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摘要：结合某镍矿项目尾渣深海填埋处理工程实例。介绍深海填埋项目设计、施工过程中的技术要点，为同类工程提供借鉴。
关键词：深海填埋；尾渣排放
1、深海填埋技术
深海填埋技术通过对填埋区海域进行详细的测海学勘测，了解当地海洋生物的生活区域、表层波浪波动范围、上升流区域和上升流强度大小以及海啸级别等多方面因素，采取合理工程措施，确保将排入的物料能顺利存储在设计区域，减少渣浆对排入海域的影响，甚至没有影响。
通过国际上已经进行的深海填埋工程实例的经验和对深海填埋技术的研究和探讨，要确保深海填埋技术对海域的影响最小，在工程设计中应在以下几方面重点考虑：
（1）设置脱气设施确保排入深海中的渣浆中没有空气，以免空气将浸渣带到海洋上层区域；
（2）渣浆排出点位置必须低于混合区和生物区；
（3）排出渣浆的容重有利于形成一个具有一定容重的水流，可以将浸渣带到更深处；
（4）渣浆排入深海沟，且该处海底的坡度可以保证将渣浆导入到一个允许的区域，该区域即要有足够的深度，而且还应使物料占用最小的面积；确保海洋上升流不能将浸渣带入到混合区。
2、国际上实际应用
目前，国际上已经有一些矿山工程采用了深海填埋技术，比如，在巴布亚新几内亚境内的Misima矿和Lihir矿就采用了深海填埋技术，其他的实例还包括加拿大的Island Copper矿和Kitsault矿、印度尼西亚的Minahasa矿以及土耳其的Cayeli Bakir矿；计划使用深海填埋方式的矿山还有印度尼西亚的Batu Hijau、Tolka Tindung、Asia Pacific Nickel以及古巴的Moa Bay等矿山。应该说深海填埋技术目前国际上已经具有了一定的理论指导和实施经验
3、项目特点
冶炼厂周围为低丘陵地带，寻找适宜的山谷或平地修建渣库十分困难，同时，当地的降雨量大（年平均降雨量3520mm），且多为暴雨或短时的强降雨，修建渣库后，库区的排洪问题较难解决。同时，巴布亚新几内亚为多地震地区，建设地面浸渣库将造成极大的安全隐患。根据巴布亚新几内亚现有矿山项目的经验，考虑将尾渣排入周边深海填埋。
浸渣浆体排入深海有两种方式可供选择，一种为深海填埋处理技术；另一种是直接排入当地天然河流中，再随水流排入大海中。第二种方法尽管排放成本低廉，但是排出的渣浆受非人为因素影响较大，无法对浸渣在大海中的储存区域进行控制，且浸渣随河流排入海洋后，受入海口海洋表层波涛影响，不易沉降，扩散面积较大，对海域污染极大，直接影响该区域的海洋生物生长，在当今世界越来越重视环境保护的情况下，该方法已经被大多数国家所禁止，因此，建议采用第一种方法，即深海填埋技术。
通过对冶炼厂附近海域的潮汐、温度、传导性、风、海浪等方面进行的勘测调查，确定了在该处实施深海填埋是可行的。
4、深海填埋技术的矿浆输送
冶炼厂距海边直线距离约为1240m，冶炼厂渣浆排出点标高约为35m，可以利用渠道或管道将渣浆自流输送到海边，通过设在海边的混合槽将渣浆与海水按照一定比例混合，使渣浆容重达到设计要求，通过高密度聚乙烯（HDPE）管道，利用渣浆自重，直接排入到设计选择的深海区。
4.1 产品方案的渣浆输送
（1）工艺资料
平均运送干量 569.2t/h
矿浆浓度 33.10%
矿石密度 3.0t/m3
矿浆容重 1.30t/m3
矿浆流量 1322m3/h
矿浆温度 65℃
（2）输送方案
在冶炼厂内设稳压池一座，冶炼厂排出的全部渣浆集中到稳压池内，再利用与稳压池相连的自流管输送到海边。稳压池尺寸为3m×3m，高度为2.5m。
从稳压池到海边的混合池距离为1240m，高差约为35m，采用φ762mm（壁厚17mm）的HDPE管自流输送，HDPE管为沿地表铺设。根据自流管道的高差与距离，其整体坡降为2.8%，此时，管道内渣浆流速高于4m/s，流速太大，对管道磨损较大，且不利于在混合槽内与海水的混合，因此，为了控制渣浆流速，管道铺设坡度控制为1%，流速约为1.92m/s，中间设7座跌水池进行消能，每座跌水池的尺寸为2m×2m，高度为3m。
海边设有混合槽，共接有三条管道，一条为从冶炼厂来的渣浆自流管；另一条为海水稀释管，该管设于海水内，可以通过海水水压将海水压入混合槽内与渣浆在槽内混合；第三条管道为渣浆排出管（海水部分），利用混合槽的液位水头将渣浆与海水混合后形成的达到设计渣浆容重的浆体排入深海（在混合槽内，海水与渣浆按1.5∶1的比例混合）。混合槽采用20mm厚钢板制作，直径为3.75m，总高度为10.5m，其中地下深度为7.5m。混合槽底标高为-4.5m。
海水稀释管采用φ762mm（δ=17mm）HDPE管，海水进口端标高为-60m，与混合槽连接处标高为-2.5m，长度约为250m。
渣浆排出管（海水部分）采用φ762mm（δ=17mm）HDPE管，与混合槽连接处标高为-3.5m，排出口标高为-150m，长度约为650m。
考虑到海水对钢管有较强的腐蚀作用，因此，管道均采用了HDPE材质管道，但是由于HDPE材料较轻，比重约为0.96左右，小于海水密度，必须进行压重，否则，管道在海水中将会由于海水的浮力作用浮出水面，污染海水。压重的重量根据水深的不同而变化。
深海尾矿排放（DSTP）系统工程，起点为冶炼厂中和槽出口，终点为深海底部-150m，包括冶炼厂的稳压槽、从稳压槽到混合罐的陆地管线、混合槽以及混合槽到海底的管线。
5、存在的主要问题及建议
在国际公约和协议框架内、在许可国的法规下，一定条件下深海填埋技术具有岛国、近海矿山的适用性。它采用深海排放处置尾渣，采用重力式驱动，系统简单，节省能源，项目建设和维护成本低，系统可靠性好等优点。所以它容易为条件限制的岛国采用和接受，因此，在可能的将来，五毒、性能稳定的无用物质的深海填埋技术会更加发扬光大。
深海填埋方案曾引起了一些国际环保组织的高度关注，也引起了巴布亚新几内亚国内一些渔业协会的担忧，担心海洋上升流可能会带起尾砂污染海洋，进而会对海洋渔业产生较大影响，由于海洋渔业是巴国的一项主要收入来源，渔业协会的态度会对深海填埋技术的能否使用起相当大的作用。应该进一步落实深海填埋方案的可行性。实施方案在得到政府有关部门批准的基础上，还应该得到立法机关的批准。还有必要适当听取不同意见方的理由和相关建议。
结束语：
随着经济的发展，资源需求量增加，矿山开采加大，尾矿处理也会向多样性发展，在世界主流环保和可持续发展的潮流下，在新的经济秩序和技术下，深海填埋目前还是有一定的优越性。
参考文献：
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