充填開采能解尾砂難題嗎?
目前,我國礦山開采中尾砂產(chǎn)生量巨大,帶來一系列環(huán)境安全隱患。而選礦企業(yè)在使用傳統(tǒng)開采模式進行尾砂處理過程中還面臨諸多現(xiàn)實難題。如何客觀認(rèn)識我國尾砂處理現(xiàn)狀?目前尾砂處理技術(shù)水平已達到什么程度?需要采取哪些措施才能真正消除尾砂帶來的環(huán)境安全隱患?記者就此采訪了從事礦山工程設(shè)計、研究近30年的中國鋁業(yè)公司首席工程師劉福春。
記者:我國尾砂產(chǎn)生量如何?目前尾砂處理工藝有哪些?技術(shù)水平已達什么程度?
劉福春:我國是礦業(yè)大國,礦產(chǎn)資源豐富,全國約有各類礦山企業(yè)16.5萬座。據(jù)不完全統(tǒng)計,每年尾砂排放量高達15億噸以上,如何妥善處理如此巨大的尾砂量一直是礦業(yè)界急需解決的難題。
目前,尾砂處理方式分為兩類,一種是采用地面尾礦庫堆存,將選礦廠產(chǎn)生的尾砂經(jīng)濃密或壓濾后輸送至尾礦庫堆存,尾砂堆存分為干堆或濕堆兩種方式;另一種是用于井下采空區(qū)充填,將濃縮后的選廠尾砂直接或與膠凝材料混合攪拌形成的充填料漿輸送至井下回填采空區(qū),充填料漿輸送方式有自流或泵送兩種。近年來,國內(nèi)尾砂處置主要采用井下充填為主、尾礦庫堆存為輔的處理方式。
當(dāng)前,尾礦庫堆存的尾砂處理工藝已由堆存低濃度尾砂逐步向堆存高濃度尾砂或尾砂壓濾干堆技術(shù)發(fā)展;井下采空區(qū)回填的尾砂處理工藝也由低濃度分級尾砂充填逐步向全尾砂高濃度充填技術(shù)發(fā)展。
由于尾砂壓濾干堆、尾砂高濃度排放及全尾砂高濃度充填技術(shù)等新型尾砂處理工藝具有環(huán)保、安全、經(jīng)濟的特點,已成為尾砂處理的發(fā)展趨勢。
近年來,我國在全尾砂高濃度充填技術(shù)研究方面加大了研發(fā)力度,針對不同礦山尾砂開展了個性化充填技術(shù)和工藝的研究,形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全尾砂高濃度充填設(shè)備。研究開發(fā)的深錐膏體濃密機、充填工業(yè)泵、高濃度強力攪拌桶、管路控制閥組等核心部件,也已達到國際領(lǐng)先水平。
如飛翼股份有限公司研制的深錐膏體濃密機,在實際應(yīng)用中底流濃度可達70%以上,溢流水清澈,含固率<200ppm,符合國家工業(yè)廢水的直排標(biāo)準(zhǔn);充填工業(yè)泵輸送料漿濃度最高達85%,輸送距離近3000m。
記者:實現(xiàn)礦山充填開采消除尾砂帶來的環(huán)境安全隱患主要在哪些方面?
劉福春:礦山尾砂的環(huán)境安全隱患主要來自兩方面,一是尾砂中的重金屬離子和懸浮物可能造成礦區(qū)地下水、地表水水質(zhì)污染;其次是尾礦庫堆存的尾砂可能潰壩,形成泥石流對礦區(qū)周邊環(huán)境造成危害。
實現(xiàn)礦山充填開采消除尾砂帶來的環(huán)境安全隱患,關(guān)鍵在于開展全尾砂高濃度膠結(jié)充填技術(shù)的研究與應(yīng)用。
首先,應(yīng)研究全尾砂中易溶于水的重金屬離子及降解其重金屬離子的添加劑,降低全尾砂充填料漿的毒害性。
其次,研究充填料漿的配比及高濃度充填料漿輸送工藝,提高充填料漿濃度和凝固速度,使充填采空區(qū)的全尾砂料漿基本不泌水、不離析,使全尾砂中重金屬離子以固態(tài)形式凝結(jié)在充填體中,具有不遷移的特性。
第三,研究全尾砂的沉降特性及尾砂絮凝劑配比,使深錐濃密機濃縮后溢流水含固率在200ppm以下,供選廠回水,實現(xiàn)廢水循環(huán)使用。
第四,全尾砂高濃度膠結(jié)充填的應(yīng)用,一方面減少地面尾礦庫的堆存量,可有效降低尾礦庫潰壩的危害,另一方面回填采空區(qū),可避免采空區(qū)引起地表塌陷的危害。
記者:礦山充填開采的技術(shù)路線需要注意哪些問題?可以采用哪些措施?
劉福春:礦山充填開采需要注意的問題主要有三點:
一是尾砂高濃度濃密技術(shù)。目前普通濃密設(shè)備溢流水跑渾現(xiàn)象嚴(yán)重,底流濃度低且不穩(wěn)定,國內(nèi)已成功研制應(yīng)用深錐膏體濃密機,溢流水清澈,底流濃度高且穩(wěn)定,為高濃度充填奠定了基礎(chǔ)。
二是高濃度泵送充填技術(shù)。充填工業(yè)泵作為礦山充填的核心設(shè)備,其泵送性能已經(jīng)在很多礦山得到驗證,不僅輸送距離遠,泵送量大,而且使用壽命長、操作維護簡便。
三是需加快新技術(shù)的推廣應(yīng)用,F(xiàn)在礦山行業(yè)處于低谷期,礦山充填開采的應(yīng)用普及緩慢,需要國家和地方政府出臺相應(yīng)的優(yōu)惠政策,鼓勵礦山采用高濃度充填開采新技術(shù)來處理尾砂。
記者手記
國產(chǎn)治理技術(shù)還缺施展空間
◆蔣朝暉
當(dāng)前,我國推進綠色礦山建設(shè)的步伐不斷加快,支撐環(huán)保、安全、高效的關(guān)鍵技術(shù)日益成熟,通過充填開采有效處置尾礦,正逐步得到越來越多采選企業(yè)的認(rèn)同。
在我國礦業(yè)經(jīng)濟下行壓力較大的情況下,云南保山飛龍公司和金沙因民公司依然投入較大資金,采用飛翼股份的全尾砂高濃度膠結(jié)充填技術(shù)及成套裝備,解決尾礦排放問題,消除環(huán)境安全隱患。這體現(xiàn)了企業(yè)積極履行社會責(zé)任,也是企業(yè)走可持續(xù)發(fā)展道路,實現(xiàn)經(jīng)濟效益、環(huán)境效益同步提升的必然選擇。
長期以來,我國充填開采技術(shù)及設(shè)備的研制與應(yīng)用和發(fā)達國家相比明顯滯后,但奮起直追取得重大突破的后發(fā)優(yōu)勢,無疑給發(fā)展綠色礦業(yè)提供了有力支撐。
目前的實踐表明,飛翼股份提供的全尾砂高濃度膠結(jié)充填技術(shù)和成套裝備已達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。充填技術(shù)設(shè)備全部國產(chǎn)化,不僅降低過去關(guān)鍵設(shè)備對國外技術(shù)的依賴性,增強系統(tǒng)協(xié)調(diào)性,還在減少企業(yè)設(shè)施設(shè)備投資和運維成本上取得明顯效果。
值得注意的是,近年來,盡管我國已有一部分礦山企業(yè)采用了充填開采技術(shù),但國產(chǎn)高性能充填成套裝備的推廣應(yīng)用卻步履蹣跚。在云南省的眾多采選企業(yè)中,目前僅有保山飛龍公司和金沙因民公司采用這項技術(shù)設(shè)備,并建成投運全尾砂高濃度膠結(jié)充填站。在這過程中,這兩家企業(yè)都走了不少彎路。這與相關(guān)治理技術(shù)信息發(fā)布不暢、相關(guān)部門和單位向市場推廣力度不夠有一定關(guān)聯(lián)。
當(dāng)前,在著力綠色發(fā)展推進生態(tài)文明建設(shè)的大背景下,如何讓國產(chǎn)好技術(shù)、好設(shè)備早日轉(zhuǎn)化為消除環(huán)境安全隱患的戰(zhàn)斗力,應(yīng)引起各方關(guān)注和重視。

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