如何优化干尾矿处理流程

作者：Gabriel Moniz

铜、铁、金等原料加工过程中通常会产生副产品——湿尾矿。 这种泥浆由碎石、水、微量金属以及（在某些情况下）矿石加工过程中使用的化学添加剂组成。 由于湿尾矿可能存在地球化学和岩土工程不稳定性，因此，安全地输送和储存湿尾矿给采矿运营带来巨大挑战。

湿尾矿通常储存在专门设计的坝体中，以便回收储存的（上层）水供后期再利用。 然而湿尾矿更易引发酸性排水，污染地表水和地下水，威胁水生生物及生态系统。 湿尾矿的重量也会对围堰结构造成巨大压力。 已有多个湿尾矿储存设施溃坝的典型案例，给周边社区、野生动物和当地环境带来了灾难性后果。

很多采矿运营商正在考虑将干尾矿作为比湿尾矿储存和处理更经济、更可持续的替代方案。

干尾矿——机遇

干尾矿在运抵尾矿库（TSF）之前，已去除大部分水分。 根据过滤系统和实际的干尾矿处理工艺，矿石加工过程中的直接淡水消耗量可大幅降低高达 85%。

在处理过程中通常会保留一定水分，因此 “干尾矿”并不完全准确。 从技术角度而言，“过滤尾矿”更为恰当。 无论采用何种描述方式，尾矿都将脱水至目标含水量，这一数值取决于运输参数及储存设施的岩土工程要求。

干尾矿运行本质上是土方工程项目，不采用坝体和围堰池。 尾矿运输采用露天采矿的常规设备，如固定式与移动式输送机、翻料机及堆料机，按预定方案沉积尾矿。 通过堆放大量干尾矿来重塑地形，从而形成岩土工程和地球化学性质稳定的地貌，满足矿山关闭要求，同时最大限度降低相关资本与运营成本。

干尾矿的优势

• 通过良好的水资源管理和消除传统湿尾矿常见的灾难性溃坝事故，提升社会价值。
• 通过从尾矿中回收水资源降低运营成本，在水资源匮乏地区尤为显著。
• 由于在尾矿沉积前已去除水分，有效降低酸性排水风险。
• 由于干尾矿的堆积密度更高，其储存设施占地面积比传统湿尾矿更小。
• 在一些矿业管辖区，干尾矿储存设施的审批时间更短。

优化尾矿处理

Rio Tinto和BHP是全球两大矿业巨头，正积极评估干尾矿作为尾矿管理替代方案的可行性。 2022年，两家公司建立合作伙伴关系，致力于提升从矿山尾矿中回收水分的技术。 该举措旨在降低尾矿库相关的安全隐患和对环境的影响，包括尾矿的输送和堆存，这些都是影响项目成本和可行性的关键因素。

这个项目设计开发了一种高效干尾矿堆存的物料处理方案，根据矿山运行参数、独特地形以及尾矿库岩土工程要求量身定制。 核心设施包括：连接过滤厂与尾矿库的单程长距离输送机，以及尾矿库内的两组可移动输送机和翻料机。 移动式堆料桥完成物料的最终沉积。

这个设计通过内置冗余机制确保系统高可用性，最大限度减少设备频繁搬迁的需求。 还可以处理不同含水量的物料，使尾矿库的结构区和非结构区均能使用同一套设备进行施工。 通过离堆贮存工艺提升运行安全性，这个工艺可以使新堆存的干尾矿在输送机运行前获得沉降时间。

相较于传统卡车运输或混合输送方案，连续自动化处理系统显著降低了净现值成本。 虽然该系统在Rio Tinto and BHP的项目中成效显著，但值得注意的是，在其他矿区实施时，必须根据当地的独特需求因地制宜。

结论要点

干尾矿堆存是一种成熟的尾矿管理工艺，可以助力采矿项目实现环境、社会及经济目标。 尾矿库的设计与建造主要受岩土工程因素制约，因此高效的物料处理是经济成功的关键。 基于输送机的物料处理系统相较传统卡车运输具有显著成本优势，尤其是在高通量的情况下。 如果系统布局、堆存方案和所选设备能够根据现场地形、物料和岩土工程要求进行定制，优势将进一步增强。

Rio Tinto和BHP的合作表明，基于输送机的物料处理使干尾矿成为更具吸引力的可持续方案，但必须尽早让物料处理专家参与到项目中，以优化效益并制定符合运行具体需求的解决方案。