夏末初秋,沿着蜿蜒的盘山路,车辆缓缓驶入坐落在青山间的瓮安大信北斗山磷矿,它是贵州磷化集团旗下瓮福(集团)有限责任公司的全资子公司。

坐落在青山间的磷矿办公厂房。
大信北斗山磷矿开采磷矿石已有20余年,每年开采磷矿石50万吨,矿石经过洗选后产生18万吨的工业固体废弃物——尾砂。
如何处置体量巨大的尾砂,长期困扰着企业,成为制约矿山可持续发展的桎梏。大信北斗山磷矿总工程师向伟介绍,传统处理方式就是通过管道把尾砂输送到尾矿库露天堆存。
据测算,一年堆存18万吨尾砂要占用土地空间7万立方米。堆存占地空间巨大,管理成本和环境风险同样巨大。
堆存的磷矿尾砂,犹如生态环境的“隐形炸弹”:尾砂中的磷元素渗透进入地下水水体,可能导致水体富营养化;尾砂堆存的“山丘”遇上暴雨等极端天气,极易诱发滑坡、泥石流等地质灾害。

实时监控尾砂浆通过管道进入充填站储罐情况。

大信充填站。
而现在,大信北斗山磷矿科技攻关,创新井下充填技术,曾经的废弃物尾砂变废为宝成了必不可少的生产原料,转变为膏体充填矿山采空区。
走进矿山办公厂房,楼前被茂密的木槿环绕,一朵朵红色的木槿花点缀其间。整个矿区与周边山体环境融为一体,几乎听不见机器轰鸣,呈现出一幅生态和工业融合的静谧景象。
宁静的地表下,矿区运用“上向分段充填采矿法”开采的磷矿石,由皮带输送至瓮福选矿厂进行洗选,成品精矿通过管道输送至马场坪化工园区进行深加工。而洗选后产生的尾砂,则以砂浆形态经一条巨型管道,源源不断输送到距离选矿厂十公里外的大信充填站尾砂储罐。

杨林方介绍磷矿尾砂充填工艺流程。

磷矿尾砂通过配比制饼后的形态和混凝土材料十分相似。
充填站内,尾砂按照一定比例压滤、制饼、添加原浆配比、再添加一定量的胶凝材料,经高效搅拌后就成为用于矿区采空区的填充材料。
充填指挥中心大屏上,工作人员实时监测尾砂储存量等信息,只需测算采空区所需材料总量后,使用智能中控系统控制,选择泵送或自流形式,即可将配置好的尾砂泥浆通过充填管网送至井下,让矿区每一处被开采的空间被严丝合缝地充填好。
“采空区充填尾砂后,矿区大约需要14天以上,即可继续投入生产。”充填站站长杨林方介绍,尾砂泥浆不仅能支撑起因地下开采变得脆弱的岩层,防止地表出现塌陷,也像“生态胶水”一样,将废弃的尾砂牢牢固定在地下。
“曾经的尾砂处置难题再也不让我们头疼了!”杨林方回忆,过去矿山采空区主要用沙石加入混凝土水泥进行充填,不仅沙石水泥的采购、运输成本高,还面临着尾砂堆存空间受限和管理规范等“老大难”问题。

充填站中控室。
“没有绝对的垃圾,只有放错位置的资源。”在绿色发展理念的引导下,企业加快步伐破解尾砂利用的技术难关。
2017年起,矿山开始对尾砂充填技术进行研究。实验室里,技术人员将尾砂作为原料,通过一定配比制成充填料浆,反复试验,观察充填料浆的坍落度、初凝时间、抗压强度等数值变化情况。
考虑井下和地面温度、湿度的差异性,矿山在矿井里建起了实验室,邀请相关专家现场指导,一次次实验探索,终于在2022年完成充填站扩能技改,实现全尾砂充填应用。
2024年,充填站利用尾砂量达36万余吨,今年预计突破40万吨,长期困扰企业的尾砂堆积难题正在逐渐消解。
值得一提的是,大信北斗山磷矿研发生产的尾砂充填砂浆,除满足企业自身井下采空区充填外,还辐射销售到周边矿山企业充填采空区。
大信北斗山磷矿党支部副书记、总经理鲁成伟算了一笔账:“使用全尾砂充填技术,每年可降低企业生产成本超2000万元。同时,外销砂浆收入超1500万元。”

工程人员正在对充填管道进行维护。
曾经的生态“包袱”,摇身一变成为新的财富。大信北斗山磷矿坚持绿色发展之道,深入推进“富矿精开”,除了尾砂综合利用取得重大突破,还探索创新复杂磷矿的采矿方法,不断提高矿石回采率,2024年矿山回采率达92%以上,远高于国家标准。
自主探索的分级、分采、分运、分堆、分用“五分四步法”,实现磷矿石的高效分类开采与利用,获得国家实用型专利并获贵州省质量发展典型案例推广。在省有关部门支持下,开展“复杂磷矿分级开采关键技术应用与示范”项目。
精细开矿,矿山将矿区矿石分为a、b两层,做好开矿的前端分级工作,不仅为产业链下游节约了生产成本,通过分类销售,还提升了同一品位矿石销售的单位价格。

矿山生产管理中控室。

无人机三维激光扫描测量系统。
既要优采磷矿,更要保护青山。近年来,矿山秉持“边开采、边治理”的理念,分四期对矿山开展生态修复,矿区植被覆盖率提升至85%以上。
鲁成伟表示,随着无爆破采掘、5G智能等技术的推进,企业还将推动矿山数字化转型,加大智慧矿山建设,推动机械化开采运用,让磷矿开采既安全、又环保。

经过生态修复后的矿山排土场和周围青山融为一体。
今年最新公布的国家级矿山名录中,贵州18座矿山入围,瓮安大信北斗山磷矿名列其中。这座矿山用实践证明:绿色发展不是负担,而是企业高质量发展的生命线和竞争力。