尾矿库的闭库方案

　　尾矿库闭库方案主要根据以下因素选择：形地貌、尾矿类型和矿物特性、当地地下水和水文条件、尾矿排放方法、排水难易程度、水位高度。

　　每个尾矿库场地都有它特定的条件，为了确保闭库和恢复工程能满足环境约束，必须根据具体的场地条件，选择适宜的闭库方案，实现闭库系统最佳化。否则，由于闭库方案选择不当，需求长期维护，高额的维护费将续传给后代。为此，采矿公司必须在作业期间投入适当的恢复工程基建费，开始执行闭库方案，以在不花费过高代价和长期维护情况下安全闭库。

　　一、非硫化物尾矿闭库方案

　　非硫化物尾矿闭库方案如图1所示。

　　
　图1 非硫化物尾矿闭库方案

　　如果尾矿材料易排水，如钾碱、某些铀尾矿等，可以采用导流沟和导流堤，用地质聚合物稳固表面，然后再用土壤和植物覆盖，从而完成闭库；如果尾矿材料难以排水，如磷酸盐粘土、含氢氧化物的尾矿泥等，在不进行总体排水的场合，采用导流沟、导流堤和下游被动处理的湿地可以改善渗漏问题，湿地可为植物提供生长条件，有些地区可以采用振动技术排水或开导流沟和疏干方法，这样可在其上植被。

　　为了减少含硫化物尾矿库区向环境排放酸性水，可有各种方案，包括压密粘土覆盖；合成膜覆盖；接种细菌；表面填加石灰石；导流沟；充填碱、其它化学品或生物沟；排至湖内；化学处理；下游湿地；湿地覆盖；土壤和植物覆盖；形成硬壳；稳固地表（地质聚合物）。

　　二、硫化物尾矿闭库方案

　　硫化物尾矿闭库方案，可以考虑两种情况，即水位高的低位尾矿区和水位低的高位尾矿区。前者，如果在整个尾矿区建立起湿地沼泽，下游湿地将为渗漏水酸度降低及从中提取金属创造条件，也许有些地区，特别是尾矿区可以稳固的地区，适于覆盖以地质聚合物。

　　后者要求有良好的导流沟和导流堤，以汇聚酸性的和含污染物的渗漏水，以在下游湿地进行处理。高位区尾矿表面适于用地质聚合物稳固，继后采用土壤和植物覆盖。

　　陆地面和浓密排放是较新的尾矿沉积方法，由于不存在尾矿库排放方法所遇到的排水问题，闭库后立即可以采用地质聚合物覆盖、稳固尾矿达到有效闭库。实际上，为了在闭库之前建立起足够厚度的稳固层（形成合成硬壳），可以在作业的后期阶段开始进行地质聚合物沉积，实现的方法是直接在选厂尾矿浆内、或排放管内或尾矿库区内填加地质聚合物。

　　硫化物尾矿堆置在坑内（露天矿坑或专门挖掘的深坑），可以充填尾矿接近顶部，或保留一定高度的超高，排水后，采用地质聚合物覆盖。

　　在大多数情况下，可以考虑采用湿地和地质聚合物覆盖，或两者的联合。

　　三、中小铁矿尾矿库闭库复垦方案

　　1. 河滩围池尾矿复垦模式

　　该复垦模式已应用于有大面积河滩地的马兰庄铁矿。复垦工程程序：①将河滩地坝区划分成方形池（每池2.67hm2）便于顺序排尾、复垦。②围埝，埝高3m，埝顶宽1～1.5m，边坡1：1，坝内底平面形成向溢流管倾斜的3%～5%坡度。③埝内一侧设溢流口，清水溢流池外排入田间或入河流，溢流管每隔30～50㎝开一排也以减少溢水积存深度。

　　溢流管每隔20m设一排尾矿管，一池排尾矿，排满后，干燥20天，再平整，在上部复土大于30㎝后可种植农作物，然后尾矿管转排相邻另一池，重复上述作业，其复垦工艺示意图见图2。工艺流程见图3。

　　
　图2  河滩围池尾矿复垦工艺示意图

　　1-管路基；2-围埝；3-矿浆管；4-阀门；5-支管；

　　6-溢流管；7-闸阀；A-干燥段；B-筑坝段；C-准备段。

　　
　图3  尾矿复垦工艺流程图

　　2. 尾矿充填低洼地或冲沟复垦模式

　　迁安市赵店子铁矿、包官营铁矿、迁西县汉儿庄铁矿、遵化市王爷陵铁矿、已用此模式建造了百亩沙地梨，间种旱田作物和小麦，水稻也成方成片，长势良好。这种复垦模式选用于选厂附近有冲沟、山谷或低洼地。这种尾矿库坝短，工程最小，基建费用低。工程要求：用废石在适宜的山谷或冲沟处分段筑坝，坝高一般小于4~5米，岩石砌坝有孔隙可将尾矿水渗出，或在坝内埋高溢流管，排出的清水由回水系统回收供选矿厂重复使用。尾矿充填顺序是先充填山谷的地势高处，再充填低处，便于分区复垦，尾矿充满干涸后经推土机平整，在上部铺以大于30㎝复土即可种植农作物，如图4所示。

　　图4  尾矿充填低洼地或冲沟技术示意图

　　3. 分期分段种草植林复垦技术

　　该复垦模式在迁安首钢矿山公司大石河矿区尾矿库已分段在尾矿库干坡段植树，起到了固沙固氮、绿化环境、减少污染的作用，经过种植也增加尾矿沙的有机质含量。该模式适用于较大的、服务年限较长的尾矿库，要根据尾矿库干坡段进展情况分期分段种草植林。

　　4. 尾矿库闭库复垦技术要点

　　尾矿是经过加工的矿岩，已形成散体结构，有一定湿度，有假相胶结，它对堆积地点要产生一个集中载荷场。由于是散体结构，故要破坏地形地貌，污染环境，也影响环境地质。尾矿库选址一般都就近选在山沟、山谷，在居民区的下风侧尽量远离厂区。大中型尾矿库一般容积都在上千万吨，服务年限10～20年，故尾矿坝稳定性保护都非常重视。

　　地方中小铁矿由于有的矿山不重视尾矿合理排放，造成占地面积大、淤积河流、污染环境。但是，经验证明矿山规模小，尾矿量少，故易于组织填沟填谷复垦，并易于采取灵活式样的形式组织实施。鉴于上述特点，在尾矿复垦决策中本着分区分期，将复垦纳入排尾工艺，循序渐进处理，结合中小铁矿特点，采取分散热排入、分片复垦工艺。

　　（1）尾矿库闭库复垦技术要点

　　①因地制宜，总结多种尾矿复垦技术方案。如根据地形变化的有河滩围池筑坝复垦技术，充填沟谷分段筑坝复垦技术，有尾矿覆土复垦，也有尾矿不覆土复垦，要因地制宜，既考虑简化工艺过程，又要考虑科学性。

　　②在尾矿复垦实践中要注意完成矿区土地复垦方案设计。初步设计包括建立复垦点、测地质地形图、做工程复垦方案、完成技术经济分析，进行农林作物筛选，进行农林作物种植试点，追踪调查农作物长势、产量、施肥情况统计，追踪调查土壤熟化情况、土壤及农作物有毒有害元素含量变化，以便采取措施加速熟化土壤，治理并减少对土壤、农作物有毒有害元素污染，进行尾矿复垦效益分析（包括经济、生态、社会效益）。

　　③制定符合本地具体条件的复垦土地技术标准，以起到指导作用。

　　（2）生物复垦是工程复垦的延续，是土地复垦过程中不可分割的一部分。如筛选作物品种、作物轮作、间种；各种培肥措施；监测土壤及农作物有毒有害元素，采取措施减少危害；加速复垦地生土熟化，边坡植被覆盖，农、林、副、渔等复垦技术的优化配置等。这些措施对提高土壤肥力和作物产量水平都起着重要的作用。