尾矿的工程性质一方面取决于尾矿的物理性质和状态，另一方面取决于尾矿的沉积特征。从工程角度来看，了解尾矿工程行为的基本点是了解尾矿的沉积过程和特性。

通常，尾矿以周边排放的形式水力沉积。这样，在尾矿坝附近，通过水力分级机制形成尾矿砂沉积滩，而在沉淀池中，通过沉淀机制形成细粒尾矿砂泥带，其分异程度取决于全尾砂的级配、排放尾矿砂浆的浓度和排放方式。因此，在尾矿库中，尾矿砂和尾矿砂泥要么在两个不同性质的区域相遇，要么彼此高度分层。尾矿和尾矿泥的工程性质的区别在于，前者类似于松散至中密的天然砂，而后者极其复杂，在某些情况下表现出天然砂的性质，在其他情况下表现出天然粘土的性质，或者是两种性质的结合。

对于大多数类型的尾矿，沉积海滩的坡度向沉淀池倾斜，前几米的平均坡度为0.5% ~ 2.0%。更陡斜率的范围由整个尾矿的更高浓度和/或更粗粒度决定。在沉积海滩的远部，平均坡度可低至0.1%；再远一点，沉积过程类似于不断变化的网状水道。

这种沉积过程产生高度不均匀的沉积海滩。在垂直方向上，尾矿砂的沉积是层状的。在几厘米的厚度范围内，细颗粒含量的变化一般可高达10% ~ 20%。如果排放点或排放管之间的距离较大，则在较短的垂直距离内，细颗粒含量可变化50%以上。此外，在尾矿砂沉积滩中，由于尾矿砂泥薄层造成的尖锐分层也可能是由于沉淀池水周期性浸入沉积滩中，而细颗粒薄层从悬浮液中沉淀出来造成的。

水平方向的变化也很大。在尾矿浆在沉积海滩上迁移的过程中，较粗的颗粒首先从尾矿浆中沉淀下来。只有当尾矿到达沉淀池的静水时，较细的悬浮颗粒和胶体颗粒才沉淀下来，形成尾矿泥带。Kealy等人在实验室模型中研究了沿沉积海滩的粒度分类。当尾矿从尾矿浆中沉淀时，颗粒通过跳跃和滚动沿着沉积海滩的表面被运送。水力分类使得沉积海滩上较细的颖片通常倾向于被搬运并沉积到更远的地方。

然而，在尾矿沉积海滩上测得的粒度横向变化表明，其变化形式比实验室模拟结果复杂得多。图1显示了几个尾矿沉积海滩中细颗粒含量随距离的变化。分级程度从很高到几乎不分级，这显然取决于整个尾矿排放的分级特性。级配范围宽的尾矿浆比级配差的尾矿浆更容易表现出沉积海滩的级配。然而，由于大多数选矿厂在磨矿过程中产生的粒度范围非常相似，仅根据级配不足以解释观察到的差异。实际上，排出的尾矿浆的浓度控制着沉积海滩颗粒的分类，较低的浆浓度往往有助于较大颗粒的分离。一般来说，如果料浆浓度差达到10% ~ 20%，就可能引起横向粒度分布的较大变化。

图1尾矿沉积海滩沿线的粒度分类

尾矿泥沉积过程与尾矿沉积海滩完全不同。尾矿泥是从池中的悬浮液中沉淀出来的，不包括颗粒跳跃或滚动的分级，而是一个相对简单的垂直沉淀过程。尾矿的沉降速度可能对澄清水和可用于选矿的循环水所需的沉淀池的大小有很大影响。在实验室中，将一定浓度的均匀尾矿浆倒入玻璃圆筒中，测量沉降速率，随时记录水与沉淀固体的界面变化。图2显示了典型的沉降速度横向测定结果，并且沉降速度是从曲线的线性部分计算的。沉积完成后，可根据圆柱体估算沉积尾矿的孔隙比，并给出尾矿在现场条件下应采用的初始孔气比。表1显示了各种尾矿淤泥的典型沉降速率，其在各种尾矿淤泥的塑性和比重变化方面非常相似。

图2铜尾矿泥样品典型沉淀速率测定结果

表1尾矿泥浆沉降速率

尾矿泥浆类型

磷酸盐粘土

铜-锌

2.7

2.8

2.9

4.0

九

125

0

0

4.27

5.18

11.58

16.46

在没有实验室沉降试验数据的情况下，确定沉淀池大小的经验准则是允许5天的澄清时间，每天排放的每1000t尾矿约占4万~ 10万m2的池表面积。