大冶市非煤礦山尾礦庫尾砂綜合利用研究

黃建剛 胡光洲

（1.湖北光谷東國有資本投資運營集團有限公司；2.中國礦業大學化工學院）

大冶市具有近3 000 a 的礦業史，是全國六大銅礦生產基地之一、十大鐵礦生產基地之一和建材重點產地。近年來，大冶市認真貫徹落實習近平總書記關于安全生產、長江大保護系列重要指示精神，牢固樹立安全綠色發展理念，大力實施尾礦庫綜合治理工作。為此，結合實際，分析概述大冶市非煤礦山尾礦庫尾砂綜合利用情況，就如何高效利用大冶市尾礦庫尾砂，提出相關對策及建議，以促進尾砂的綜合利用。

1 大冶市非煤礦山概況

1.1 尾礦庫基本情況

近年來，大冶市強化安全風險源頭管控，大力實施尾礦庫綜合治理工作，累計完成閉庫、卸庫方式治理尾礦庫160座，尾礦庫總量從164座壓減到4座，其中包含2017 年黃石市下放大冶市管理的11 座尾礦庫。

目前，大冶市現有尾礦庫4座，分別是金湖街辦2座、陳貴鎮2 座。按選礦工藝劃分，采取洗選后直接排放3 座，采取干堆方式1 座；按企業性質劃分，國有礦山尾礦庫2 座，民營尾礦庫2 座；按庫容等級劃分，三等庫1座，五等庫3座；按安全度劃分，正常庫4座。

1.2 選廠基本情況

經過多年“五小”企業整治，根據大冶市生態環境部門登記數據，全市現有選廠48家。其中，非煤礦山配套選廠20家（民營15家、國有5家），獨立選廠28家；有尾礦庫的選廠4家，無尾礦庫的選廠44家。

1.3 尾砂基本情況

大冶市不完全統計的尾砂總量約6 800 萬m3，其中金銅礦尾砂約3 900 萬m3，鐵礦尾砂約2 900 萬m3。

（1）金銅礦尾砂主要分布在大箕鋪鎮、金湖街辦，其中庫容大于50 萬m3的有9 座，總計存量約3 500 萬m3，分別為湖北三鑫金銅股份有限公司大青山尾礦庫50 萬m3、湖北三鑫金銅股份有限公司干堆尾礦庫110 萬m3（在用）、大冶有色金屬有限責任公司銅山口銅礦尾礦庫接替工程500 萬m3（在用）、大冶有色銅山口礦周家園尾礦庫1 310 萬m3、大冶有色銅綠山礦尾礦庫1 305 萬m3、大冶市大紅山尾礦庫100 萬m3、大冶市大紅山吳家畈尾礦庫111.67 萬m3、大冶市紅衛鐵礦尾礦庫50 萬m3。

（2）鐵礦尾砂主要分布在金山店鎮、陳貴鎮、靈鄉鎮、還地橋鎮、保安鎮，其中庫容大于50 萬m3的有3座，總計存量約2 386 萬m3，分別是大冶市金成礦業有限公司李萬隆鐵礦尾礦庫90 萬m3、大冶市同和礦業有限公司尾礦庫56 萬m3、武鋼金山店鐵礦錫冶山尾礦庫2 240 m3。

（3）鎢礦尾砂主要分布在金湖街辦和大箕鋪鎮，分別是大冶市金湖街辦龍角山尾礦庫230 萬m3，大箕鋪鎮付家山礦業公司干堆庫10 m3（在用）。

2 綜合利用情況

2.1 主要政策

（1）國家15 部委聯合印發的《關于促進砂石行業健康有序發展的指導意見》（發改價格〔2020〕473號）要求，積極推進砂源替代利用，支持廢石尾礦綜合利用。

（2）應急管理部等國家八部門聯合印發《防范化解尾礦庫安全風險工作方案》（應急〔2020〕15 號）要求，強化綜合施策，切實減少尾礦庫存量。

（3）《省安委會關于印發湖北省防范化解尾礦庫安全風險工作方案的通知》（鄂安〔2020〕5 號）要求，穩妥推進尾礦資源綜合利用，加大產業政策引導和支持力度，鼓勵尾礦庫企業采用先進技術利用尾礦，逐年減少尾礦堆存量乃至消除尾礦庫，從源頭上消除尾礦庫安全風險。

（4）《關于印發湖北省“無廢城市”建設三年行動方案的通知》（鄂環發〔2023〕9 號）要求，聚焦冶煉渣、粉煤灰、工業副產石膏、尾礦等大宗工業固廢，推進在有價組分提取、建材生產、生態修復等領域資源化利用產業鏈，推動大宗工業固廢規模化利用。

2.2 主要利用方式

尾礦庫綜合利用的主要方式是閉庫后壩面綜合利用（如光伏發電）和卸庫后土地綜合利用等方式［1-2］，如湖南臨鄉桃礦利用尾礦庫布置光伏發電。尾砂綜合利用的主要方式是積極推廣尾礦回采提取有價組分［3］，利用尾礦生產建筑材料［4］，充填采空區［5］，回填路基等。

2.2.1 利用類應用場景

通過卸庫實現尾砂資源的二次利用，堅持“小庫先行先試”，目前大冶全市已有盛茂、同和、鑫通3 座尾礦庫，經省應急廳批準采用卸庫方式治理。

（1）尾砂制磚主要應用于農村步道、低層房屋隔墻、裝飾圍墻等，目前李萬隆尾礦庫投入1 000多萬元在尾礦庫旁建設制磚車間，進行尾砂利用，35%粗砂直接售賣，30%中砂制磚，35%尾泥無法處置。

（2）混凝土摻砂。兌泰公司通過添加活性劑激發尾泥活性，1 t 混凝土可摻加3%～5%的尾泥。如添加水渣、粉煤灰將提升尾泥摻量。

（3）水泥摻砂。在水泥生產環節，通過煅燒來增添尾泥活性，可摻加5%～8%。

（4）低強度預制件摻砂可應用于河道邊坡護柵、公路兩旁水溝硬化、農村步道、樹坑圍砌等。

（5）3D 打印原料摻砂［6］主要應用在風景區、公園、城市街道等區域的雕塑、座椅、崗亭、障礙球等構件。

（6）土壤改良摻砂［7］。吉林市通過礦石尾泥與化學物質混合，拌成新型土壤改良材料，應用于鹽堿地改良，應用效果較好。

2.2.2 暫存類應用場景

（1）地下充填。一是采空區充填。鼓勵非煤礦山企業利用尾砂進行采空區治理，大冶全市井下非煤礦山充填尾砂量達200 萬m3/a，降低了尾砂產生量。二是地質災害治理。通過對陳貴劉家畈礦區、靈鄉普慶礦區等約400 萬m3地下采空區進行尾砂充填，大大降低了區域重大地質災害風險。

（2）路基回填［8］。道路建設過程中，采用對低凹處路基直接回填、混合黏土回填等方式，消耗難以處理的尾泥。

（3）連片復綠［9］。對一些連片、尾砂利用價值不高或一定時期內不予利用的尾砂堆棄場，采取改良土壤、覆土種植綠化等方式，恢復生態。如金湖生態園、余修齊公園等。

2.3 綜合利用難題

（1）尾礦庫利用的主要難題。一是尾礦庫閉庫后進行壩面綜合利用（如光伏發電），目前，國家未出臺相關審批政策和程序規定；二是尾礦庫在閉庫后沒有水，整片庫區如同沙灘，一定時間內地質條件不穩定，存在沉降問題。

（2）尾砂利用的主要難題。一是尾砂環保難題。金銅礦尾砂中有機物含量低，含有重金屬、選礦藥劑等有害物質，其硫化物氧化和酸的生成在很大程度上會影響植物的生長，另外，尾礦與礦質肥料可能發生化學作用，并具有一定腐蝕性。大部分鐵礦尾砂含硫較高，有的達到4%，綜合利用時環保問題較為突出。二是尾砂粒度難題。金銅礦尾砂粒度-0.074 mm 含量占80%以上，鐵礦尾砂-0.074 mm 含量占60%左右，-0.074 mm粒級尾砂如何利用，目前國內還沒有很好的解決方案。若只取粗砂，留存細砂，尾礦庫存在的風險將增大［10］。三是二次排放難題。目前，尾砂有效利用率不高，金銅礦尾砂可利用量不足30%，鐵礦尾砂可利用量約60%，如果不能全部利用，則需重新置地存放。四是成本控制難題。細顆粒尾砂用于新型建筑材料，要添加一定量的固化劑，增加了生產成本，同時由于產品質量較重，不宜用于高層建筑，產品受用途、成本和服務半徑等因素影響很大。

3 綜合利用建議

針對大冶市礦山采空區多、尾砂存量大等安全環保問題，通過對尾礦庫采取“控制增量、減少存量”的工作思路，對尾砂采取“因砂制宜、分類處置”的工作思路，在安全、環保、技術達標的前提下，鼓勵運用尾砂進行采空區治理、地質災害治理、制備新型建筑材料等，打好“組合拳”，實現安全、環保、土地、效益四方面多贏。

3.1 重點尾礦庫及其尾砂綜合利用概況

（1）龍角山尾礦庫（鎢礦）。龍角山尾礦庫面積約0.20 km2，庫內最大高差22.3 m，尾砂量215 萬m3，其 中WO3含 量0.26%，SiO2、CaO、TFe 含 量 分 別 為29.82%，25.87%，14.40%，WO3金屬量8 574.17 t，礦產鐵金屬量45.86 萬t。

該庫尾砂采取尾礦回采提取有價組分+二次尾砂再利用方式。目前，WO3金屬量價值17 萬元，回采可提取6 000 t，鐵金屬回采價值用于抵消卸庫采選和二次尾砂運輸成本，3 a 內完成回采，回采凈收益約10 億元（不含尾砂利用和土地價值）。

（2）錫冶山尾礦庫（鐵礦）。金山店鐵礦錫冶山尾礦庫始建于1971 年，屬傍山型尾礦庫，設計庫容2 240 萬m3，屬三等尾礦庫。

該庫尾砂采取粗砂直接用于一般建筑、中細砂再利用方式。從安全管理角度來看，從大型尾礦庫取砂危險性很高，若遇雨季，危險系數更高。該庫尾砂利用的關鍵問題是細顆粒尾砂能否用于制磚和制磚年利用量，如細顆粒尾砂年利用量達400 萬t 以上（全尾砂則約500 萬t），即可啟動卸庫；否則，建議待武鋼金山店鐵礦下馬后再啟動尾砂綜合利用，細顆粒尾砂可直排該礦張伏山露天坑。目前，該礦按粗砂率35%、價格35 元/t、鐵精礦回選5%、價格900 元/t計算，5 a 內完成回采，回采凈收益約13.5 億元（不含中、細尾砂和土地價值）。

（3）銅綠山和銅山口周家園庫（銅礦）。銅綠山礦尾礦庫屬平地型尾礦庫，壩高28 m，有效庫容1 355 萬m3，屬四等庫；周家園尾礦庫屬傍山型尾礦庫，全庫容1 312 萬m3，設計總壩高37.0 m，屬三等庫。

該庫尾砂采取尾礦回采提取有價組分+二次尾砂再利用方式。由于建礦初期選礦技術因素，銅綠山庫尾砂中含有大量低品位銅和氧化鐵，銅山口庫尾砂中含有大量低品位銅，回采提取有較大價值。目前，因技術和環保因素制約，尾砂難以合理利用。對銅山口周家園、銅綠山等尾礦庫閉庫后騰出的1 466 740 m2土地進行綜合利用，用于壩面光伏發電。同時，待銅山口礦下馬后，利用該礦露天坑，可啟動周家園尾礦庫的尾砂回采提取工作。目前，10 a內完成兩庫回采，凈收益約30 億元（不含尾砂利用和土地價值）。

3.2 工作建議

（1）成立領導機構。市政府應成立工作專班，市領導任組長，應急、資規、生態環境、交通、農業、屬地鄉鎮等部門單位為成員，明確卸庫、選礦、尾砂利用加工、產品應用服務職責，加大卸庫方式治理的支持力度，從政策層面、資金層面上予以一定的扶持，開辟項目審批綠色通道，實施尾砂利用全過程組織保障，確保優先消耗尾砂產品，激發市場綜合利用熱情。

（2）出臺獎補政策。一是按照“上游反哺下游”的原則，由礦業協會自發設立尾礦消耗處理基金，礦山開采企業按一定標準計提，支持尾礦利用企業“吃干榨盡”，并給予相應獎補，例如湖北麻城花崗巖礦業、吉林市蛟河石材工業區均實施獎補，獎補標準為25～45 元/t；二是實施稅費減免；三是出臺政策，鼓勵優先選用尾砂制品。

（3）制訂應用方案。按照“一庫一方案”的原則，一是對全市可利用的尾礦庫進行價值（安全、環境、經濟）排序，明確利用時間順序；二是結合庫容大小，明確每項應用場景的尾砂消耗量，并確保一定安全系數，同時制訂特殊情況下的應急處理措施方案，確保每庫都能實現安全、有序、有效進行卸庫和利用，不造成新的安全和生態風險。

（4）給予招商待遇。在金湖街辦非金屬產業園建立循環經濟產業園，市屬平臺公司引入技術公司、資本方共同參與組建尾砂綜合利用項目公司。目前，香港新華集團、廈門兌泰、中國綠洲鴻源集團、中國新城鎮等單位對組建項目公司較為積極。

（5）適度配置固廢。一是按照“固廢+固廢=資源”的理念，加大多種互補固廢的協同處置，適度將市域內鋼鐵廠煉鋼后的水碴（鋼碴）、粉煤灰等固廢，在同等條件下售賣給尾砂利用項目公司，解決尾泥活性度不高的難題，提高尾泥的應用范圍和用量；二是引導鼓勵市域水泥廠在確保水泥質量的前提下，應用一定量的尾砂，并給予適當獎補。

（6）加大試驗研究。例如，與中建西部建設研究院合作，加大尾砂在新型建筑材料中的應用；與吉林省農科院合作，加大尾砂在土地改良中的應用等。

4 結 語

針對大冶市各級政府的尾砂獎補政策和大冶市礦山采空區多、尾砂存量大等尾砂庫特點，介紹了重點尾砂庫的治理概況，提出了采取“控制增量、減少存量”的工作思路和對尾砂采取“因砂制宜、分類處置”的策略，實現從“有尾”到“無尾”的目標，以獲得安全、環保、土地、效益四方面多贏的效果。