1.背景简介

据报道，世界各国矿业开发所产生的尾矿每年达50亿吨以上，我国现有矿山尾矿堆存量已超过60亿吨，而且还以每年约3亿吨的速度增加。随着矿业开发规模的增大和入选矿石品位的降低，尾矿堆存的数量还将逐年增大，其堆放场地产生的扬尘已对生态环境造成严重污染。因此对尾矿扬尘的综合治理和开发利用已成为世界各国共同关心的课题_[1]。

根据2022年和2023年鞍山气象资料显示，鞍山全年风向为南风或北风，风力等级基本上为3~4级，少见4~5级和5~6级风。由于鞍山尾矿库的地理位置和鞍山全年风向、风力、天气的原因，尾矿扬尘在全年都会形成，且春、冬季多发。尾矿扬尘污染是我国城市生态环境破坏的重大局部污染源之一。尾矿扬尘治理难度大、投入高，一直是大气污染防治中的难题，一直以来都没有一个行之有效的方法。

2.尾矿库扬尘原因

2.1尾矿颗粒细

西安建筑科技大学1998年对马钢南山铁矿的尾矿起动摩阻风速进行了风洞试验，得出了起动摩阻风速与尾矿粒径的平方根成线性增加关系。尾矿粒径越细起动摩阻速度越少，粉尘量越大，增加了尾矿扬尘治理的难度和起尘量_[2]。

2.2尾矿库坝体高度增加

大孤山尾矿库已使用多年，坝体高度不断增加，随之坝顶风力也在加大，从而增加了尾矿扬尘的发生机率。坝体标高越高，坝顶风速越大。

2.3干滩长度过长

尾矿库干滩长度是保证坝体安全的重要措施之一，同时也是产生尾矿扬尘的主要场所。如何在保证坝体安全的情况下，合理确定干滩长度，减少扬尘污染是尾矿库管理中要解决的关键难题。目前大孤山尾矿库的实际干滩长度均远大于规范规定值。

2.4多管排放管理不到位

采用多管小流量分散放矿的方式，将尾矿排入尾矿库，在干枯沉积物上可覆盖一层细粒级尾矿。尾矿干后可形成经受风侵袭的表皮层，不仅可用于短期的防尘，还可用于长期固结尾矿的表面。但在具体管理和生产安排上，多管排放间距不合理，投资资金不到位，改为独管排放，多管排放时间间隔过长，影响了防尘效果等。

3.尾矿扬尘治理难点及必要性

3.1治理难点

（1）库区面积大，无论洒水还是软覆盖，作业量大，难以达到扬尘作业面。

（2）洒水作业量大，蒸发量也大，耗水量极大，水成本巨大。

（3）轮换排放的方式决定需要作业面重复形成，需要反复作业，并非一次成型。

（4）干滩面为临时形成，无法大规模机械作业。

（5）冬季气温低，易结冻。

（6）干滩位于浸润线之上，含水率极低，不适于植物生长繁殖

3.2尾矿扬尘治理必要性

尾矿库的大量存在对环境空气质量构成了严重威胁，其对大气环境的污染主要是尾矿库扬尘。尾矿中的有关成分和残留的选矿药剂也会对大气和水造成严重污染。由于金属矿山尾矿颗粒极细，排出的尾矿干燥无覆盖时，遇大风极易扬尘，人吸入后极易导致呼吸道疾病。

尾矿库扬尘现象已受到市政府、市生态环境局高度重视。鞍山市第十七届人民代表大会常务委员会第二十次会议通过，《鞍山市矿山扬尘污染防治规定》，内容强调尾矿库应当采取喷淋、洒水、喷洒抑尘剂、覆盖防尘网、绿化等抑尘措施。市领导强调，要充分认识扬尘治理工作的重要性，治理扬尘是一项重要的民生工程，要尽快进行责任分解，狠抓落实。尾矿库扬尘对环境污染和人类健康影响极大，已经到了非治理不可的地步。

4.尾矿扬尘治理方法

目前，大孤山尾矿库采用的抑尘方法有两种，一是洒水的方式，二是软覆盖的方式。

对现有的尾矿防治扬尘方法的研究发现，干滩喷淋和粉尘覆盖剂等方法虽然对治理扬尘有一定效果，但干滩喷淋，耗水量极大，夏季喷淋，蒸发快，不能长时间抑制扬尘；冬季喷淋，室外温度低，有结冻现象，管道冻裂，冬季使用受到限制_[3]。粉尘覆盖剂，则需要人工或者洒水车喷洒，费时费力，还存在喷洒不均匀的情况_[4]。

以上方法已不能满足扬尘治理要求。所以，需要一种行之有效的尾矿扬尘治理方法。

5.尾矿湿式无尘排放技术

在矿浆排放的过程中，向矿浆中直接投加扬尘抑制剂，使其与矿浆混合，排放到干滩上失水后即固结_[5]。此工艺方法操作简单、建设费用少、运行费用低、节省人工费用，不影响选矿厂正常生产活动_[6]。

粉尘抑制剂在矿山运输路面、矿堆、尾矿坝等领域的扬尘治理均有应用_[7]。采用人工喷洒或车辆喷洒的方式喷洒在覆盖物上抑制粉尘产生。粉尘抑制剂能将颗粒非常好地粘接在一起，加强稳固_[8]。

根据粉尘抑制剂的性能，辽宁可立尔研发出两种适用于尾矿处理的固结剂，即Clear-KY470-1和 Clear-KY470-2药剂。

对固结剂抑制扬尘的效果做了两组小试试验。

在矿浆中加入Clear-KY470-1固结型药剂，药剂分散到矿浆中，与矿浆充分混合，再加入Clear-KY470-2分离型药剂，使矿浆与两种药剂螯合在一起，同时水分析出，达到固液分离的目的。

通过不同组分的药剂试验，加入Clear-KY470-1和 Clear-KY470-2药剂的矿浆固结效果好，能够抵御3到6等级的自然风，且能够满足尾矿排放30天周期抑制尾矿扬尘的作用。

由此可见，尾矿湿式无尘排放技术是能够抑制尾矿扬尘现象，是可行的、有效的尾矿库扬尘治理方法。

6.未来发展

第十二届全国人大会修订的《中华人民共和国大气污染防治法》对大气污染防治的监督管理、大气污染防治措施、重点区域大气污染联合防治等内容作出规定。大气污染防治工作确定了包括扬尘综合整治在内的八类重点工程。

尾矿库扬尘对空气污染严重，已经到了非治理不行的地步。我们提出的尾矿湿式无尘排放方案，响应国家法律法规，能够有效抑制尾矿库扬尘污染，能够解决尾矿库扬尘难治理、投入大等问题。尾矿湿式无尘排放是尾矿库扬尘治理未来发展的必然趋势。

截止到2023年，全国尾矿库数量为4919座，虽较2020年下降了32.4%，但几乎所有的尾矿库都存在扬尘污染的问题。如果对全国的尾矿库进行扬尘治理，不仅带来极大的环境效益，对尾矿库治理的投入同时会产生巨大的经济效益。

参考文献：

[1]张鸿雁, 王元, 陈祥芬.铁矿尾矿库区粉尘污染源强研究西安建筑科技大学学报, 1998, 30( 4) : 396-398

[2]杨佐涛.齐大山铁矿尾矿矿砂对环境污染的风洞试验[ J].中国沙漠, 1992, 12( 2 ) : 53-57

[3]黄燕.金属尾矿库扬尘影响分析及污染防治措施建议[ J].化学工程与装备, 2009( 7) : 218-219

[4]余勇.扬尘的污染特性及防治措施的研究[J].江苏环境科技，2008年S1期

[5]石刚.浅谈扬尘污染防治对策.能源与节能，2013

[6]李增高，邱飞程.控制扬尘污染措施探讨[J].山东环境，2001年01期

[7]陈沅江，潘长良，吴超.稳定土技术在土路扬尘治理中的应用及展望[J]，环境保护科学，2000年06期

[8]杜翠凤，蔡嗣经，蒋仲安.YCH抑尘剂抑制露天矿路面扬尘的实验研究[J]，北京科技大学学报，2007年S2期

[9]高峰，杨平，谢金亮.尾矿库扬尘污染的研究与防治，现代矿业，2015年第4期