陳強

摘? ? 要：隨著礦山開采規(guī)模不斷增大，造成現(xiàn)有尾礦庫庫容不足，隨著安全環(huán)保形勢越來越嚴峻，新建尾礦庫實施更是難上加難，尾礦排放成為制約礦山發(fā)展的“卡脖子”問題。因此尾礦綜合利用，打造無尾礦山的綠色生產(chǎn)建設(shè)方案----通過細粒級尾砂井下充填，粗粒級尾砂脫水外銷，實現(xiàn)尾砂“零排放”，很好解決礦山發(fā)展的“卡脖子”問題，真正實現(xiàn)了“變廢為寶”、互利雙贏。

關(guān)鍵詞：無尾礦山;建設(shè)發(fā)展;瓶頸;新舊動能轉(zhuǎn)換;新路徑

一、項目由來

目前我國礦山行業(yè)礦石綜合利用率很低，原礦在經(jīng)過破碎、磨礦、浮選等作業(yè)之后，將其一種或多種精礦產(chǎn)品選出后，其余以礦漿狀態(tài)排出，但礦山尾礦庫庫容緊張，尾砂排放直接影響礦山長久生產(chǎn)接續(xù)，成為制約礦山發(fā)展的“卡脖子”問題，亟需解決，需要研發(fā)滿足深部開采的充填新技術(shù)，借助新型膠凝材料，將細粒級尾砂充填至井下采場，滿足井下采礦要求，粗粒級尾砂經(jīng)處理后外銷，實現(xiàn)無尾排放和降本增效的目的，緩解礦山尾礦庫庫容緊張的局面。

二、項目開展必要性

1.山東黃金集團鑫匯金礦原尾礦庫庫容緊張，新尾礦庫需占用大量農(nóng)林用地，選址及審批困難，生產(chǎn)過程產(chǎn)生的尾礦無處排放，面臨隨時停產(chǎn)的可能。

2.安全環(huán)保形勢越來越嚴峻，尾礦庫又作為重大危險源，尤其在雨季容易引起潰壩坍塌等事故，且存在一定污染。

3.尾礦用途廣泛，除充填外，在建筑行業(yè)等領(lǐng)域可實現(xiàn)很大價值，目前，建材等行業(yè)砂石需求量大，粗粒級尾砂脫水外銷滿足市場需求，可創(chuàng)造較高經(jīng)濟效益，提高尾砂綜合利用進一步將企業(yè)降本降本增效工作推上新高度。

4.立式砂倉連續(xù)造漿質(zhì)量不穩(wěn)定，自流充填料漿濃度低，充填至采場后充填體離析、分層、泌水嚴重，致使大量膠凝材料流失增加成本，且井下排水排泥費用增加;分級尾砂沉縮率大，采場難以接頂，單個采場需要多次充填，增加工作量和作業(yè)成本。高濃度充填技術(shù)發(fā)展迅速，適合細粒級尾砂的新型膠凝材料已成功在黃金礦山應(yīng)用，高濃度充填可實現(xiàn)不離析、不分層、基本不泌水，降低充填成本，改善井下文明生產(chǎn)環(huán)境。

三、項目意義

1.細粒級尾砂井下充填，粗粒級尾砂脫水外銷，實現(xiàn)尾砂零排放，建設(shè)無尾礦山，為黃金行業(yè)尾砂綜合利用開辟新途徑。

2.利用現(xiàn)有立式砂倉進行升級改造，實現(xiàn)細粒級尾砂絮凝沉降，制備高濃度充填料漿井下充填，為立式砂倉的再利用提供一種合理有效的技術(shù)途徑。

3.增加礦山經(jīng)濟效益，提升礦山社會效應(yīng)。

四、實驗研究

1.尾砂基本性質(zhì)

（1）采用水篩篩分法分析溢流細尾砂粒級組成，溢流尾砂-400目含量約80%，屬于超細粒級尾砂，較難沉降和凝固。

（2）尾砂密度分析

采用比重瓶法測量溢流細尾砂真密度，多次測量取平均值為2.58t/m?。

（3）尾砂絮凝沉降試驗

選用三種不同陰離子絮凝劑進行細粒級尾砂絮凝沉降試驗，以確定最佳絮凝劑類型、最佳礦漿稀釋濃度和最佳絮凝劑添加量。確定最佳絮凝劑類型：陰離子型絮凝劑XS;最佳礦漿稀釋濃度：6%;最佳絮凝劑添加量：40g/t。

（4）尾砂動態(tài)濃密試驗

利用動態(tài)濃密實驗裝置開展細粒級尾砂濃密試驗確定立式砂倉單位面積最佳處理量和溢流水含固量。確定最佳處理量：0.35 t/㎡·h;溢流水含固量：250ppm;底流濃度：62%±2%。

2.充填料漿配比試驗

結(jié)合生產(chǎn)需求，開展充填料漿配比試驗，測定了不同配比充填料漿流動性和充填體單軸抗壓強度，為充填系統(tǒng)方案設(shè)計提供依據(jù)。

根據(jù)井下采礦生產(chǎn)要求，經(jīng)對比實驗，當充填料漿質(zhì)量濃度62%時，采用灰砂比1：6充填膠結(jié)面，7d強度1.641MPa，完全滿足現(xiàn)有采礦需求，尤其是隨著采深逐漸增加，高濃度充填體整體性好的特性有利于改進采礦方法和提升礦石兩率指標。

3.充填料漿L管試驗

充填料漿L管試驗用于測試細粒級尾砂高濃度充填自流倍線，通過試驗測試發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量濃度62%，灰砂比1：6時的充填料漿流動性良好，自流倍線為7以下時可實現(xiàn)自流輸送。

4.成本分析

該項目投資約650萬元，主要包括新型無動力高效濃密機改造、購置干排系統(tǒng)一體機、充填料漿兩級攪拌設(shè)備、充填自動化系統(tǒng)、干排廠房建設(shè)等，其中系統(tǒng)設(shè)備購置費和設(shè)施改造費用350萬元，廠房建設(shè)250萬元，輔助設(shè)施50萬元。

井下主要是上向進路充填法采礦，礦房規(guī)格多為3m×3.5m×30m，頂?shù)撞磕z面充填比例28.5%，非高強度膠面比例為71.5%，采用細粒級尾砂高濃度充填替代現(xiàn)有分級尾砂自流充填，充填原材料成本由16.78元/t增加至18.44元/t，每噸礦石充填原材料成本增加1.66元。

尾礦綜合利用是將尾礦變廢為寶，化害為利，走出一條資源開發(fā)與環(huán)境保護協(xié)調(diào)的礦業(yè)發(fā)展道路，解決了環(huán)境污染和尾礦庫庫容緊張等問題，具有巨大經(jīng)濟、資源、安全、環(huán)保和社會效益。

五、效益分析

1.經(jīng)濟效益方面：該項目建成后，避免尾礦作為一般固廢需要繳納的15元/t的排放費用;充填直接成本與原來水砂充填基本持平，而粗尾砂外銷創(chuàng)效、排水排泥費用減少、兩率指標降低、尾礦排放費用節(jié)約，每年將創(chuàng)造效益至少1400萬元以上;同時不必重新征地建立新尾礦庫，此項節(jié)省費用巨大，甚至不可估量。

2.安全環(huán)保效益：高濃度充填提高采礦安全，改善井下文明生產(chǎn);同時減少尾礦庫數(shù)量就可以減少尾礦庫事故發(fā)生數(shù)量，避免潰壩、漫頂?shù)纫鸢踩碍h(huán)保事故。

3.社會效益：實現(xiàn)無尾礦山建設(shè)，保障礦山可持續(xù)發(fā)展;高濃度充填提高采礦安全，改善井下文明生產(chǎn)，杜絕尾礦排放引起的地表生態(tài)環(huán)境問題;降低損貧兩率，最大限度回采礦產(chǎn)資源，提高資源回采率，延長礦山服務(wù)年限。

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