赵筠康等：常规肉化物和高分子材料抑制尾矿库扬尘的试验 487 paper emphasizes that the selection of dust-depressor can be determined based on the local annual mean wind speed,whereby polyacrylamide should be selected as the dust suppressant for a tailings pond when the annual mean wind speed is high.Otherwise, CaCl should be selected as the dust-depressor for a tailings pond. KEY WORDS copper tailings;halides;polymer materials;wind erosion resistance;penetration resistance 尾矿是矿石经选矿甄别、提取有用矿物后剩 1 试验材料及方法 余的固体残渣四.尾矿通常以干式和湿式的方式被 1.1试验材料 排放到尾矿库内堆存起来回.目前，我国有将近 1.1.1试验用尾矿 1.2万座尾矿库分布在全国各地（除上海和天津）间 试验用尾矿为四川凉山矿业股份有限公司下 由于排放的尾矿粒度比较细且二氧化硅含量高， 属小打鹅尾矿库的铜矿尾矿（通过浮选工艺产 颗粒间缺乏黏性，保水能力极差，在微风作用下， 生)，属尾粉土，其颗粒级配曲线如图1所示，化学 尾矿颗粒很容易被扬起，形成扬尘扬沙，造成环境污 成分如表1所示.由颗粒分析结果可知，该铜尾矿 染)，扬尘扬沙是尾矿库的主要环境问题之一 的中值粒径为78.64um,其颗粒级配不均匀系数 它不仅污染矿区周边环境，严重影响周围植被的 Cu为6.577，颗粒级配曲率系数C。为1.193，级配良 生长门，还会威胁到矿区周边居民的身体健康，有 好.示例图片如图1 的还可能成为区域性沙尘暴的来源.因此，很有必 要针对尾矿库扬尘扬沙的防治开展研究 100 目前，尾矿库的扬尘抑制方法分为洒水、复垦 80 或覆土方法及化学抑尘法氏割洒水抑尘法有效抑 尘时间短、耗水量大，不适用水资源短缺的干旱地 60 区.复垦或覆土方法主要针对已经闭库的尾矿库， 其治理彻底，防尘效果显著，但需要大量的种植 0 土，成本过高例化学抑尘法被认为是解决开放性 尘源扬尘污染的最佳方法.那琼通过室内外 之 试验，研究出一种无机固化剂，将其用于马钢姑山 铁矿尾矿库防尘效果比较好.杜翠凤等山研究出 1.000 0.100 0.010 0.001 Particle size/mm 一种黏结型抑尘剂，通过室内外测试，尤其半工业 图1铜尾矿粒径分布曲线 性试验，效果也比较好.但有关化学抑尘剂在尾矿 Fig.1 Particle size distribution curve of copper tailings 库防尘方面成功应用的案例，至今少见报道.因 1.1.2卤化物抑尘剂 此，有必要开展化学抑尘法在尾矿库防尘中的试 卤化物具有良好的吸湿性、持水性，且能提高 验研究 土颗粒间的张力等特点]试验选取了3种卤化 文献[12]对化学抑尘的基本原理和方法等进 物(NaCl、MgCl2、CaCl,),其吸湿性是由于卤化物 行了翔实的介绍.化学抑尘方法的关键是寻找合 及其结晶水合物均是易潮解的物质，具有良好的 适的化学抑尘剂.本文以有色金属铜矿浮选尾矿 吸湿性：而持水性则是由于其蒸汽压力比水低，当 为研究对象，选取3种常规的卤化物(NaCI、MgCl2、 卤化物的浓度较大，且蒸汽压小于空气中水蒸气 CaCl2)和3种高分子材料（木质素磺酸钙(LS)、聚 的分压时，将不断吸取周围空气中的水分，直至两 乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM))作为抑尘剂， 者的蒸汽压相等.文献[12]指出常见的3种卤化 针对这些抑尘剂的抑尘效果进行系统研究.研究 物水溶液的抗蒸发性顺序依次为：MgCl2,CaCl2, 成果可为矿山尾矿库的扬尘防治所应用 NaCl. 表1铜尾矿的化学组成 Table 1 Chemical composition of copper tailings Chemical element 易 Ca Fe Al Na Mg P Ti Other Mass fraction 46.84 16.84 13.32 9.813.792.562.06 1.871.02 1.89paper  emphasizes  that  the  selection  of  dust-depressor  can  be  determined  based  on  the  local  annual  mean  wind  speed,  whereby polyacrylamide  should  be  selected  as  the  dust  suppressant  for  a  tailings  pond  when  the  annual  mean  wind  speed  is  high.  Otherwise, CaCl2 should be selected as the dust-depressor for a tailings pond. KEY WORDS    copper tailings；halides；polymer materials；wind erosion resistance；penetration resistance 尾矿是矿石经选矿甄别、提取有用矿物后剩 余的固体残渣[1] . 尾矿通常以干式和湿式的方式被 排放到尾矿库内堆存起来[2] . 目前，我国有将近 1.2 万座尾矿库分布在全国各地（除上海和天津）[3] . 由于排放的尾矿粒度比较细且二氧化硅含量高， 颗粒间缺乏黏性，保水能力极差，在微风作用下， 尾矿颗粒很容易被扬起，形成扬尘扬沙，造成环境污 染[4−5] . 扬尘扬沙是尾矿库的主要环境问题之一[6] . 它不仅污染矿区周边环境，严重影响周围植被的 生长[7] ，还会威胁到矿区周边居民的身体健康，有 的还可能成为区域性沙尘暴的来源. 因此，很有必 要针对尾矿库扬尘扬沙的防治开展研究. 目前，尾矿库的扬尘抑制方法分为洒水、复垦 或覆土方法及化学抑尘法[5, 8] . 洒水抑尘法有效抑 尘时间短、耗水量大，不适用水资源短缺的干旱地 区. 复垦或覆土方法主要针对已经闭库的尾矿库， 其治理彻底，防尘效果显著，但需要大量的种植 土，成本过高[9] . 化学抑尘法被认为是解决开放性 尘源扬尘污染的最佳方法[10] . 那琼[4] 通过室内外 试验，研究出一种无机固化剂，将其用于马钢姑山 铁矿尾矿库防尘效果比较好. 杜翠凤等[11] 研究出 一种黏结型抑尘剂，通过室内外测试，尤其半工业 性试验，效果也比较好. 但有关化学抑尘剂在尾矿 库防尘方面成功应用的案例，至今少见报道. 因 此，有必要开展化学抑尘法在尾矿库防尘中的试 验研究. 文献 [12] 对化学抑尘的基本原理和方法等进 行了翔实的介绍. 化学抑尘方法的关键是寻找合 适的化学抑尘剂. 本文以有色金属铜矿浮选尾矿 为研究对象，选取 3 种常规的卤化物（NaCl、MgCl2、 CaCl2）和 3 种高分子材料（木质素磺酸钙 (LS)、聚 乙烯醇（PVA）、聚丙烯酰胺（PAM））作为抑尘剂， 针对这些抑尘剂的抑尘效果进行系统研究. 研究 成果可为矿山尾矿库的扬尘防治所应用. 1    试验材料及方法 1.1    试验材料 1.1.1    试验用尾矿 试验用尾矿为四川凉山矿业股份有限公司下 属小打鹅尾矿库的铜矿尾矿（通过浮选工艺产 生），属尾粉土，其颗粒级配曲线如图 1 所示，化学 成分如表 1 所示. 由颗粒分析结果可知，该铜尾矿 的中值粒径为 78.64 μm，其颗粒级配不均匀系数 Cu 为 6.577，颗粒级配曲率系数 Cc 为 1.193，级配良 好. 示例图片如图 1. 1.000 0.100 0.010 0.001 0 20 40 60 80 100 Percentage smaller/ % Particle size/mm 图 1    铜尾矿粒径分布曲线 Fig.1    Particle size distribution curve of copper tailings 1.1.2    卤化物抑尘剂 卤化物具有良好的吸湿性、持水性，且能提高 土颗粒间的张力等特点[13] . 试验选取了 3 种卤化 物（NaCl、MgCl2、CaCl2），其吸湿性是由于卤化物 及其结晶水合物均是易潮解的物质，具有良好的 吸湿性；而持水性则是由于其蒸汽压力比水低，当 卤化物的浓度较大，且蒸汽压小于空气中水蒸气 的分压时，将不断吸取周围空气中的水分，直至两 者的蒸汽压相等. 文献 [12] 指出常见的 3 种卤化 物水溶液的抗蒸发性顺序依次为：MgCl2，CaCl2， NaCl. 表 1 铜尾矿的化学组成 Table 1  Chemical composition of copper tailings % Chemical element Si Ca Fe Al Na Mg P S Ti Other Mass fraction 46.84 16.84 13.32 9.81 3.79 2.56 2.06 1.87 1.02 1.89 赵筠康等： 常规卤化物和高分子材料抑制尾矿库扬尘的试验 · 487 ·