陳強(qiáng)

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(yán)峻，新建尾礦庫實(shí)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(xì)粒級(jí)尾砂井下充填，粗粒級(jí)尾砂脫水外銷，實(shí)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(shí)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(dòng)能轉(zhuǎn)換;新路徑

一、項(xiàng)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(xì)粒級(jí)尾砂充填至井下采場，滿足井下采礦要求，粗粒級(jí)尾砂經(jīng)處理后外銷，實(shí)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(xiàng)目開展必要性

1.山東黃金集團(tuán)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(shí)停產(chǎn)的可能。

2.安全環(huán)保形勢越來越嚴(yán)峻，尾礦庫又作為重大危險(xiǎn)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(shí)現(xiàn)很大價(jià)值，目前，建材等行業(yè)砂石需求量大，粗粒級(jí)尾砂脫水外銷滿足市場需求，可創(chuàng)造較高經(jīng)濟(jì)效益，提高尾砂綜合利用進(jìn)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(yán)重，致使大量膠凝材料流失增加成本，且井下排水排泥費(fèi)用增加;分級(jí)尾砂沉縮率大，采場難以接頂，單個(gè)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(xì)粒級(jí)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(shí)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(xiàng)目意義

1.細(xì)粒級(jí)尾砂井下充填，粗粒級(jí)尾砂脫水外銷，實(shí)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(jìn)行升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)細(xì)粒級(jí)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(jì)效益，提升礦山社會(huì)效應(yīng)。

四、實(shí)驗(yàn)研究

1.尾砂基本性質(zhì)

（1）采用水篩篩分法分析溢流細(xì)尾砂粒級(jí)組成，溢流尾砂-400目含量約80%，屬于超細(xì)粒級(jí)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(xì)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(yàn)

選用三種不同陰離子絮凝劑進(jìn)行細(xì)粒級(jí)尾砂絮凝沉降試驗(yàn)，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(dòng)態(tài)濃密試驗(yàn)

利用動(dòng)態(tài)濃密實(shí)驗(yàn)裝置開展細(xì)粒級(jí)尾砂濃密試驗(yàn)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(yàn)

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

根據(jù)井下采礦生產(chǎn)要求，經(jīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，當(dāng)充填料漿質(zhì)量濃度62%時(shí)，采用灰砂比1：6充填膠結(jié)面，7d強(qiáng)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(jìn)采礦方法和提升礦石兩率指標(biāo)。

3.充填料漿L管試驗(yàn)

充填料漿L管試驗(yàn)用于測試細(xì)粒級(jí)尾砂高濃度充填自流倍線，通過試驗(yàn)測試發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量濃度62%，灰砂比1：6時(shí)的充填料漿流動(dòng)性良好，自流倍線為7以下時(shí)可實(shí)現(xiàn)自流輸送。

4.成本分析

該項(xiàng)目投資約650萬元，主要包括新型無動(dòng)力高效濃密機(jī)改造、購置干排系統(tǒng)一體機(jī)、充填料漿兩級(jí)攪拌設(shè)備、充填自動(dòng)化系統(tǒng)、干排廠房建設(shè)等，其中系統(tǒng)設(shè)備購置費(fèi)和設(shè)施改造費(fèi)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(jìn)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(qiáng)度膠面比例為71.5%，采用細(xì)粒級(jí)尾砂高濃度充填替代現(xiàn)有分級(jí)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(hù)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(jì)、資源、安全、環(huán)保和社會(huì)效益。

五、效益分析

1.經(jīng)濟(jì)效益方面：該項(xiàng)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(fèi)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(fèi)用減少、兩率指標(biāo)降低、尾礦排放費(fèi)用節(jié)約，每年將創(chuàng)造效益至少1400萬元以上;同時(shí)不必重新征地建立新尾礦庫，此項(xiàng)節(jié)省費(fèi)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(shí)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(huì)效益：實(shí)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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