吳秀儀，林玉明，徐 超，王長(zhǎng)友

(四川省川威集團(tuán)有限公司，四川 成都 610095)

1 引言

礦山循環(huán)經(jīng)濟(jì)是以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心，以低消耗、低排放、高效率為原則，實(shí)現(xiàn)礦山的可持續(xù)發(fā)展，是對(duì)“大量生產(chǎn)、大量消耗、大量廢棄”的傳統(tǒng)增長(zhǎng)模式的根本變革[1－2]。

為進(jìn)一步提高礦山開發(fā)的技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)礦山可持續(xù)發(fā)展，礦業(yè)公司近幾年已從礦山開采、選礦工藝、尾礦處理的礦山開發(fā)系統(tǒng)流程進(jìn)行研究，開展多項(xiàng)科技攻關(guān)、技改項(xiàng)目，在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)礦山可持續(xù)發(fā)展取得良好的經(jīng)濟(jì)效果[3－4]。

2 打造礦山超貧釩鈦磁鐵礦高效回采、節(jié)約資源示范工程

2.1 行業(yè)開采標(biāo)準(zhǔn)

按照行業(yè)規(guī)定，釩鈦磁鐵礦的工業(yè)品位≥20%，20%以下的礦石屬于表外礦。對(duì)表外礦，礦山過去基本采取排土場(chǎng)堆存或棄采，基本未予利用，造成資源浪費(fèi)。例如:攀枝花地區(qū)大部分礦山企業(yè)僅開采品位在20%以上的礦石。

2.2 公司礦山開采標(biāo)準(zhǔn)

通過生產(chǎn)勘探預(yù)測(cè)，公司礦山尚有超貧釩鈦磁鐵礦 1551萬 t，平均品位僅為 TFe17.76%、TiO27.6%。為了充分利用該部分資源，提高資源利用水平，公司技術(shù)人員科技攻關(guān)，優(yōu)化采剝方案，通過貧富兼采、改進(jìn)選礦工藝等對(duì)礦區(qū)1551萬t超貧資源進(jìn)行綜合利用。

2.3 效益評(píng)價(jià)

(1)降低精礦成本

公司采取貧富兼采的辦法，對(duì)品位在15－20%的低品位礦與高品位礦共同開采，使得出礦綜合品位由21.59%降為21.09%，剝采比從2.35 降為1.82，選比由4.6 升至4.89。

因入選品位下降，噸精礦選比升高，導(dǎo)致洗選加工費(fèi)增加8.7元/t，多消耗原礦增加成本18.47元/t;但剝采比降低，噸精礦降低成本62.2元/t。從而使每噸精礦成本下降35.03元/t。

按年產(chǎn)精礦產(chǎn)量110萬 t，每年可降低成本3853萬元;同時(shí)延長(zhǎng)白草礦山2.9年的服務(wù)年限。

(2)項(xiàng)目實(shí)施后，公司在超貧釩鈦磁鐵礦的開采利用方面走在行業(yè)前列，同時(shí)獲得政府1000萬元的獎(jiǎng)勵(lì)基金。

3 選廠干式拋尾渣再回收利用，實(shí)現(xiàn)礦石資源利用的最大化

3.1 項(xiàng)目背景

礦山在并購(gòu)前，選廠入選品位定位在23%以上，而對(duì)于低于23%的原礦全部進(jìn)行拋尾，丟棄在排土場(chǎng)。礦山并購(gòu)后公司技術(shù)人員取樣分析，發(fā)現(xiàn)原選廠拋尾礦TFe13.5%?？萍既藛T提出了對(duì)原選廠丟棄的拋尾礦進(jìn)行再造的項(xiàng)目。

3.2 拋尾渣再選技術(shù)工藝指標(biāo)

干式磁選生產(chǎn)線的主要生產(chǎn)工藝指標(biāo):拋尾礦原料品位TFe13.5%，產(chǎn)出磁性粉礦TFe20%，磁性粉礦含磁性鐵 MFe10.4～13.6%。

產(chǎn)能分析:生產(chǎn)線處理能力200t/h，作業(yè)率83%，日處理4000t，生產(chǎn)磁性粉礦1261t/天，考慮雨季等影響因素，預(yù)計(jì)磁性粉礦產(chǎn)量31萬t/年。

3.3 效益評(píng)價(jià)

在不增加采剝量、采剝費(fèi)用的情況，多產(chǎn)鐵精礦6.9萬t/年，從而降低原礦采剝的分?jǐn)傎M(fèi)用;降低管理、折舊等分?jǐn)傎M(fèi)用;同時(shí)因粉礦的可選性較好，選比降為4.5(原礦的選比為4.88)，從而降低選礦成本。拋尾渣再選項(xiàng)目已投產(chǎn)，預(yù)計(jì)可創(chuàng)效1200萬元/年以上。

項(xiàng)目實(shí)施后其它效益分析:

由于對(duì)拋尾礦回收，其回收量約31.5%，故減少拋尾廢石堆置量約1/3，對(duì)堆場(chǎng)的安全有利;在不增加采剝量的情況，可多產(chǎn)鐵精礦，延長(zhǎng)礦山選廠服務(wù)年限。

3.4 項(xiàng)目推廣應(yīng)用

根據(jù)拋尾渣再選利用的工藝技術(shù)，技術(shù)人員正在公司其它選廠積極推廣該技術(shù)。目前該拋尾礦再利用項(xiàng)目正在進(jìn)行設(shè)備的安裝工作，項(xiàng)目投產(chǎn)后預(yù)計(jì)年效益1200萬元以上。

4 綠色開采－尾砂充填技術(shù)

4.1 技術(shù)背景

公司另一井下開采的礦山因歷史原因，選廠無尾礦庫(kù)，當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門已就礦山尾砂排放問題提出整改意見。為使礦山實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，尾砂排放問題急需解決。

制約礦山2014年安全生產(chǎn)的另一重大影響因素為干式拋尾渣的處理。目前拋尾渣堆場(chǎng)已出現(xiàn)多條裂縫、剩余堆放空間不多的情況。如不及時(shí)解除，14年將出現(xiàn):雨季期間堆場(chǎng)將存在較大安全隱患。

4.2 尾砂充填的必要性

在當(dāng)前安全環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的形勢(shì)，根據(jù)阿壩礦山實(shí)際情況，對(duì)礦山尾礦排放、拋尾渣堆放問題的解決措施為:拋尾渣+小型尾礦庫(kù)。采用該方案主要由以下因素決定:

(1)行業(yè)政策要求。安監(jiān)總管[2012]32號(hào):“新建金屬非金屬地下礦山必須對(duì)能否采用充填采礦法進(jìn)行論證并優(yōu)先推行充填采礦法”。尾砂充填技術(shù)將是地下開采開采的一種發(fā)展趨勢(shì)，其優(yōu)勢(shì)在于:利用尾砂、廢石、水泥等物料將井下采空區(qū)回填，可解決尾礦、拋尾渣的排放問題，消除尾礦庫(kù)、堆渣場(chǎng)的安全隱患，減少對(duì)土地的占用;同時(shí)解決或緩解采空區(qū)塌陷，從而避免或減緩地表塌陷而誘發(fā)地表的地質(zhì)災(zāi)害[3]。

(2)礦山環(huán)保要求。當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門已對(duì)選廠尾砂排放提出質(zhì)疑，如不及時(shí)解決，尾砂排放問題將制約礦山正常生產(chǎn)。

(3)礦山安全生產(chǎn)要求。公司礦山2008年“5.12大地震”、2013年“7.10泥石流”影響，礦區(qū)范圍內(nèi)出現(xiàn)多處地質(zhì)災(zāi)害隱患區(qū)。為保證礦山安全生產(chǎn)，一方面需對(duì)地質(zhì)災(zāi)害隱患區(qū)進(jìn)行治理，另一方面需盡量減小井下開采對(duì)地表的影響。

尾砂充填井下采空區(qū)可預(yù)防或緩解采空區(qū)塌陷，從而避免或減緩因地表塌陷而誘發(fā)地表的地質(zhì)災(zāi)害。因此尾砂充填技術(shù)一定程度上可緩解礦山地災(zāi)頻發(fā)的安全隱患[5－7]。

4.3 拋尾渣堆放+尾礦排放+地災(zāi)預(yù)防的技術(shù)方案

根據(jù)充填技術(shù)，結(jié)合礦山實(shí)際情況，公司技術(shù)人員對(duì)拋尾渣堆放、尾礦排放問題的技術(shù)措施提出三種方案:

(1)建設(shè)二等尾礦庫(kù);

(2)尾砂充填+小型尾礦庫(kù);

(3)尾砂充填+現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)。

通過對(duì)初期投資、運(yùn)行成本、經(jīng)濟(jì)效益，礦山安全環(huán)保、建設(shè)工期對(duì)礦山安全環(huán)保影響等綜合考慮，建議采用方案二:尾砂充填+小型尾礦庫(kù)來解決阿壩拋尾渣堆放、尾礦排放問題。

該方案的優(yōu)勢(shì):

(1)確保尾礦庫(kù)建設(shè)期間選廠正常生產(chǎn);

尾砂充填系統(tǒng)建設(shè)期短(6個(gè)月)，建成運(yùn)行后，井下現(xiàn)有采空區(qū)及新出現(xiàn)的采空區(qū)，可解決2014年至2016年期間的拋尾渣+尾礦;待尾礦庫(kù)建成后，拋尾渣+尾礦將實(shí)現(xiàn)部分充填、部分尾礦庫(kù)排放，實(shí)現(xiàn)礦山可持續(xù)發(fā)展;有效避免因單純建設(shè)尾礦庫(kù)工期長(zhǎng)達(dá)3年而影響尾礦排放，從而制約選廠生產(chǎn);

(2)項(xiàng)目審批程序簡(jiǎn)單，總投資比建設(shè)二等尾礦庫(kù)低;可提高資源回收率，可降低生產(chǎn)成本;

(3)可緩解礦山地表地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生頻率，而且符合行業(yè)政策要求;

(4)可解決礦山2014年、2015年及后續(xù)拋尾渣無處堆放的制約礦山安全生產(chǎn)的隱患，而單存尾礦庫(kù)不能解決拋尾渣堆放問題。

5 結(jié)論與展望

5.1 結(jié)論

為實(shí)現(xiàn)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)礦山可持續(xù)發(fā)展，礦業(yè)公司近今年已對(duì)礦山開采、選礦工藝、尾礦處理的進(jìn)行系統(tǒng)研究，開展了科技攻關(guān)，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效果。

(1)打造礦山超貧釩鈦磁鐵礦高效回采、節(jié)約資源示范工程。該項(xiàng)目于2012年獲1000萬元的政府獎(jiǎng)勵(lì)基金。同時(shí)降低成本3853萬元，延長(zhǎng)礦山2.9年的服務(wù)年限，實(shí)現(xiàn)礦山可持續(xù)發(fā)展;

(2)選廠干式拋尾渣再利用項(xiàng)目，在不增加開采量的情況，多產(chǎn)鐵精礦，年創(chuàng)效1200萬元以上，實(shí)現(xiàn)礦石資源利用的最大化;同時(shí)減少拋尾渣量，增強(qiáng)堆場(chǎng)的安全穩(wěn)定性，占用量土地也有所下降;

(3)應(yīng)用綠色開采關(guān)鍵技術(shù)尾砂充填+小型尾礦庫(kù)，該技術(shù)符合行業(yè)安全環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，也可解決制約阿壩長(zhǎng)期以來尾礦排放、拋尾渣堆放，可提高資源回收率，降低生產(chǎn)成本;同時(shí)對(duì)礦山頻發(fā)的地災(zāi)起到預(yù)防或減緩作用，使阿壩礦山實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

5.2 展望

為實(shí)現(xiàn)“低開采、高利用、低排放”的礦山，使礦山步入可持續(xù)發(fā)展軌道上，形成礦山開發(fā)與環(huán)境協(xié)調(diào)一致，公司今后將做好以下幾點(diǎn):

(1)依靠信息化、高新技術(shù)支撐;落實(shí)行業(yè)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。礦山開發(fā)的管理理念將進(jìn)行三大轉(zhuǎn)變:礦山發(fā)展由規(guī)模性向效益型轉(zhuǎn)變、管理由粗放性向精細(xì)型轉(zhuǎn)變、生產(chǎn)由勞動(dòng)密集型向科技密集型轉(zhuǎn)變;

(2)加快礦山信息化建設(shè)。加快礦山信息化建設(shè)，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，達(dá)到資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)和諧統(tǒng)一;同時(shí)礦業(yè)信息化建設(shè)可使礦山開發(fā)企業(yè)由經(jīng)驗(yàn)型、傳統(tǒng)型向科學(xué)型、定量分析與處理、自動(dòng)化控制方向發(fā)展;

(3)致力釩鈦磁鐵礦尾礦鈦鐵礦再次回收利用的研究。對(duì)選廠事故處理池尾礦、尾礦庫(kù)尾礦的鈦鐵再次回收工藝進(jìn)行科技攻關(guān)研究，實(shí)現(xiàn)資源綜合。

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[2]呂昊子，童雄.近年來國(guó)外尾礦再選與治理的研究[J].礦產(chǎn)綜合利用，2014(02):24－28.

[3]張曉銅.尾礦充填技術(shù)綜述[J].銅業(yè)工程，2010(3):16－19.

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[6]趙麗瓊，張應(yīng)平，尾砂充填技術(shù)在大紅山銅礦的運(yùn)用與研究[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2013(06):58－61.

[7]張曉銅.尾礦充填技術(shù)綜述[J].銅業(yè)工程，2010(03):16－19.