大冶市非煤矿山尾矿库尾砂综合利用研究

黄建刚 胡光洲

（1.湖北光谷东国有资本投资运营集团有限公司；2.中国矿业大学化工学院）

大冶市具有近3 000 a 的矿业史，是全国六大铜矿生产基地之一、十大铁矿生产基地之一和建材重点产地。近年来，大冶市认真贯彻落实习近平总书记关于安全生产、长江大保护系列重要指示精神，牢固树立安全绿色发展理念，大力实施尾矿库综合治理工作。为此，结合实际，分析概述大冶市非煤矿山尾矿库尾砂综合利用情况，就如何高效利用大冶市尾矿库尾砂，提出相关对策及建议，以促进尾砂的综合利用。

1 大冶市非煤矿山概况

1.1 尾矿库基本情况

近年来，大冶市强化安全风险源头管控，大力实施尾矿库综合治理工作，累计完成闭库、卸库方式治理尾矿库160座，尾矿库总量从164座压减到4座，其中包含2017 年黄石市下放大冶市管理的11 座尾矿库。

目前，大冶市现有尾矿库4座，分别是金湖街办2座、陈贵镇2 座。按选矿工艺划分，采取洗选后直接排放3 座，采取干堆方式1 座；按企业性质划分，国有矿山尾矿库2 座，民营尾矿库2 座；按库容等级划分，三等库1座，五等库3座；按安全度划分，正常库4座。

1.2 选厂基本情况

经过多年“五小”企业整治，根据大冶市生态环境部门登记数据，全市现有选厂48家。其中，非煤矿山配套选厂20家（民营15家、国有5家），独立选厂28家；有尾矿库的选厂4家，无尾矿库的选厂44家。

1.3 尾砂基本情况

大冶市不完全统计的尾砂总量约6 800 万m3，其中金铜矿尾砂约3 900 万m3，铁矿尾砂约2 900 万m3。

（1）金铜矿尾砂主要分布在大箕铺镇、金湖街办，其中库容大于50 万m3的有9 座，总计存量约3 500 万m3，分别为湖北三鑫金铜股份有限公司大青山尾矿库50 万m3、湖北三鑫金铜股份有限公司干堆尾矿库110 万m3（在用）、大冶有色金属有限责任公司铜山口铜矿尾矿库接替工程500 万m3（在用）、大冶有色铜山口矿周家园尾矿库1 310 万m3、大冶有色铜绿山矿尾矿库1 305 万m3、大冶市大红山尾矿库100 万m3、大冶市大红山吴家畈尾矿库111.67 万m3、大冶市红卫铁矿尾矿库50 万m3。

（2）铁矿尾砂主要分布在金山店镇、陈贵镇、灵乡镇、还地桥镇、保安镇，其中库容大于50 万m3的有3座，总计存量约2 386 万m3，分别是大冶市金成矿业有限公司李万隆铁矿尾矿库90 万m3、大冶市同和矿业有限公司尾矿库56 万m3、武钢金山店铁矿锡冶山尾矿库2 240 m3。

（3）钨矿尾砂主要分布在金湖街办和大箕铺镇，分别是大冶市金湖街办龙角山尾矿库230 万m3，大箕铺镇付家山矿业公司干堆库10 m3（在用）。

2 综合利用情况

2.1 主要政策

（1）国家15 部委联合印发的《关于促进砂石行业健康有序发展的指导意见》（发改价格〔2020〕473号）要求，积极推进砂源替代利用，支持废石尾矿综合利用。

（2）应急管理部等国家八部门联合印发《防范化解尾矿库安全风险工作方案》（应急〔2020〕15 号）要求，强化综合施策，切实减少尾矿库存量。

（3）《省安委会关于印发湖北省防范化解尾矿库安全风险工作方案的通知》（鄂安〔2020〕5 号）要求，稳妥推进尾矿资源综合利用，加大产业政策引导和支持力度，鼓励尾矿库企业采用先进技术利用尾矿，逐年减少尾矿堆存量乃至消除尾矿库，从源头上消除尾矿库安全风险。

（4）《关于印发湖北省“无废城市”建设三年行动方案的通知》（鄂环发〔2023〕9 号）要求，聚焦冶炼渣、粉煤灰、工业副产石膏、尾矿等大宗工业固废，推进在有价组分提取、建材生产、生态修复等领域资源化利用产业链，推动大宗工业固废规模化利用。

2.2 主要利用方式

尾矿库综合利用的主要方式是闭库后坝面综合利用（如光伏发电）和卸库后土地综合利用等方式［1-2］，如湖南临乡桃矿利用尾矿库布置光伏发电。尾砂综合利用的主要方式是积极推广尾矿回采提取有价组分［3］，利用尾矿生产建筑材料［4］，充填采空区［5］，回填路基等。

2.2.1 利用类应用场景

通过卸库实现尾砂资源的二次利用，坚持“小库先行先试”，目前大冶全市已有盛茂、同和、鑫通3 座尾矿库，经省应急厅批准采用卸库方式治理。

（1）尾砂制砖主要应用于农村步道、低层房屋隔墙、装饰围墙等，目前李万隆尾矿库投入1 000多万元在尾矿库旁建设制砖车间，进行尾砂利用，35%粗砂直接售卖，30%中砂制砖，35%尾泥无法处置。

（2）混凝土掺砂。兑泰公司通过添加活性剂激发尾泥活性，1 t 混凝土可掺加3%～5%的尾泥。如添加水渣、粉煤灰将提升尾泥掺量。

（3）水泥掺砂。在水泥生产环节，通过煅烧来增添尾泥活性，可掺加5%～8%。

（4）低强度预制件掺砂可应用于河道边坡护栅、公路两旁水沟硬化、农村步道、树坑围砌等。

（5）3D 打印原料掺砂［6］主要应用在风景区、公园、城市街道等区域的雕塑、座椅、岗亭、障碍球等构件。

（6）土壤改良掺砂［7］。吉林市通过矿石尾泥与化学物质混合，拌成新型土壤改良材料，应用于盐碱地改良，应用效果较好。

2.2.2 暂存类应用场景

（1）地下充填。一是采空区充填。鼓励非煤矿山企业利用尾砂进行采空区治理，大冶全市井下非煤矿山充填尾砂量达200 万m3/a，降低了尾砂产生量。二是地质灾害治理。通过对陈贵刘家畈矿区、灵乡普庆矿区等约400 万m3地下采空区进行尾砂充填，大大降低了区域重大地质灾害风险。

（2）路基回填［8］。道路建设过程中，采用对低凹处路基直接回填、混合黏土回填等方式，消耗难以处理的尾泥。

（3）连片复绿［9］。对一些连片、尾砂利用价值不高或一定时期内不予利用的尾砂堆弃场，采取改良土壤、覆土种植绿化等方式，恢复生态。如金湖生态园、余修齐公园等。

2.3 综合利用难题

（1）尾矿库利用的主要难题。一是尾矿库闭库后进行坝面综合利用（如光伏发电），目前，国家未出台相关审批政策和程序规定；二是尾矿库在闭库后没有水，整片库区如同沙滩，一定时间内地质条件不稳定，存在沉降问题。

（2）尾砂利用的主要难题。一是尾砂环保难题。金铜矿尾砂中有机物含量低，含有重金属、选矿药剂等有害物质，其硫化物氧化和酸的生成在很大程度上会影响植物的生长，另外，尾矿与矿质肥料可能发生化学作用，并具有一定腐蚀性。大部分铁矿尾砂含硫较高，有的达到4%，综合利用时环保问题较为突出。二是尾砂粒度难题。金铜矿尾砂粒度-0.074 mm 含量占80%以上，铁矿尾砂-0.074 mm 含量占60%左右，-0.074 mm粒级尾砂如何利用，目前国内还没有很好的解决方案。若只取粗砂，留存细砂，尾矿库存在的风险将增大［10］。三是二次排放难题。目前，尾砂有效利用率不高，金铜矿尾砂可利用量不足30%，铁矿尾砂可利用量约60%，如果不能全部利用，则需重新置地存放。四是成本控制难题。细颗粒尾砂用于新型建筑材料，要添加一定量的固化剂，增加了生产成本，同时由于产品质量较重，不宜用于高层建筑，产品受用途、成本和服务半径等因素影响很大。

3 综合利用建议

针对大冶市矿山采空区多、尾砂存量大等安全环保问题，通过对尾矿库采取“控制增量、减少存量”的工作思路，对尾砂采取“因砂制宜、分类处置”的工作思路，在安全、环保、技术达标的前提下，鼓励运用尾砂进行采空区治理、地质灾害治理、制备新型建筑材料等，打好“组合拳”，实现安全、环保、土地、效益四方面多赢。

3.1 重点尾矿库及其尾砂综合利用概况

（1）龙角山尾矿库（钨矿）。龙角山尾矿库面积约0.20 km2，库内最大高差22.3 m，尾砂量215 万m3，其 中WO3含 量0.26%，SiO2、CaO、TFe 含 量 分 别 为29.82%，25.87%，14.40%，WO3金属量8 574.17 t，矿产铁金属量45.86 万t。

该库尾砂采取尾矿回采提取有价组分+二次尾砂再利用方式。目前，WO3金属量价值17 万元，回采可提取6 000 t，铁金属回采价值用于抵消卸库采选和二次尾砂运输成本，3 a 内完成回采，回采净收益约10 亿元（不含尾砂利用和土地价值）。

（2）锡冶山尾矿库（铁矿）。金山店铁矿锡冶山尾矿库始建于1971 年，属傍山型尾矿库，设计库容2 240 万m3，属三等尾矿库。

该库尾砂采取粗砂直接用于一般建筑、中细砂再利用方式。从安全管理角度来看，从大型尾矿库取砂危险性很高，若遇雨季，危险系数更高。该库尾砂利用的关键问题是细颗粒尾砂能否用于制砖和制砖年利用量，如细颗粒尾砂年利用量达400 万t 以上（全尾砂则约500 万t），即可启动卸库；否则，建议待武钢金山店铁矿下马后再启动尾砂综合利用，细颗粒尾砂可直排该矿张伏山露天坑。目前，该矿按粗砂率35%、价格35 元/t、铁精矿回选5%、价格900 元/t计算，5 a 内完成回采，回采净收益约13.5 亿元（不含中、细尾砂和土地价值）。

（3）铜绿山和铜山口周家园库（铜矿）。铜绿山矿尾矿库属平地型尾矿库，坝高28 m，有效库容1 355 万m3，属四等库；周家园尾矿库属傍山型尾矿库，全库容1 312 万m3，设计总坝高37.0 m，属三等库。

该库尾砂采取尾矿回采提取有价组分+二次尾砂再利用方式。由于建矿初期选矿技术因素，铜绿山库尾砂中含有大量低品位铜和氧化铁，铜山口库尾砂中含有大量低品位铜，回采提取有较大价值。目前，因技术和环保因素制约，尾砂难以合理利用。对铜山口周家园、铜绿山等尾矿库闭库后腾出的1 466 740 m2土地进行综合利用，用于坝面光伏发电。同时，待铜山口矿下马后，利用该矿露天坑，可启动周家园尾矿库的尾砂回采提取工作。目前，10 a内完成两库回采，净收益约30 亿元（不含尾砂利用和土地价值）。

3.2 工作建议

（1）成立领导机构。市政府应成立工作专班，市领导任组长，应急、资规、生态环境、交通、农业、属地乡镇等部门单位为成员，明确卸库、选矿、尾砂利用加工、产品应用服务职责，加大卸库方式治理的支持力度，从政策层面、资金层面上予以一定的扶持，开辟项目审批绿色通道，实施尾砂利用全过程组织保障，确保优先消耗尾砂产品，激发市场综合利用热情。

（2）出台奖补政策。一是按照“上游反哺下游”的原则，由矿业协会自发设立尾矿消耗处理基金，矿山开采企业按一定标准计提，支持尾矿利用企业“吃干榨尽”，并给予相应奖补，例如湖北麻城花岗岩矿业、吉林市蛟河石材工业区均实施奖补，奖补标准为25～45 元/t；二是实施税费减免；三是出台政策，鼓励优先选用尾砂制品。

（3）制订应用方案。按照“一库一方案”的原则，一是对全市可利用的尾矿库进行价值（安全、环境、经济）排序，明确利用时间顺序；二是结合库容大小，明确每项应用场景的尾砂消耗量，并确保一定安全系数，同时制订特殊情况下的应急处理措施方案，确保每库都能实现安全、有序、有效进行卸库和利用，不造成新的安全和生态风险。

（4）给予招商待遇。在金湖街办非金属产业园建立循环经济产业园，市属平台公司引入技术公司、资本方共同参与组建尾砂综合利用项目公司。目前，香港新华集团、厦门兑泰、中国绿洲鸿源集团、中国新城镇等单位对组建项目公司较为积极。

（5）适度配置固废。一是按照“固废+固废=资源”的理念，加大多种互补固废的协同处置，适度将市域内钢铁厂炼钢后的水碴（钢碴）、粉煤灰等固废，在同等条件下售卖给尾砂利用项目公司，解决尾泥活性度不高的难题，提高尾泥的应用范围和用量；二是引导鼓励市域水泥厂在确保水泥质量的前提下，应用一定量的尾砂，并给予适当奖补。

（6）加大试验研究。例如，与中建西部建设研究院合作，加大尾砂在新型建筑材料中的应用；与吉林省农科院合作，加大尾砂在土地改良中的应用等。

4 结 语

针对大冶市各级政府的尾砂奖补政策和大冶市矿山采空区多、尾砂存量大等尾砂库特点，介绍了重点尾砂库的治理概况，提出了采取“控制增量、减少存量”的工作思路和对尾砂采取“因砂制宜、分类处置”的策略，实现从“有尾”到“无尾”的目标，以获得安全、环保、土地、效益四方面多赢的效果。