用科技手段综合治理尾矿库

尾矿库尾矿回砂系统

　　湖北三鑫金铜股份有限公司(以下简称“三鑫公司”)位于华夏青铜文化的发祥地——湖北大冶，与举世闻名的铜录山古铜矿遗址毗邻。三鑫公司是以采选金铜为主业，年处理矿石量达100万t，年产黄金近1.4t、矿山铜1.3万t、铁精矿5万t、硫精矿6万t等，除了将近20万t的可利用金属和非金属产品外，其余80多万t的尾砂处理是不容忽视的问题。再加上三鑫公司地处的鄂东南大冶市桃花湖垦区，属于丘陵地带，水系发达，雨量充沛，是典型的地质灾害易发区，对尾矿库的安全也造成了严重威胁。

　　作为中国黄金集团公司旗下的骨干企业，三鑫公司针对尾矿库安全问题，在加强日常综合管理的同时，运用先进的科技手段，研发新材料，引进新工艺，合理利用尾矿，很大程度上缓解了尾矿库的不安全问题，实现了企业与自然的和谐安全稳定发展。

开发井下充填新型胶固料

　　三鑫公司年产80万t尾矿中，有50万t充填至井下采场采空区。

　　过去，三鑫公司采空区充填材料的胶固料为标号325的普通硅酸盐水泥(以下简称“水泥”)，主要存在运输困难，充填成本大，充填质量不稳定等缺点，与尾砂混合后往往使采空区的充填强度达不到要求，矿柱以及厚大矿体的回采率下降，矿石损失率和贫化率上升，造成了严重的资源浪费。更重要的是，地质围岩的稳固度达不到要求，地面塌陷经常发生。

　　2002年，三鑫公司同山东淄博的一家固结材料公司合作，结合周边钢铁企业副产品钢渣丰富的特点，进行新型胶固料的研发，研究出一种适用于胶结充填工艺的新型胶固料。这种新型胶固料利用工业废渣进行生产，物理形态如普通水泥，呈白色粉末状态，主要成分为二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝等，并且无毒无害。

新型胶固料胶结后产品

　　随后，在2003年，三鑫公司对新型胶固料进行了工业试验。充填结果表明，在相同的生产条件下，将新型胶固料和水泥分别按照同样的配比与尾砂混合，充填至采空区，新型胶固料混合后的充填强度是水泥的2倍，也就是说，在充填强度相同的情况下，新型胶固料的用量是水泥的一半。同时，新型胶固料具有强度高、稳定性好以及充填体分层离析不明显等优点，不仅解决了井下采空区塌陷的问题，而且使井下采空区充填的主料——尾砂也得到了充分的利用，尾砂的对外排放量减少了一半以上。2008年，中国黄金协会组织专家对新型胶固料进行评审，工程院院士王淀佐认为，三鑫公司发明和应用的新型胶固料，填补了国内空白，达到了国际先进水平。

　　目前，三鑫公司已经建成了年充填量达30万m3的充填车间，该车间包括1个直径30m的浓密池，4座容积为650m3的尾砂储存仓，2个旋流器、3台尾砂输送泵，1个充填搅拌桶以及4套延伸至井下的充填管路。尾砂充填过程是：先将选厂的尾砂输送至充填车间的浓密池沉淀后，再用尾砂输送泵打至旋流器，进行粗细分级，粗砂打进尾砂储存仓，泥状颗粒则排至尾矿库;被打进尾砂储存仓的尾砂利用自重，流向搅拌桶与新型胶固料按照比例进行混合后，再通过充填管路流向井下采空区进行充填。

　　为了提高尾砂的利用率，三鑫公司正在着手对充填设备进行自动化改造，以充分利用现有的尾砂，最大限度地减轻选厂尾砂外排的压力。

引进尾矿压滤干排技术

　　随着我国矿业的发展，三鑫公司的生产规模逐渐扩大，矿石处理量由当初的800t/d，跃升至当前的3000t/d，随之而来的是尾砂排放量增大的问题。虽然三鑫公司目前的尾矿充填利用率达到近70%，但是尾砂的排放量依然达到每年30万t左右。三鑫公司以往的尾矿库库容已接近饱和，新建尾矿库，则由于安全环保要求极其严格，建设审批程序时间较长，以及资金、征地等复杂因素，“远水解不了近渴”。

　　三鑫公司经过反复考虑，决定引进当前先进的尾矿压滤干堆技术。尾矿压滤干堆技术在黄金矿山中应用较为广泛，但在我国南方有色矿山中的应用几乎是空白。其原理就是通过压滤机将低浓度矿浆实行固液分离，形成含水量12﹪~18%的滤饼，然后选址进行尾矿干堆堆放。

尾矿压滤车间

　　尾矿压滤干堆项目主要有以下优点：一是压滤机属于静态间歇式设备，能耗比连续生产的过滤设备都低;二是压滤机的维护比较简单，操作人员容易学会，不需要像有些复杂的设备必须具有专业的维护人员;三是压滤机脱水性能比真空类要好，有色矿山的尾砂含水量甚至可达到12%以下;四是压滤机的使用寿命长，易损件少，维护成本较低。在做好尾矿排放技术选型后，三鑫公司又积极与当地政府合作，利用滤干的尾砂对城市建设用地进行回填，真正实现尾矿压滤干堆的目的。

　　2010年11月，三鑫公司投资4 000万元建设尾矿压滤车间，2011年5月，尾矿压滤车间正式建成投产。尾矿压滤车间内引进了7台国内最先进的KJZ600-2000-U型节能高效的尾矿压滤机，并与充填车间分级后的泥状尾砂相连接，经砂浆泵打至压滤机压成干饼状，这种尾砂饼的尾砂浓度达到了82%以上，含水率在17%左右，然后经车辆转运到城市建设施工场地，用推土机进行碾压堆放。自此，三鑫公司在湖北省境内的非煤矿山行业建起了首个尾矿压滤项目，杜绝了尾矿直接排放，实现了尾矿的安全环保堆放。

综合治理尾矿库

　　三鑫公司在实现尾矿安全环保排放的同时，加大了对所管辖的大青山尾矿库、冯家山尾矿库等4个尾矿库的综合治理力度。2010年以来，三鑫公司将这4个尾矿库同时列入治理工作的重点，进行有效的综合治理。目前，冯家山尾矿库已经根据专家设计的方案，完成了土质回填，草皮以及树木的栽种，即将进行专家评审。待冯家山尾矿库复垦后，将交由地方管理，使尾矿库的安全隐患彻底得到消除。

井下采场充填效果图

　　三鑫公司由于充填车间尾砂量减少导致井下充填材料缺口较大，而大青山和鲤泥湖尾矿库却存放着以前排放的大量粗颗粒尾砂，这些尾砂可以作为井下充填材料的主要原料。三鑫公司经过研究后决定，在大青山尾矿库和鲤泥湖尾矿库各加装一套尾矿回砂输送系统，将尾矿库存放的尾砂输送至公司的充填系统，进行分级后填充至井下采空区。这套尾矿回砂输送系统主要是通过高压水稀释尾砂形成砂浆，然后将砂浆通过每小时抽砂10m³的砂浆泵，打回至公司的充填车间。这套设备制作简单，操作维护简便，人员配备灵活，可以全天候作业，极大地改变了充填车间尾砂不足的局面，目前该车间每天的充填量稳定在1500m³，保证了三鑫公司采矿、选矿、充填整个生产系统的均衡稳定发展。同时，这2座尾矿库的库容压力得到卸载，大大增强了抵抗风险的能力。

　　大青山尾矿库是三鑫公司最大的尾矿库，对周边地区的安全影响也是最大的。为了保证尾矿库的安全运行，2010年9月，三鑫公司邀请沈阳黄金设计院参与对大青山尾矿库的加固设计。加固设计方案通过湖北省国土资源局和安监局的审查后，由具备承包施工资质的建筑安装公司进行施工作业。随后，施工单位按照设计要求，对尾矿库所在区域进行了详细的地质勘查，查清了主副坝底层的地质情况，进一步了解整个大青山尾矿库周围的地质构造，并对尾矿库进行了科学的监测。同时，施工单位对主副坝进行了宽50m和高30m的土方碾压加固，将主副坝体内侧进行水泥硬化，这项工程目前已经完工。据有关专家预测，大青山尾矿库的安全防灾能力可提升到抵御百年一遇灾害的级别。

　　编辑 郑 君