矿山建设与尾矿库管理,矿业澳洲微信公众号文章

【矿业澳洲点评】矿山建设规模加大，排弃的尾矿量增多，应采取哪些对策措施呢？在这里，从宏观战略角度来寻求解决尾矿处理的途径。利用地下采空区，作为尾矿的贮存空间中国开矿已走出环境换取资源的轨道，保持生态环境、保证民生已摆在第一位。

《矿山建设与尾矿库管理》

【“十二五”倡导加强矿山发展，尾矿处理是关键】

“十二五”计划为支撑国民经济增长，钢铁工业要快速平稳的发展。2015年钢产量达到8亿吨，生铁产量7.44亿吨，成品矿需要量12亿吨，自给率要努力上升到45%，国产铁矿石年产量将达到16亿吨，见表1。新建矿山以及在建矿山见表2。

为了抵御国际铁矿供应商的垄断，中国还要加快境外铁矿开发的步伐，加大权益进口矿规模，真正实现“走出去”的发展战略，目前发展已进入快车道。中国企业境外开矿项目见表3。加大国产铁矿开发力度，年产量预计将达到16亿吨。“走出去”加快境外铁矿开发步伐，加大权益进口矿规模，努力达到3亿吨以上，进口矿依存率要由70%降到55%，此乃中国建立铁矿资源战略保障体系所急需。

现在中国铁矿资源严重受制于国际供应商，2010年进口铁矿石6.18亿吨，由于价格上涨比2009年多花了300亿美元，折合人民币1950亿元，相当于三峡大坝工程款，300亿美元可以买2艘“华盛顿”级航空母舰，可以买200架F35型战斗机，300亿美元相当于中国钢铁企业利润的2.2倍。实际上中国钢铁企业2010年为国际铁矿石供应商“打工”了，他们铁矿石生产成本20～30美元/吨，售价140～165美元/吨。在这种情况下，我们要下决心大力发展国产铁矿，大力开发境外矿山，“走出去”扩大权益进口矿规模。

但是，国内铁矿和境外铁矿十二五”倡导加强矿山发展，尾矿处理是关键“十二五”计划为支撑国民经济增长，钢铁工业要快速平稳的发展。2015年钢产量达到8亿吨，生铁产量7.44亿吨，成品矿需要量12亿吨，自给率要努力上升到45%，国产铁矿石年产量将达到16亿吨，见表1。新建矿山以及在建矿山见表2。

但是我们也要看到，国内铁矿和境外铁矿成品矿2760万吨，一年排弃的尾矿接近6000万吨；西澳洲鞍钢卡拉拉铁矿年产原矿2000万吨，吨Fe36%，年生产成品矿800万吨，年排弃尾矿1200万吨；利比里亚武钢帮山铁矿年产原矿2500万吨，年产成品矿900万吨，年排弃尾矿1600万吨。这样来看，国外开矿尾矿堆存也是个关键问题。

【从宏观战略角度来寻求解决尾矿处理的途径】

矿山建设规模加大，排弃的尾矿量增多，应采取哪些对策措施呢？

在这里，从宏观战略角度来寻求解决尾矿处理的途径。利用地下采空区，作为尾矿的贮存空间中国开矿已走出环境换取资源的轨道，保持生态环境、保证民生已摆在第一位。如今开矿政府和当地群众都要求地表农田不破坏，河流不改道，村庄不搬家，地下水不受影响，这就要求保护地表不沉陷，为做到这一点，只有用充填法，采空区用尾砂充填，将生产的尾矿送入井下，以采空区作为尾矿的贮存空间，减少地面尾矿的库容，少占土地，是当今处理尾矿的正确决策。河北省司家营南区坑内矿，年产原矿1500万吨。用充填采矿法摒弃崩落法，所产尾矿都送入井下，作为充填料，地面只设置库容很小的周转库。

河北省马城铁矿采用坑内开采，年产原矿2500万吨。用充填采矿法，地面尾矿库库容大大缩小，尾矿压滤后采用干堆，皮带输送至尾矿库，尾矿库占地只有400亩。

马钢霍邱张庄铁矿采用坑内开采，年产500万吨。采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法，年排弃尾矿279万吨，用于井下充填料247.76万吨，年尾矿库入库尾矿只有31.4万吨，折合19.64万立方米，矿山寿命31年，尾矿库库容为630.4万立方米，作为四等库，占地只有75300。

鞍钢西鞍山铁矿，为保持山形，维持“鞍山呈鞍形之山”的形象，地表不允许塌陷变形，设计只得坑内开采采用充填法。该矿年产3000万吨，为世界上第一大型坑内矿，选矿所产尾矿，作为充填料，输送到井下，从而减少了地面负担。

河北钢铁集团常峪铁矿位于河北省滦县，坑内开采采用阶段充填采矿法，年生产原矿260万吨，生产铁精矿76.62万吨，排弃尾矿135.29万吨。尾矿浓缩，浓度45%，送入充填站，与干选后的废石搅拌混合输入井下，输送浓度73%。尾矿加压输送系统，尾矿输送管道设置2条，一条工作一条备用，工作管用D273X14陶钢复合管，备用管用DN250焊接钢管，管道均埋深地下1.5米，根据充填要求，每天有3416.64吨尾矿用于井下充填，剩余683.04吨尾砂需要进行压滤，脱水后干堆。利用报废闭坑的露天采矿场贮存尾矿

马钢南山矿业公司，开发和尚桥铁矿，年产500万吨，又开发高村铁矿，年产1000万吨矿石。高村为超贫磁铁矿，采出品位19%左右，尾矿量大，南山矿业公司现有凹山露天采矿场已生产50多年，即将闭坑，凹山采场就储存和尚桥、高村以及东山露天矿的尾矿，从而减少了地面负担。

【尾矿综合利用，变废为宝】

马钢桃冲铁矿采用坑内开采方式，选矿厂所排弃的尾矿全部输送到当地的水泥厂作为水泥原料加以利用，变废为宝，与水泥厂互利双赢。

武钢乌龙泉石灰石矿，将尾矿制砖，为该矿可持续发展创造了极为有利的条件。该矿年产成品矿200万吨，原设计尾矿库的库容量419.8万立方米，堆积坝高82米，现在尾矿库堆积已满，无库容可利用，急需扩容加高尾矿坝，或另选新库址，而且该尾矿库下部还积压矿石500万吨。该矿决定实施尾矿制砖，年耗尾矿50万立方米，加工标准墙体砖3亿块，实现固体废弃物综合利用，达到“零排放”，使乌龙泉打造成为一座名副其实的绿色矿山。

中国现在年产6000亿块标砖，年耗用黏土10亿立方米，毁坏农田5000万㎡。乌龙泉尾矿制砖后，一者不需再建新的尾矿库，二者对国家来说，还减少了因制砖占用的土地，一举两得。

尾矿综合利用变废为宝，既创造经济效益，又减少了地面尾矿堆存占地，也创造了环境效益和社会效益，是解决尾矿问题的重要举措。对尾矿库管理，不但着眼于国内尾矿库管理，还得“走出去”，加强对国外矿山项目的尾矿管理，这些项目都是中国独资或控股企业。

【国外矿山尾矿处理实例】

重钢吉普森山铁矿位于西澳中西部地区，矿山露天开采，年产原矿2500万吨，采出品位吨Fe40%，选后铁精矿年产1000万吨，每年尾矿排量1500万吨。尾矿采用干堆，过滤后尾矿含水15%，用胶带机输送至尾矿库，此法对水的循环利用有利。

西澳地区年降雨量300毫米，蒸发量1000毫米，水资源珍贵，采用尾矿干堆的方法极为有利。吉普森山铁矿精矿想用管道输送，距海港280千米，由吉尔顿港输出，管道长280千米，但目前该项目还在论证中。

鞍钢卡拉拉铁矿，也在西澳洲中西部地区，露天开采，年产原矿2000万吨，成品矿800万吨，尾矿年产1200万吨，尾矿干堆，与废石堆在一起，尾矿过滤，含水15%，用汽车运到尾矿（或称废石场）。

武钢帮山铁矿位于利比里亚，矿山露天开采，此矿原为德国人经营，是一座停产后恢复生产的矿山，年产原矿2500万吨，精矿产量900万吨，一年排弃尾矿1600万吨，尾矿输送用常规办法，尾矿库的库容量32975万立方米，可使用30年，尾矿库距选矿厂7千米，尾矿输送使用16/14-吨UAH型渣浆泵。

刚果（金）铜钴矿矿山位于非洲刚果（金）科卢韦齐市，年生产规模825万吨，年产铜20万吨，矿山露天开采，原矿含铜3.3%，含钴0.2%，选矿采用浮选工艺流程，年产尾矿量697.95万吨，堆积干容重1.4吨/立方米，矿山寿命19年，库容量需要10714.99万立方米。设计选定千an吨ala尾矿库，库容量1.69亿立方米，有效库容量1.13亿立方米，占地面积123.37万米，坝高50米，初期坝工程量240万立方米。坝长4396米，顶宽4米，初期坝上游设置土工布和砂砾石料组成的反滤层，防止污染，尾矿输送流程见图。

中信泰富SINO铁矿采用露天开采的方式，年产8000万吨原矿，矿石品位吨Fe30%，米Fe20.2%，选矿工艺采用自磨—球磨—磁选工艺，一个系列年处理原矿100万吨，自磨机Ф12190毫米×10970毫米，无齿传动，环形马达型自磨机，功率28000千瓦，自磨给矿粒度0～250毫米，排矿粒度0毫米～0.18毫米，自磨后经第一阶粗磁选甩掉55%的合格尾矿，之后球磨，球磨机Ф7920毫米×13560毫米，功率15600千瓦，球磨给矿粒度0.18～0毫米，排矿粒度0.025毫米，再磁选甩掉15%的合格尾矿，尾矿产率70%左右。

采用尾矿干堆方法，浓度64%，用一条直径Ф1200毫米尾矿管，内衬9.5毫米，衬胶耐磨25年，每年6000万吨输送量输送到8千米外的尾矿库，在尾矿库附近再浓缩到浓度73%，用Ф500管6条（4条工作，2条备用）向尾矿库输送，这是PSI公司承包的工程项目。现在值得研究的是：干堆尾矿向尾矿库输送，其中重钢吉普森山铁矿用胶带机，鞍钢卡拉拉铁矿用汽车输送，中信泰富SINO铁矿通过尾矿管输送，这3种方法条件各异，设计时应该做出方案比较。

在澳洲矿山设计时只搞一个使用期5年的尾矿库，5年后还得另作安排，这在中国是不允许的，况且尾矿库按5年设计，管道衬胶耐磨却能经受25年。尾矿排入尾矿库后，水分蒸发后，若遇龙卷风，会不会“尘土飞扬”?据PSI公司冯满先生介绍，此类尾矿水分挥发，表面形成一层硬壳，见下图。鞍钢卡拉拉铁矿尾矿库还准备了尾矿表面加“固结剂”，防止“风沙迷漫、尘土飞扬”，这些都有待实践来证明。

如今，矿山尾矿处理已经引起矿业界人士的高度重视。为加强管理，目前国家安全监督管理总局已经设立了尾矿处，对尾矿库进行专项管理，相信尾矿库的情况会很快有所改观。

——焦玉书,中国冶金矿山企业协会顾问

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