式堆存：尾矿脱水→脱水后尾矿含水率不超过20%→可用汽车、皮带运输至尾矿库。另一种为膏体排放(高浓度排放)：尾矿浓缩→不完全脱水→尾矿浓度70%以上(类似于送井下充填的尾矿)，膏体尾矿排放是强迫沉降，粗、中、细颗粒一块沉。此处应该注意的是浓度65%以下的尾矿排放至尾矿库后是水力沉积，有一个自然沉降的过程，在重力作用下，粗颗粒先沉，细颗粒后沉，坝前粗，越往里面越

8、细。   目前我国采用干式排尾的尾矿库有332座。   旺世公司红柱石选厂尾矿采用干式堆存工艺，其尾矿的物理特性如表1。表1尾矿物理特性粒径/mm分布率/%堆比重/(t/m3)堆积角/（°）摩擦角/（°）-10-355.511.5433.4423.6-3-0.335.081.