膏体尾矿堆存技术

膏体尾矿具有固体浓度大、不离析、高黏度、渗透率低等特点,尾矿膏体堆存的优势主要包括以下几个部分^[64,65] :1基建投资与常规浆体尾矿堆存相似,设备投资增加,但大大减少了管理和日常维护费用,占地面积小,对整体投资有利;2尾矿浓度高(65%~75%)、矿浆体积小、回水利用率高、水耗和电耗降低、减少了选矿药剂的消耗从而减轻了水污染;3不需要建常规尾矿坝,库址的选择灵活(塌陷坑、低洼地、缓坡地等),减少了筑坝工程量和输送投资;4能够实现运营和复垦同步进行,尾矿排放滩面很快能稳定,易于机械和人员上坝作业,可以更快地恢复尾矿库植被,复垦投资小,闭库成本低;5改善了环境,减少了溃坝和尾矿水渗透的危险,提高了安全性;6膏体尾矿采用管道输送,较为灵活,容易管理,生产成本低。

近年来在膏体尾矿的排放方式、环保措施等方面开展了一些研究工作,我国也出现了膏体尾矿堆存的一些实际矿山。

在膏体尾矿排放方式方面,巴润矿业分公司^[66] 针对尾矿膏体堆存在冬季运行过程中因尾矿流动性好而冲刷取水设施、尾矿滩面在冬春季节交替时易出现扰动现象等问题,提出采用多点排放措施,使得自生产运行以来凸显的冬季矿浆流动无法控制问题得到了解决,为库区取水设施的保护及尾矿库库容的合理利用提供了有力保障。同时,多点排放形成的良好矿浆滩面以逐层覆盖的形式将冬季即将风化的滩面表层均匀覆盖,彻底解决了冬季排放时的风化扰动。

在环保措施方面,巴润矿业分公司针对其膏体堆放尾矿库因冬春季节较为干燥,温度低,矿浆排出后表面会形成冻结层,在风力作用下表面尾矿颗粒易在库区一定区域内产生扬尘,通过采取多点排放及尾矿粒度控制等措施,使问题得到了有效解决^[67] 。

在膏体堆存尾矿库方面,巴润矿业分公司膏体尾矿堆场共排放尾矿约2 600万t,在场内形成了一定的堆积厚度。为了准确了解尾矿地面堆放的效果,分别从沉积尾矿的固结程度、渗透性、颗粒组成与分布、沉积坡度等方面对该尾矿库的运行情况进行了测试,结果表明:膏体尾矿矿浆在排放过程及流动过程中基本不存在颗粒分级的现象;沉积尾矿为低-中等压缩性,尾矿排放沉积后,固结效果良好,有利于堆积体稳定;膏体尾矿沉积后渗透性很小;膏体排放沉积尾矿的坡度约为2.1%,该坡度并未随着距尾矿排放处距离的大小而发生较大变化^[68] 。

另外,紫金矿业集团紫金山金铜矿、山东黄金集团等一些企业也纷纷采用尾矿膏体堆存技术,因此,随着对环境保护要求的不断提高,我国进行尾矿膏体堆存的企业会越来越多。尾矿膏体堆存的关键是尾矿膏体浓缩设备。但目前尾矿膏体浓缩设备大部分购自美国、芬兰、德国等国家,价格昂贵。因此,研制效果较好、具有自主知识产权的膏体浓缩机是今后我国尾矿膏体堆存技术的主要发展方向。