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贵州省矿山尾矿再选现状分析

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  摘  要:随着有限的矿产资源不断被开采利用,地表浅部覆存条件较好的资源越来越少,而深部的矿产资源开采过程中面临着地质条件复杂、局部区域围岩稳固性较差、开采成本较高等现实技术及经济问题,为此需要探索一些较新的途径,以此来获得各行各业所需的矿产资源,同时减少开采成本、增加安全生产的保障系数。针对以上问题,目前一些矿山正在利用以往选矿排弃的尾砂,通过适量加水液化制浆后,通过渣浆泵送入磨机研磨后再选,从而实现了连续高效利用有限的矿产资源,该类矿产资源综合利用能够在一定程度上节省各类成本,可充分利用以往废弃的资源,因而具有较好的技术开发前景和环境保护作用。
  关键词:尾矿坝稳定性;高浓度浆体;流动性;砂浆液化
  中图分类号:TD926.4       文献标志码:A         文章编号:2095-2945(2019)16-0029-02
  Abstract: As limited mineral resources are continuously exploited, there are fewer and fewer resources with better conditions for shallow deposits on the surface, and deep mining of mineral resources is faced with complex geological conditions, poor rock stability in local areas, and high mining costs. For this purpose, it is necessary to explore some relatively new ways to obtain the mineral resources needed by all walks of life, while reducing the mining costs and increasing the guarantee factor of safe production. In response to the above problems, some mines are currently using tailings that were previously disposed of. After adding water to liquefy pulp, they are sent to grinding machines through slag slurry pumps and then re-selected, thus realizing the continuous and efficient use of limited mineral resources. The comprehensive utilization of this kind of mineral resources can save various kinds of costs to a certain extent, and can make full use of the abandoned resources in the past, so it has a good prospect of technology development and environmental protection.
  Keywords: stability of tailings dam; high concentration slurry; liquidity; slurry liquefaction
  1 概述
   當前,在国内城镇化与工业化的快速发展进程中,各行各业对原材料的需求也在逐渐增加,作为为其它工业产业及基础建设行业提供原材料的矿山企业,其所拥有的矿产资源在近些年来不断地采掘生产中逐渐减少[1-3]。尤其是处于地层浅部的各类矿产资源,由于前期开采较为便捷,生产成本相对较低,因此在矿山企业的前期生产过程中渐渐地被消耗利用,而对于深部地层环境及生产条件较为复杂的情况下,资源的开采难度逐渐增大,如岩层和巷道及硐室的支护、地应力和围岩应力的调节与控制、皮带或轮式设备运输与提升、凿岩爆破等成本均会有所增加,由此较以往浅部开采而付出的额外生产费用就会大幅攀升,影响到企业整体经济效益的维持与增长[4-6]。鉴于上述行业所处的现实境况,现在一些矿山除了进行深部开拓与开采的同时,也在积极探索矿产资源综合利用的其他途径,而尾矿再选属于固废利用的范畴[7-8],将以往工艺技术条件落后时期无法回收的有用矿物,借助现今先进的工艺技术重新提取利用,因而该类方法不失为一种固废资源化处置、清洁生产、循环利用的好途径。
  2 尾矿再选的工业技术特点
   尾矿是各类金属矿山与一些非金属矿山在生产过程中排出的主要固体废弃物,相对于矿山在生产过程中产生的另一类固体废弃物的采掘废石来说,尾矿的堆存与处理存在较大的技术问题[9-11],往往面对着一些有待突破的技术瓶颈,尾矿在尾矿库露天堆存与排放需要一系列极其必要的技术与管理手段,如果管理不善或偶遇极端气候,尾矿库则将面临着较大的次生地质灾害风险考验[12-15],如溃坝塌陷、泥石流、重金属泄漏、环境污染等严重后果。随着有限的矿产资源不断地被消耗殆尽,因此有必要寻求一种能够充分利用有用矿物资源的方法来变废为用,以支撑循环经济的不断发展。
   尾矿作为一种在特殊时期选矿技术还不够先进,限于以往技术、设备、药剂、管理、工艺等条件,无法将矿石中的有用元素和矿物充分回收,一部分有用物质留置于尾矿之中而被排弃于尾矿库露天堆存[16-17]。随着选矿技术的不断发展,以往尾矿之中的部分矿物元素已经能够在低成本、低消耗的情况下被选别开来,从而获得较好的经济效益。由于尾矿在前期生产中已经磨碎,再选时通常只需要将尾矿重新液化泵送入磨,研磨为更细一些的颗粒,以利于有用元素的提取[18-20],此过程较原矿入磨选矿,节省了开采、提升运输、破碎等成本,因此尾矿再选生产成本相对低廉,对于不同种类的矿物,采取相应的技术手段和方法,尽可能多得提取出可以利用的矿物质,以此获得较为可观的经济效益[21-23],从某种程度上可以延长矿山服务年限,解决一段时期劳动力的就业问题。   3 贵州省尾矿再选市场需求与技术条件
   贵州省作为国内的一个资源大省,其地表以下的各类矿藏储量较为可观,如煤炭资源、锰矿资源、金礦资源、磷矿资源、铁矿资源、铝土矿资源等[24],这些都为西南地区乃至全国的经济建设和工业发展贡献着巨大的力量。处于贵州省的一些金属非金属矿山在早期的开采过程中,将尾矿排至尾矿库堆存。随着现代选矿技术的日新月异,一些矿物元素也就能够在经济合理、技术可行的前提下重新获得利用,尤其对于贵州省的磷矿资源,其在省内乃至全国及海外均具有较大的影响力和定价权,如开阳磷矿、瓮福磷矿等大型化工矿山企业[25-27],其资源储量非常可观,企业拥有雄厚的技术力量。当前随着固废资源化处置的呼声不断高涨,这类大型企业也在不断进行这方面的技术研究开发,并且有的技术手段和方法已经取得了良好的效果,得到了推广运用。
   尾矿或废渣再选技术是在矿产资源逐渐枯竭、获得途径难度加大、常规生产成本大幅增加的条件下应运而生的,在采取此类选矿模式时,需要经过一系列的技术与工艺研究,经过大量的实验室试验与现场工业试验,取得合理的效果后才能够在实际生产中推广普及。然而对于不同种类的矿山,其再选条件与技术难度也有所不同,对于金属矿山,再选过程中可以通过将尾矿再次入磨研磨成为更细粒径的颗粒,以便选矿药剂及工艺程序能够发挥更好的作用,大幅度地提高再选回收率。对于其它一些金属矿山,尾矿再选可以通过酸浸的方式进行提取。作为贵州省磷矿主要固体废弃物的磷矿渣,其大量的排放常常困扰着企业生产与管理,因此此方面的研究也较多,一些成果起到了较好消耗磷矿渣和提取磷资源的作用。
  4 结束语
   随着工业技术的不断进步,以往粗放型的生产模式必将被集约型生产模式所取代,在此过程中将会历经较多的技术困难和关键技术革新,突破尾矿再选技术难题已经成为一些矿山企业管理者必须面临的现实问题,尾矿再选的本质为固体废弃物资源化利用,此项工作与国家所提倡的生态环境保护、可持续发展战略、清洁低能耗生产契合度很高,如何使尾矿再选成为一项经济环保的技术工艺,需要进行许多这方面的技术研究。不难预计在将来很长一段时期内,尾矿再选将会在资源采掘业中扮演重要角色,随着各类矿产资源的逐渐枯竭与国家对生态环境保护的大力推进,尾矿再选将以其低成本、高回收率的姿态展现于矿山开采的行业舞台,因此该项工作任务具有较为重要的现实意义,同时也具有较为广阔的发展前景。
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