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一、矿山尾矿基本情况介绍  

近年来，国际市场矿产品价格不断攀升，特别是有色金属、贵金属产品价格上涨很快。自2001年以来，黄金价格从255美元/盎司，上升到目前的600美元 /盎司左右；白银由4美元/盎司上升到12美元/盎司左右；铜由15000元/吨上升到71000元/吨左右；铅由4000元/吨上升到13000元/吨左右；锌由7200元/吨上升到30000元/吨左右；钼由不超过20000元/吨上升到270000元/吨以上。5年间，重要有色金属矿产品的价格翻了一番还多。我国处在工业化、城市化加速发展阶段，矿产资源消耗量大，对外依存度较高。全球矿产品价格持续上涨，增加了矿产品需求企业的生产成本，同时又加大了资源安全压力。我国是矿业大国，开发利用好长期累积的大量尾矿，既可“变废为宝”，又可有效缓解资源和环境压力。   

尾矿是采矿企业在一定技术经济条件下排出的废弃物，同时又是潜在的二次资源。当技术、经济条件允许时，企业可以对尾矿再次进行有效开发。 据统计，2000年以前，我国矿山排出的尾矿总量为50.26亿吨。其中，铁矿尾矿量26.14亿吨，主要有色金属尾矿量21.09亿吨，黄金尾矿量2.72亿吨，其他0.31亿吨。  

2000年我国矿山年排放尾矿量达到6亿吨，据此推算，现有尾矿的总量将在80亿吨左右。由于我国矿业起步晚，技术发展不平衡，不同时期的选冶技术差距很大，大量有价值的资源存留于尾矿中。  

专家预计，金矿尾矿中的含金品位为0.2克／吨至0.6克/吨，铁矿山尾矿的全铁品位约为8％至12%，铜矿尾矿含铜约为0.02％至0.1%，铅锌矿尾矿含铅锌在0.2％至0.5%左右。我国矿山尾矿中赋存的资源十分可观，利用价值很大。此外，矿山尾矿堆存场所还占用了大量的农田和林地，对环境有一定的污染。  

造成目前大量尾矿资源闲置的原因有4点：一是矿业企业的准入门槛低，大量不具备开发资质的企业进入矿业开发领域，部分矿山选冶技术工艺落后，一些小企业的资源采收率低于50%。二是鼓励利用尾矿资源的政策未落到实处，国家投入较少，企业的积极性不高。三是现行有关法律、法规对矿山尾矿、废石等固体废料的管理和利用只作了原则性规定，缺乏强制性措施。四是我国矿产品价格与国际价格接轨较晚，计划管理体制时期的价格偏低，开发尾矿和低品位矿在经济上不合理。  

随着技术进步和国际市场矿产品价格的上涨，尾矿回收可产生较好的综合经济效益，应予以高度重视。近几年来，国家发展和改革委员会通过国债等资金支持，引导企业通过技术创新开发利用尾矿、残矿中的资源，已在相关技术和实践上取得了重大进展。  

2005年，黄金行业从尾矿和废石中提取的黄金近10吨，一些大型有色、黑色金属矿山也开展了对尾矿、废渣等资源的二次开发工作，取得了较好的成效，为下一步规模开发尾矿资源提供了经验。  

为进一步做好尾矿资源开发利用工作，有关部门可考虑采取以下措施：一是制定和落实相关政策，支持企业开展技术攻关和技术改造，同时落实减免资源税费等优惠政策，引导和鼓励社会资金、企业资金投入到尾矿资源开发利用中。二是加强尾矿综合利用的技术创新，研发先进技术、先进设备和先进工艺，加快研究成果的转化。三是使用好中央财政资金，重点支持大型企业、大型矿区的尾矿和废渣的资源利用工作，发挥引导示范作用。四是加强开发准入管理，制定和完善矿业开发企业准入和监管的标准，推进企业结构调整，做强做大矿业企业。五是要加强尾矿开发利用中的安全生产管理工作，防止发生事故。 

二、我国积极利用尾矿的必要性

我国矿产资源特点是伴生矿多，难选矿多，贫矿多，小矿多。矿山企业多，改革开放以来各类矿山企业多达20多万家，几经治理整顿，还有15万多家。年产矿石50亿吨左右。因此，每年都产生大量尾矿，据不完全统计，矿山累计积存尾矿80亿吨，其中煤矸石30亿吨，金属矿山堆存尾矿50亿吨，每年递增各类尾矿3 亿吨以上。每年矿山开采产生的固体废物占全国工业固体废物排放量的85% 以上。每年因采矿产生的废水约占全国工业废水排放总量的 10% 以上。煤炭采矿行业工业废气排放量占全国工业废气排放量的5.7%，矸石堆自燃也成为一个重要的大气污染源。采矿活动占用破坏土地，累计达586万公顷，尤以煤炭采选业最为严重。全国煤矿采空塌陷面积已达8.7万公顷左右。采矿破坏矿区水平衡，导致区域地下水位下降，产生各种水环境问题。采矿加剧次生地质灾害，造成水土流失及土地沙化，破坏生态环境，破坏地貌景观，引发一系列社会问题，增加了不稳定因素。  

以尾矿利用为例，近十来年政府、科技工作者加大了支持推荐力度，有些企业取得了显著成绩。如江西宜春414铌钽矿尾矿用作玻璃原料，基本实现了无尾矿工艺；姑山铁矿用细粒尾矿制造免烧砖，仅1988年就获利142万元，节约尾矿占地费排放费80万元；马鞍山市黄梅山铁矿从尾矿垮坝事故中汲取教训，研制成利用尾矿制造棕色墙地砖，年处理尾矿4000吨，获利27.55万元；黑龙江省双鸭山市建成用煤矸石制砖的系列生产线，并生产成套设备推广成套技术。还有的用尾矿作井下充填料，作路基填料，作磁化农肥，地科院尾矿中心研制尾矿微晶玻璃，北京宾隆矿业新技术开发有限公司从包头白云额博的尾矿中提取稀土金属。  

在矿山生态环境恢复治理与土地复垦方面，同样也涌现出一些示范性典型，如淮北市积极开展采矿塌陷区治理，建立了5种改造模式，治理率达40%以上，安置就业2.8万人。马鞍山市南山矿山公司为矿区生态环境恢复示范单位，矿区土地复垦率达67.38%，尾矿综合利用率达80%，形成年创经济效益400余万元的新的经济增长点。七台河市成立塌陷治理研究所，创立塌陷学，制定了塌陷治理的地方性法规，实现了建成省级园林化城市的目标。神华集团公司自1986年开发神府东胜矿区以来，坚持开发建设与污染治理同步实施，在矿区治理区内植被覆盖率由原来的14%提高到39%。山西潞安矿务局王庄煤矿采用人工造林新技术，为矸石山的绿化探索了一条新路子。唐山市把开滦南部塌陷区建成南湖公园。徐州市贾旺区在老矿区生态环境重建中，创立了‘两个不限’政策，不限重建主体性质、不限经营方式，搞活经营机制，调动多元经济成分参与的积极性。长江绿色工程科技研究开发中心把水利工程中“石渣地”改造技术移植到矿山生态重建中。中条山有色金属公司经过近40年的探索与实践，复垦率达到77%，复垦土地利用率达到100%，在土地复垦中，除公司自营外，还实行了外委和请农民自垦的办法。  

从这些事例中我们可以看到，尾矿虽然是矿产资源一次利用的废弃物，但是可以转化为有用的资源实现二次利用。同样，矿山废弃地也可以转化为二次资源。其转化的条件一是贯彻可持续发展战略指导思想，有强烈的责任心，积极开展尾矿利用和矿山环境重建工作，化害为利、变废为宝；二是依靠科技进步，切实解决有关技术问题，使二次利用途径技术上可行经济上合理；三是必要的资金投入和政策扶持。  

我国提倡尾矿资源二次利用十多年来，不但涌现出先进典型，认识理念也有显著提升。其主要表现是《中国21世纪议程》明确把“尾矿的处置、管理及资源化示范工程”列入优先领域的优先项目计划；国家发展计划委员会和科学技术部发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2001年度）》第六领域“先进环保和资源综合利用”第101项“工业废弃物资源综合利用”明确指出：“尾矿、冶炼渣、煤矸石、粉煤灰等工业固体废弃物的大量堆存，不但对生态环境带来巨大危害和严重的安全隐患，同时也是对资源的一种浪费。我国工业固体废弃物资源的综合利用具有一定的技术基础。近期产业化的重点是：选择废弃物复合材料、尾矿微晶玻璃、新型轻质建材及有用矿物与金属提取等产品与技术，建立一批有代表性、技术起点高、综合效益显著，并能达到一定规模的产业化示范工程，逐步形成适用、先进的资源化成套设备及工艺；同时对工业废弃物整体利用建立完整的管理办法和技术标准；按资源化、最小量化和无害化管理的要求建立尾矿整体利用管理系统。”这段文字可以看作这方面十多年探索经验的总结和发展方向的指导性概括，已经上升到 “产业化”、“整体利用”的认识高度，提出了“管理办法和技术标准”、“管理系统”等高水平要求。  

在尾矿综合利用和矿山环境重建方面，我国少数典型可以与国际先进水平媲美，与此共存的是大量治理利用水平很差的矿山。矿山环境恶化的趋势没有得到有效的遏制，矿山二次资源的开发利用没有引起广泛的关注，也没有形成一个完整的管理体系和法规体系。我国矿山土地复垦率只有10-12%，尾矿综合利用率只有8.2%左右。积极推进矿山环境保护与尾矿综合利用，把典型示范工程的经验推广开去，大幅度提高土地复垦率和尾矿利用率，才能根本改善我国的矿山环境状况，这是本世纪中叶以前我们面临的艰巨任务。为了实现这个目标，矿山环境保护和监管必须采取法律的、行政的、经济的多种监管手段，和科技的、文化教育的、社会伦理的多学科综合行动，还要加强国际合作，借鉴国际先进经验。 

三、尾矿回收利用对于矿山企业的意义  

中国尾矿回收利用技术的发展和成熟，既保护了环境，又增进矿山效益。   

改革开放以前，中国的选矿工艺技术远落后于发达国家，选矿回收率比较低，选矿厂排放的尾矿品位普遍较高，有些尾矿可以作为二次资源进行回收。   

黄金尾矿回收。中国黄金矿山主要采用浮选氰化生产工艺，尾矿金的品位比较高，而技术水平低的矿山尾矿金品位更高。随着黄金资源的贫乏和选治技术的提高，这部分高品位尾矿已经成为黄金矿山的新资源。   

河南银洞坡金矿于1996年开始采用全泥氰化－炭浆提金工艺处理尾矿，金浸出率达86.5%，银浸出率为48%。该矿现有金品位大于2.5克/吨的尾矿38万吨，可供炭浆厂生产4年至5年，预计可回收黄金760公斤，白银5吨，按目前价格计算，价值在1亿元以上。   

铜尾矿回收。安徽安庆铜矿日处理原矿为3500吨，每年产生尾矿约72万吨。由于铜矿物主要富集在粗尾砂中，因此该矿先对粗尾砂进行粗选，将粗精矿细磨后再精选。铜选厂日产品位16.94%的合格铜精矿2.56吨，年产铜130吨。铁矿物主要集中在细尾砂中，该矿通过对细尾砂进行粗－精磁选，铁选厂年产品位63%的铁精矿达4.35万吨。铜选厂和铁选厂年利润达2300万元，经济效益十分可观。   

伴生矿物回收。中国矿产资源中共（伴）生矿物较多，在浮选过程中伴生矿物会形成一定程度的富集，尾矿一般品位较高。例如金矿物中常常伴生铜、锌、铅、铁和硫等，有相当数量的尾矿中铅品位大于1%，硫品位大于8%，铜品位大于0.2%，铁品位大于10%。   

黑龙江老柞山金矿氰化尾矿含铜0.305%、含砷2.08%、粒度小于0.074毫米占95%。该矿采用技术较为先进的浮选工艺直接从氧化尾矿浆中抑砷浮铜，获得了铜18.32%、金9.69克/吨、银99.2克/吨、硫33.6%、砷0.07%的合格铜精矿，铜回收率达89%。   

江西永平铜矿开展了从尾矿中回收钨的试验。该矿采用溜槽－磁选－浮选－摇床的联合工艺流程，获得的钨精矿品位达66.83%，年产钨精矿339.3吨、硫精矿1584吨，年产值664.8万元，年利润172.8万元。   

武山铜矿在尾矿中回收硫，获得的硫精矿品位为36.83%，回收率达89.42%，年处理尾矿350万吨，年利润可达283万元。   

尾矿复垦通常有两种方法。一种是在尾矿砂表面覆盖一层厚度适宜的土壤，然后种植适宜的植物。这种方法虽然有效，但需要大量的“好土”，取土、运输和覆盖等一系列工作使这种方法费时费力，而且成本较高，对于土地贫乏的地区难以推广应用。  

江苏一钼铜矿将服务期满的尾矿库覆土造田，方法是将尾矿砂平整后铺上7厘米厚的一层地表土，当年亩产蔬菜200公斤。鞍山烧结厂将尾矿库覆土造田后种植水稻，当年亩产达250公斤。采用这种方法初次收获的粮食、蔬菜和水果等应送有关部门检验鉴定，以确定是否可以食用。若不宜食用，可作为饲料或工业原料，或改为林地、草场。   

另一种方法是直接在尾矿上种植耐旱、耐风沙植物进行复垦，恢复植被。河北金厂峪金矿于1988年涝雨季节在尾矿坝播种牧草沙打旺。这是一种耐寒、耐风沙的牧草，每平方米播撒0.075公斤草籽，到1990年后尾矿坝植被覆盖率已达95%以上，牧草平均高80厘米，最高达150厘米。此方法投资少、见效快、简便易行，同时为周围农民饲养牲畜提供了饲料。   

尾矿直接利用。尾矿的回收利用是矿山实现尾矿资源化、无害化的发展方向。开发利用尾矿不仅可以使矿产资源得到充分利用，解决环境污染问题，还可以产生可观的经济效益。   

尾矿充填。采用充填法的矿山每开采1吨矿石需要回填0.25立方米至0.4立方米（或更多）的充填料。尾矿是一种较好的充填料，充填费用仅为碎石充填费用的1/10至1/4。   

目前，比较先进的充填技术基本上是以早强快硬型水泥熟料或普硅熟料与活性混合材料、非活性混合材料以及速凝添加剂、膨胀材料、增塑材料、保水材料共同粉磨生产低标号胶凝材。此类胶凝材各项性能虽然不错，但存在熟料用量大、强度低、制作成本高等缺点。全尾矿充填技术则是以少量低成本水泥和高浓度不分级的全粒级尾矿作为充填料充入井下采空区的一种方法，可大幅降低水泥的成本。   

安徽铜陵有色金属公司实施了尾矿充填，取得了很好的经济效益，目前正在开展全尾砂充填研究。广东凡口铅锌矿和山东焦家金矿利用尾矿作采空区充填料，尾矿利用率分别达到95%和50%以上。   

生产干粉砂浆。干粉砂浆是由细集料与无机胶合剂、保水增稠材料、矿物掺合料和添加剂按一定比例混合而成的一种颗粒状或粉状混合物。   

目前，干粉砂浆已成为建材行业中发展最快的一种新产品，在欧美一些发达国家得到了广泛应用。国内在干粉砂浆的应用上还处于起步阶段，国家建设部把它列为重点开发和鼓励的项目。   

生产硅酸盐水泥。尾矿可作为配料用于生产硅酸盐水泥。在不改变传统生产工艺的情况下，尾矿可直接应用于旋窑、立窑水泥的生产，尤其适合立窑水泥熟料的生产，尾矿使用量可达20%至50%。以年产10万吨水泥的生产企业为例，水泥配料中使用20%至50%的尾矿，每年可增加纯利润100万元至150万元。   

生产建筑材料。目前，利用尾矿制砖的技术已日趋成熟。制作烧结砖尾矿用量大，生产效率高，可用于墙体材料使用，每块砖生产成本仅0.10元至0.15元，而且尾矿使用量为70%至80%。制作免烧砖尾矿使用量为30%至85%。   [Page]

四、矿山尾矿资源化及环保治理展望  

随着科学技术的迅速发展，传统概念的矿山尾矿固体废料已从消极的治理，有可能转变为积极的资源化开发。中国的实践表明，矿山尾矿作为复合矿物原料进行整体开发利用，成为经济、实用的新矿产资源，不但可使原来资源枯竭或资源不足的矿山重新成为新资源基地恢复或扩展生产，充分利用不可再生的矿产资源和原有的矿山设施，发挥矿山潜力，使国家、企业不必大量投资基本建设就获得大量已加工成细颗粒原料的矿产，而且可以容纳大批人员就业，繁荣矿业和矿山城镇，解决环境污染，改善生态环境和整治国土，具有巨大经济、社会、环境效益；同时，它还可以推动科技进步。尾矿整体开发利用势必成为２１世纪竞相应用的新资源和增强国力的基础物质。展望未来，可从下列几方面进行：  

１、全面规划，实施２１世纪议程  

根据《中国２１世纪议程优先项目》方案，尾矿利用将建立配套的尾矿管理法规体系及资源化技术标准。对现有矿山尾矿实现整体利用，对新建矿山实行无尾矿矿山设计，争取在２１世纪中叶实现全国１／５矿山成为无尾矿矿山。主要为：（１）制定尾矿整体利用条例、尾矿排污收费管理条例；依据可持续发展模式和清洁生产原则，建立冶金、有色、化工、建材、煤炭、核工业、黄金矿山及地方矿山尾矿最小量化标准及实施细则；制定尾矿整体利用分类标准。（２）建立尾矿整体利用数据库及信息管理系统。（３）引进和开发尾矿利用技术、设备、测试仪器。特别是利用尾矿研制高附加值新材料的工艺、技术及产品性能检测设备。（４）建立国家尾矿整体利用工程技术中心，加强研究成果的成熟性、配套性和工程化水平，促进产品更新换代，加强和完善尾矿利用技术研究单位。（５）建设尾矿整体利用示范工程和无废料示范矿山。按产业部门选择大、中、小型代表性矿山建设尾矿整体利用示范工程，开展尾矿资源特征及整体利用研究，建立示范矿山。（６）开展尾矿整体利用开发国际合作。预计项目方案推广实施后，中国矿山尾矿的７０％将由废料变成可以利用的资源，尾矿综合利用率将由目前的８．２％提高到５０％以上，废弃到环境中的尾矿数量将逐年下降；形成以尾矿资源化为核心的环境保护产业，可使国家、企业投资获得２０％以上的利润，而且可依靠尾矿开发推动尾矿的综合利用，形成良性循环，使矿山成为综合资源基地。  

２、通过工程示范，推动尾矿利用发展  

尾矿整体开发利用是一个大系统工程，牵涉的行业和技术面广，因素多，必须通过示范矿山和示范工程积累经验和解决相关问题才能避免走弯路，减少投入、获得良好效益。  

用尾矿取代传统原料，不仅对新产品，新企业规模生产的成熟化、配套化和工程化过程，对老企业，传统产品也有个技术融合化的过程。在中国尾矿利用的先行矿山中，曾经先后建设起一些工程，有的因效益不好而停顿，表明尾矿利用技术的复杂性和难度，必须认真对待，加强技术攻关。现在，国家科技部、国家计委、国家经贸委、有关部局和省、市地方主管部门，大型矿山企业都在“十五”技术攻关项目中列上尾矿利用项目，必将有力地推动尾矿整体利用，如冶金部门的矿山现已安排尾矿坝及河滩尾矿复垦技术及工艺规范试验矿山，用尾矿作井下充填料充填技术与相关工艺、设备、溢流水处理关键技术攻关，示范矿山选厂堆存尾矿综合利用研究（包括金属与非金属矿物分选回收、尾矿作复合矿物原料用于玻璃、陶瓷、建材及农业肥料），尾矿作土壤改良剂及微量元素肥料研究，尾矿制微晶玻璃等高附加值新产品示范工程等一系列“十五”技术攻关项目。  

３、需要更多可供开发的高附加值项目和产业  

开发利用尾矿步履艰难，进展迟缓，除了认识程度、社会条件制约等历史原因以外，主要是目前可供开发利用的项目投入量大，经济效益比起矿山主产品来讲还不高，难以调动矿山企业和研究单位的积极性。只有依靠科技进步，开发可供批量生产的高附加值产品和形成产业化，才能调动矿山企业和全社会的积极性，变被动为主动。中国地质科学院尾矿利用技术中心利用尾矿研制微晶玻璃成功，引起各方的关注并引发了中国开发微晶玻璃高级建筑饰材生产热潮就是端倪。它是微晶玻璃材料产业的一种产品，具有优于天然花岗岩建筑装饰石材的性能和装饰效果而备受青睐。它以接近陶瓷建筑墙地砖而投入，生产出价格高出近１０倍的优新产品（平均每平方米可获利１００元），又是改善环境的无公害产品和清洁产业，自然具有吸引力。不仅矿山企业视为转产或扩产的开发项目，而且成为陶瓷厂、玻璃厂产品换代、技术改造和地方政府支柱产业配置的优选项目，目前约有３亿元资金投入，可惜由于对其技术含量认识不足、生产设备和工艺落后于产品技术要求，造成效益不能达到应有水平，影响推广进程。现在尾矿中心正联合有关单位进行成果工业转化配套技术攻关，即将促其成为新产业发展，为尾矿开发高附加值产品和高科技产业开拓途径。 

五、选矿尾矿处理的研究进展  

尾矿处理是矿山生产的重要环节，也是选矿厂建设和运营的重要组成部分。近年来，迫于环境和安全的压力，改革传统的尾矿地表堆存处理方法存在的环境、安全和占用土地等诸多问题，不断开发安全、高效的尾矿处理新技术，逐步得到了工业化应用。本文重点对近年来国内外在尾矿高效脱水、全尾充填采空区、膏体尾矿干式堆存等方面的研究和生产概况进行分析。  

（一）、尾矿高效脱水技术 

尾矿浓缩脱水是尾矿处理的重要环节，通常采用的尾矿脱水方法为重力沉降法(或加絮凝剂的重力沉降法)，由于重力沉降法的颗粒沉降速度低、传统重力沉降设备结构方面的原因，造成重力沉降法的浓缩效率低、产物浓度低。针对传统的重力沉降法存在的问题，近年来国内外在提高尾矿浓缩效率和提高尾矿浓度方面进行了广泛的探索，从提高脱水速度、降低作业费用角度，开发了一些尾矿浓缩的新工艺和新装备。其中，有代表性的尾矿浓缩技术有：水力旋流器离心沉降与重力沉降相结合的联合浓缩流程、新型高效重力脱水设备的研制以及尾矿压滤技术的应用。  

1　以水力旋流器为核心的联合浓缩流程 

水力旋流器作为一种利用离心力强化固液分离的设备，在尾矿浓缩脱水方面表现出一些特殊的优势，其结构简单、造价低、占地面积小、处理能力大、底流浓度高。然而，仅采用水力旋流器难以得到澄清的溢流。而采用重力沉降和离心沉降相结合的方法能够综合二者的优越性，既可提高浓缩脱水的速度和效率，又能保证澄清的溢流。采用这种方法的主要有水力旋流器-浓密机串联流程、水力旋流器-浓密机闭路流程，前者主要用于提高尾矿浓缩效率，后者可以获得高浓度浓缩产物。 

(1)水力旋流器-浓密机串联流程。该流程的特点是选矿厂尾矿首先经过一段旋流器获得高浓度底流；旋流器溢流经常规浓密机进行细粒的澄清浓缩，从而获得细粒浓缩产物和澄清的溢流。这一方面能大大减轻浓密机处理能力的压力、避免浓密机跑浑，同时可获得高浓度尾矿、提高尾矿浓缩系统的处理能力，在整体上提高了尾矿浓缩脱水效率，这种工艺称为“尾矿快速脱水技术”。该流程充分利用尾矿中不同颗粒沉降速度的差异而采用不同的浓缩设备，大大提高了尾矿浓缩效率，在选矿厂浓密机改造和新选厂设计中均具有推广应用潜力；用于选矿厂尾矿浓缩改造，能够克服浓密机溢流跑浑、大大减轻浓密机处理量的压力，有利于提高浓缩产物的浓度；用于新建选矿厂可以减小浓密机的直径，提高尾矿浓度。从已有研究报道和工业实践来看，一段旋流器底流浓度可以达到60%～70%以上，旋流器浓缩产物粒度下限可以达到19～37μm，系统给料浓度在10%～20%，尾矿综合浓缩可以达到45%～50%以上。 

(2)旋流器-浓密机闭路浓缩流程。该流程由水力旋流器、分泥斗和浓密机组成闭路流程。选矿厂尾矿给入水力旋流器产出两种产品，沉砂送分泥斗进行脱泥，旋流器溢流与分泥斗的溢流一起送浓密机处理。在浓密机中加入絮凝剂，可得到澄清的溢流和较稀的沉砂。浓密机的沉砂返回至旋流器给矿，经旋流器进一步提高浓度，系统最终浓缩产物为分泥斗排出的高浓度沉砂和浓密机排出的澄清溢流。实验结果表明，对于-44μm占80%的选矿尾矿，当选矿厂尾矿浓度为28%的条件下，采用上述流程可以获得浓度为77%～78%的最终浓缩产物，适用于作为采空区充填料使用。如果旋流器底流不经过分泥斗脱泥浓缩，其浓度也可以达到63%以上。由于大部分尾矿已经通过第一段旋流器而得到分离，所以浓密机的直径可以大大减小。根据实验结果计算，对100t/h的尾矿量，需要的浓密机直径约为2m，分泥斗直径约为3m。 

2　高效重力沉降脱水设备 

高效重力沉降脱水设备研究的重点是，通过优化设备的结构和采用絮凝剂辅助脱水，提高浓缩产物的浓度，有代表性的新型重力脱水设备是：国外的PPSM型浓密机和国内的深锥型浓密机。 

(1)PPSM型浓缩机。PPSM型浓缩机是一种单段脱水装备，其机壳是一个锅状底的圆槽，上部有絮凝及给料井围绕中心竖轴，轴下部装有螺旋、耙板和紊动杆，槽底有排膏器。絮凝剂的合理加入、搅拌以及精心设计的给料井和澄清区，对PPSM的溢流产量和质量至关重要。在PPSM内几乎看不到浓密机中常见的干涉沉降区，澄清是迅速的。该设备用于将稀矿浆快速浓密成膏状排放，能将膏体延时贮存，同时脱出清澈的溢流。该设备主要是为全尾膏体坑下回填而研制的，但在尾矿地表堆存、中间产品深度浓密、浸出后逆流洗涤方面也具有广阔的应用。 

(2)深锥型浓缩机。NGS型深锥浓缩机主要由深锥、给料装置、搅拌装置、控制箱、给药装置和自动控制系统等组成，矿浆首先进入消气桶处理，然后进入旋流给料箱，经过给料桶絮凝后的矿浆进入浓相沉积层，通过浓相沉积层的再絮凝、过滤、压滤作用，澄清的溢流水从上部溢流堰排出，下部锥底排出高浓度的底流。其主要特点是：采用絮凝剂增大颗粒的粒度，从而提高沉降速度；严格控制深锥浓缩机浓相层高度是提高浓缩效果的决定因素之一；作业条件的自动控制。试验和生产实践表明，该设备对金属矿山尾矿的浓缩，尾矿浓度可以达到40%～70%，溢流中悬浮物含量小于500×10-6。 

与选矿厂普遍采用的浓密大井相比，该类设备在外形上的显著特点是其高度大，其中高径比一般在1.5～2。 

3　尾矿压滤 

通常压滤机主要用于粘度大、颗粒细的化工产品脱水和选矿厂精矿的脱水、黄金氰化洗涤等作业，在尾矿处理方面应用较少。然而，由于其脱水效果好、适应性强、压滤脱水后尾矿的处理方式灵活，近年来在黄金矿山尾矿处理中得到了广泛应用，在冶金矿山尾矿处理中也有应用报道。 

压滤机在黄金氰化尾矿中的应用还有一些特殊的意义。例如：某金矿采用全泥氰化尾矿压滤、滤饼干式堆存和滤液循环使用的新工艺，该工艺与常规尾矿处理工艺相比有以下优点：滤饼干式堆存，只建干渣堆场不建尾矿库，使尾矿处理工艺大大简化；滤液返回磨矿分级作业代替新水补给，不仅节省了新水，而且大大减少了已溶金在尾矿中的损失，又利用了尾液中的剩余氰化物；通过尾矿压滤和利用滤液，实现了从磨矿分级到尾矿压滤的全程浸出，延长了浸出时间、提高了金的浸出率。目前，采用压滤法处理氰化尾矿已在中国许多金矿得到了成功应用。 

压滤机在冶金和有色金属矿山尾矿脱水中应用较少，只是在制备全尾充填料或膏体尾矿的场合有一定的应用，这主要是由于压滤机的能耗和处理成本高于常规重力沉降浓缩。另外，单机的处理能力较低，难以在大规模选矿尾矿的浓缩脱水中推广。然而，当尾矿重力脱水困难而要求尾矿浓度较高时，压滤技术将是一种可行的选择。  

（二）、全尾充填 

采空区利用分级尾砂作为矿山充填料的胶结充填技术已经被国内外矿山广泛应用，但是选厂尾矿全部用作充填料在20世纪80年代才受到人们的重视。这首先是由于生态和环境保护日益受到各国政府的重视，环保法规对工业固体废弃物的处理作出了种种规定，追求无废矿山的目标提到了议事日程；其次，由于一些矿山分级尾砂产率低，不得不购买或远距离运输其它砂石(河砂、海砂等)来补充充填骨料。因此，全尾充填采空区，一方面可以使尾砂废料得到合理利用，另一方面可以省去尾矿库、改善矿山环境，具有经济、环境和安全等多项效益。目前，中国采用全尾充填采空区的主要有全尾砂胶结充填和高水固结全尾砂充填两种方法。 

1　全尾砂胶结充填技术 

传统的尾砂水力充填受采矿工艺、充填技术和设备的限制，其中多数矿山仅能利用脱除-20μm或者-37μm细泥后的粗粒尾砂，而且砂浆输送浓度较低，造成井下生产环境污染严重、充填体强度不均、充填成本较高等。为克服或减少分级尾砂充填的不利因素，中国自20世纪80年代以来，对全尾充填进行了多方面的研究，现已形成了全尾砂高浓度(膏体)泵送充填和全尾砂胶结充填自流输送两种充填工艺。全尾砂胶结充填工艺包括：高浓度尾矿制备的脱水系统、充填浆料搅拌系统、泵压输送或重力自流输送系统、检测系统等，其中脱水系统和搅拌系统是影响充填效果的关键。某有色金属矿山对全尾砂膏体泵送充填工艺进行了深入研究后，提出了满足可采性和采矿工程要求的几种混合料配比。采用全尾砂+水泥+粉煤灰为充填料，其浓度为74%～76%，灰砂比为1∶4，水泥∶粉煤灰为1∶05，水泥单耗240～250kg/m3，单轴抗压强度大于4MPa。经测算，采用全尾砂泵送充填工艺的成本为67.72元/m3。 

某铁矿矿区附近地表无处建尾矿库，采用全尾胶结充填采空区，避免了在地表建尾矿库。该矿采用全尾砂胶结充填自流输送工艺，以全尾砂作为充填骨料，充填体的强度达到1～2MPa，充填料浓度(重量)大于60%，充填料灰砂比为1∶4～1∶6，其中矿房下部为1∶4，上部为1∶6。利用细磨高炉水渣代替部分水泥，采用强力活化搅拌制备充填料浆，以管道自流将60%左右的充填浆料送入采空区，测算的充填成本为77.63元/m3。全尾砂胶结充填解决了矿山选厂尾砂的排放问题，实现了矿柱回采，矿石回采率将由60%提高到80%以上，实现了矿山采矿、选矿、充填三者互为依托、综合平衡的良性闭路循环，在地表不建尾矿库、不外排尾矿。 

需要指出，国外在应用全尾充填采空区时，通常称之为膏体回填。其主要特点在于：充填骨料为全粒级尾矿，其中-20μm细粒的含量(重量)不少于15%；尾矿需经过滤或浓缩到80%左右；添加水泥等胶结剂和水调节充填料的流变性和强度。采用高浓度膏体充填的优越性还在于，其基本不析水、胶结剂用量少、充填体稳定性好、强度高。因此，在全尾胶结充填过程中，应注意提高尾矿的浓度，采用膏体尾矿。 

2　高水固结全尾砂充填 

高水固结全尾砂充填的实质是在尾砂胶结充填工艺中，不使用水泥而使用高水材料作为胶凝材料，使用全尾砂作为充填骨料，按一定比例加水混合后形成高水固结充填浆料。高水速凝固化材料(高水材料)由甲、乙两种组分构成，甲料是以铝酸盐、硫铝酸盐或铁铝酸盐等为主要成分的特种水泥熟料，加入适量缓凝剂共同研磨制成的粉状物料；乙料是以硬石膏、生石灰与若干种促凝剂共同研磨制成的粉状物料。甲、乙料单独加水制浆在24h内不沉淀、不凝固，但二者混合之后能在30min内凝固，形成含水高的钙矾石、水化氧化铝凝胶体等。充填时，甲、乙料需要分别制浆，利用2套制浆系统、2套管路分别输送，至井下充填工作面前数十米进行混合后流进采场，即会迅速水化、凝结、硬化。 

高水速凝材料是一种速凝，可在大水灰比条件下硬化的水硬性胶结材料。该材料能将9倍于自身体积的水凝结成固体，凝结时间0.5-1.0h，24h强度达到0.5～2.5MPa，72h强度达到4.0～5.0MPa。根据工艺设备条件和现场技术要求，充填料浆的浓度可在30%～70%之间。高水固结充填浆料充入采场后，不用脱水便可以凝结为固态充填体。高水固结充填与常规胶结充填相比，具有浆料浓度范围大、凝固速度快、不脱水、接顶效果好等特点，解决了井下的环境污染，降低了工人的劳动强度，在应用上有明显的优越性。目前，该项技术已在中国许多金矿和有色金属矿山得到了应用，取得了良好效果。 

某铜矿采用全尾砂高水固结充填，要求充填体强度为2～3MPa，充填材料的配比为：甲料∶乙料=1∶1；砂∶灰∶水=4∶1∶2.25。充填控制参数为：尾砂浆流量50m3/h，尾砂浆浓度64%；甲(或乙)料放料速度13.5t/h。2个充填站采用相同的控制参数，混合浆流量为110m3/h，混合浆浓度69%。生产实践表明，全尾砂高水固化充填能够实现快速不脱水充填，早期强度高，有利于改善井下生产条件、缩短充填作业周期及提高生产效率，全尾砂高水固化充填基本不沉缩，为解决普通尾砂胶结充填难以接顶的问题提供了技术上的可能性。 

（三）、膏体尾矿干式堆存 

膏体尾矿干式堆存是近年来发展起来的尾矿处理方法，其特点是：尾矿经过脱水后干式堆存于地表，可节省建设常规尾矿库的投资。干式堆存实际上是半干法堆存，膏体尾矿经过脱水处理后产出一种不偏析、低含水的膏状尾矿。实现膏体尾矿干式堆存的关键在于，尾矿经过脱水后达到相当高的浓度，在堆积过程中不发生偏析、渗析水少，具有一定的支撑强度，能够自然堆积成一定高度的山脊形。该方法可以在峡谷、低洼、平地、缓坡等地形条件下堆存，不需要建尾矿坝，基建投资少、维护简单、综合成本低。 

澳大利亚、加拿大等国家膏体尾矿处理的研究和实践表明，将尾矿脱水浓缩后干式堆存或尾渣填埋，不仅可以节省常规尾矿库的建设和维护费用，使回水得到充分利用，而且还可大大节省占地面积、消除尾矿库的安全隐患，并且能够在矿山生产过程中对尾矿堆存场进行复垦，有利于环境保护。 

膏体尾矿制备可采用压滤、深锥浓缩等方法，一般需将尾矿浓缩至75%～85%的固体含量。对尾矿浓度的要求还要考虑输送方式，小型厂矿可用汽车将膏体运到排放地点；对于大型选厂，通常采用膏体泵输送。膏体尾矿可以采用逐层堆积的方式，只要让已堆积的膏体凝固就可以逐步堆积至设计的高度，这样可以减少占地面积。 

为了克服尾矿库地表堆存尾矿存在的环境、安全、占用土地等问题，尾矿高效脱水、全尾充填采空区、膏体尾矿地表堆存等尾矿处理新方法具有广阔的应用前景，尾矿处理方法的选择取决于尾矿的性能和技术经济合理性。 

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