矿山尾矿的综合回收与利用
毛麒瑞
(湖南省石化厅,湖南　长沙　410007)
矿产资源是不可再生的资源,随着不断的开发利用,矿产资源日趋减少或枯渴;与此同时,在矿产资源开发利用过程中丢弃的废石、尾矿、废渣又在逐年增多。

据初步统计,我国每年矿山排出的尾矿约2亿吨,并以每年10%的速度增加。

这些尾矿不但占用了大量的国土面积,消耗各种费用,而且给生态环境造成很大的危害。

如果把尾矿综合回收和利用起来,不仅可以延长矿产资源使用的年限,扩大资源利用范围,减轻对环境污染,还可以节省大量用地和资金,产生巨大的经济效益和社会效益。

尾矿综合回收与利用包含关两个不同的含义:一是回收,二是利用。

综合回收是指回收尾矿中的有用成分,而综合利用则是将尾矿粉体综合利用起来。

自60年代特别是80～90年代以来,我国一些矿山企业从提高经济效益考虑,开始对从尾矿中回收有价金属元素给予关注,并陆续建成一些尾矿回收选矿厂,取得了明显的效果。

在黑色金属矿山中,从尾矿中回收有价金属及其它矿物的实例很多。

如歪头山、南芬铁尾矿再选,两矿每年从尾矿中再选出铁精矿7万多吨,年创经济效益1700余万元。

针对太钢峨口铁矿回收率低、尾矿中碳酸铁含量高的特点,回收尾矿中的碳酸铁也取得了良好的指标。

碳酸铁具有良好的冶金性能,是一种很好的冶炼原料。

另外,马钢南山铁矿凹山选矿厂尾矿再选,每年可回收铁精矿近4万吨,采用摇床回收硫精矿5万余吨。

马鞍山还从桃冲尾矿中回收石榴子石,选出含量97.39%、回收率41%以上、磁性物含量0.54%的石榴子精矿。

石榴子石具有硬度大、熔点高、化学性质稳定、晶体结构特殊等优点,可广泛用于磨料、精密仪器轴承及工艺品等。

济源钢铁厂采用硫钴回收工艺,从尾矿中回收钴,目前已应用于生产一级钴精矿。

另外,歪头山铁尾矿石英砂提纯也取得了好的成果,石英砂可作为生产玻璃的原料。

在有色金属矿山方面,尾矿再选也取得了很多成果并且已有一部分投入了生产。

铜尾矿再选回收的有铜录山铜矿、丰山铜矿、赤马铜矿、铜官山铜矿和新桥硫铁矿等。

铜官山是最早开发利用尾矿的矿山,1975～1988年共处理尾矿459万吨,总产硫精矿61.1万吨,总产铁精矿83.5万吨,实现利润总额2500万元。

其它矿的尾砂也均进行综合回收试验,取得了很好的成果。

铅锌尾矿再选回收的有八家山铅锌矿,按尾矿处理量800t/d计,每年可综合回收金属银8.92t。

柴河铅锌矿处理尾矿,获得了合格的铅、锌、硫精矿并使银得到综合回收。

金尾矿再选回收的有灵宝市、三门峡市作了再选回收试验和堆浸试验,取得了较好的成果;另外,龙头旺金矿从最终尾砂中回收铁,每年可获60%的铁精矿1076t。

对于钨矿伴生硫化矿尾矿,黑钨矿选矿,其中大部银随硫化物进入混合硫化矿精矿中,分离时有近50%的银丢失在硫化矿浮选尾矿中,铁山垅钨矿为此进行了浮选回收银试验,可获得含铋精矿,采用三氯化铁盐酸溶液浸出,最终获得海绵铋和富银渣。

再有乳山化工厂黄铁矿烧渣回收金银,年产金62.5kg,银134kg。

鉴于尾矿中消耗了大量能源和金属材料由矿石变成的粉体物料,应当把这种大量的粉体利用起来。

纵观尾矿利用,大致有如下几个方面:
1　利用尾矿作建筑材料
80年代以来,我国开展大量的利用尾矿作建筑材料的研究,并取得了一系列成果。

如利用铁尾矿加入一定配料(碎石、砂子、粉煤灰及粘土)及石灰经一定的处理后作为路面基料,已在沈阳至盘山的12公里路段进行了工业试验,经公路部门测定表明,已达到二级公路对路基强度的要求。

马鞍山矿山研究院还利用齐大山、歪头山细粒尾矿研制免烧砖、饰面砖,其产品性能达到了100号标准。

这个院还与苏州混凝土水泥制品研究院合作,用鞍山式细粒尾砂以及大理石、花岗岩等为原料制造人造大理石,其产品色彩各异,美观大方。

北京科技大学利用石人沟选矿厂细粒尾矿研制成的轻骨料仿花岗岩系列产品,该产品质轻、强度高,且具有保温、隔音、抗震等特点。

中国地质科学院尾矿利用中
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心利用梅山选矿厂的细粒铁尾矿研制成了深色微晶玻璃花岗岩高级装饰材料。

鞍钢矿渣厂利用大孤山选矿厂尾矿配入石灰、水泥等原料制成的加气混凝土,产品重量轻、保温性能好,并已应用于工业及民用建筑。

鞍山矿渣砖厂利用尾矿做掺合料做加气混凝土制品,年产10万m3的加气混凝土,其尾矿用量3万t/a。

2　用作肥料或土壤改良剂
尾矿中往往含有锌、锰、钼、钒、硼、铁等微量元素,这些微量元素是维持植物生长和发育所必需的元素。

利用尾矿中的这些元素可以生产各种微量元素肥料;对含有钙矿物的尾矿,则可用作土壤改良剂,施于酸性土壤,能起到改良土壤的作用;对于含有钙、镁和硅的氧化物尾矿,可用作农业肥料对酸性土壤进行钙化中和处理。

3　尾矿制砖
尾矿制砖是利用尾矿主要出路。

制砖不仅可以节省大量堆积尾矿占用的土地和投资,并可消除或减少尾矿对环境污染。

如龙头旺金矿利用尾矿制砖获利润近50万元,1年零3个月即全部回收投资。

进家金矿引进“双免”砖生产技术,年产标准砖3000万块,每年消耗尾矿6万吨,节约尾矿堆放管理费300万元。

同济大学还利用黄梅山尾矿烧制饰面砖,在建筑中有较好的装饰效果。

4　生产水泥
尾渣、尾矿生产水泥不乏例证。

山东铝厂生产氧化铝的尾渣(赤泥)全部用于生产高标号水泥,该厂水泥年生产能力已突破百万吨大关,跃居全国大型水泥厂第三位。

另外,凡口铅锌矿利用方解石、石灰石为主的尾矿生产水泥,年产能力15万吨,水泥性能良好,其标号达到600号。

5　利用尾矿作矿山采空区充填料
采空区充填尾矿是直接利用尾矿的最有效途径之一。

用尾矿作充填料,其充填费用较低,仅为碎石水力充填费的1/2-1/10。

有的矿山由于地形的原因,不可能设置尾矿库,将尾矿填入采空区就更有意义。

如在建的安徽前常铜铁矿,地处淮北平原,由于地形及环保等特殊要求,必须将选矿厂排出的尾矿全部充填于采空区,既省了尾矿库的投资,又保证了采矿及地面的安全。

另外,尾矿充填采矿法在凡口铅锌矿试验成功之后,该法已成为我国有色金属和黄金矿山的主要采矿方法,目前我国已有凤凰山铜矿、大姚铜矿、麻阳铜矿及玲珑、焦家、新城、三山岛、夏甸、大河、红花沟等金矿均采用了这种采矿方法,使大量的粗尾矿得到了利用。

6　造地复田,植被绿化
利用尾矿库造地复田植被绿化,在一些有色金属矿山中多已实施。

如中条山有色金属公司篦子沟铜矿两个服役期满的尾矿库,已采用复土植被的方法造田410亩,粮食、水果都获得了丰收;水口山铅锌矿对老尾矿库覆土植被绿化,堤坝成荫;云锡大屯硫化矿尾矿覆土,能固堤保土,效果很好;金川采用“覆盖、蓄水、恢复植被、引水建立人工植被方案”,对大型尾矿库进行环境治理,填补了我国在该地质条件下尾矿治理的空白,都取得了明显的经济效益和社会效益。

应当看到,我国在尾矿综合利用与治理方面与世界工业发达国家相比还存在着一定的差距,主要表现在综合利用率不高,冶金、化工、石化、建材、煤炭、核工业等行业的矿产综合利用率平均低于30%,据对1845个重要矿山的调查统计,综合利用有用组分70%以上矿山仅占2%;综合利用有用组分50%以上的矿山不到15%;综合利用有用组分低于25%的矿山占75%。

在246个共生、伴生大中型矿山中,有32.1%的矿山还未综合利用有用组分。

即是说,大量的有价组分还丢失在尾矿中,非常可惜。

我国尾矿积存多,新增量巨大,分布十分广泛,性质又较复杂,各个矿山的尾矿在化学组成和物化性质方面差异较大。

为此,有关专家建议应对我国尾矿资源的状况作一次全面系统的调查,将尾矿资源进行分类,分别提出合理利用的途径,并在此基础上编制出2010年全国尾矿综合利用的总体规划,先作示范,再行在全国推广,其总的目标是力争到2010年使我国黑色金属矿山尾矿的综合利用率由目前的不到10%提高到30%～40%,而对有色金属及黄金矿山的尾矿综合利用率要求超过50%。

(责任编辑/王保士)
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