中国铁尾矿的资源现状
1.3.3 安全隐患
由于中国铁矿的嵌布粒度细，常需深度细磨才能有效的实现 铁矿物的单体解离。因此，铁尾矿普遍粒度细、含水量高且难以 脱水。部分铁尾矿常处于不稳定的泥浆态，随着铁尾矿的不断堆 存，尾矿库坝体不断增高，尾矿库的安全隐患日益升高。 大型铁尾矿库一旦溃坝，对坝下的村庄、农田以及周边的生 态将造成毁灭性的破坏。建国以来，已发生大小尾矿库溃坝的事 故数百起，西襄汾新塔矿业尾矿库溃坝是近期发生最严重的铁尾 矿库溃坝事故，事故泄容量26.8万立方米，过泥面积30.2公顷，波 及下游 500 米左右的矿区办公楼、集贸市场和部分民宅，造成 277 人死亡、4人失踪、33人受伤，直接经济损失达9619.2万元。
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1.4.5 多金属型铁尾矿
该类铁尾矿成分复杂，伴生元素多，除了含有大量的有色
金属元素，还含有可回收的稀有金属和贵金属元素。该类铁尾 矿中的伴生的有价元素的价值常超过主金属铁的价值。
武钢的程潮铁矿和大冶铁矿，还有包钢的白云鄂博铁矿均
为此类铁尾矿的代表。
表5 程潮铁矿尾矿的主要化学组成（%）
进口依赖度（%）
72.16
80
71.23
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1.2 中国铁尾矿的堆存量
尾矿是选矿产生的废弃物，是工业固体废弃物的主要组成 部分。2006年，中国总尾矿堆存量约80亿t，当年尾矿的排量 约为5亿吨，此后中国尾矿的排量逐年上升；至2012年，中国 尾矿年排量为15.81亿吨，依次推算，至堆量近200亿吨。而中 国作为全球最大的钢铁生产国，铁尾矿的堆存量约占总尾矿 堆存量的三分之一，则 2014 年中国总铁尾矿堆存量应有近70 亿吨。
中国铁尾矿的资源现状
按铁尾矿的化学组成特征，可将铁尾矿分为五大类，即： 高硅型铁尾矿、高铝型铁尾矿、高钙镁型铁尾矿、低钙镁铝硅 型铁尾矿和多金属型铁尾矿。
1.4.1 高硅型铁尾矿
该类尾矿硅含量高、粒度细，不含有价的伴生元素， SiO2 含量一般在70%以上，尾矿中 90%以上是石英、绿泥石、角闪 石、云母、长石和白云石等硅酸盐矿物，平均粒度一般为0.040.20mm。 这类尾矿以鞍钢东鞍山、首钢大石河、太钢峨口、唐钢石 人沟和本钢南芬等地的尾矿为代表，也常被称为鞍山型铁尾矿 。
元素
含量
Fe
7.66
SiO2
37.21
Al2O3
9.00
CaO
15.30
MgO
15.32
K2O
1.70
Na2O
0.92
其它
12.89
表6 白云鄂博尾矿的主要化学组成（%）
元素 含量 Fe 16.20 SiO2 36.75 Al2O3 2.76 CaO 17.34 MgO 4.40 REO 6.00 F 10.80 其它 6.75
表3 邯郸铁矿尾矿的主要化学组成（%）
元素 Fe SiO2 Al2O3 CaO MgO 其它
含量
8.13
31.98
6.49
30.77
13.84
8.79
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1.4.4 低钙镁铝硅型铁尾矿
该类尾矿中 SiO2 、 Ca 、 Mg 、 Al2O3 含量均较低，常见元素 Ba、Na和K，伴生元素有 Ge、Ga、Co、Ni 和 Cu等，常见重晶
石、千枚岩、橄榄石和碧玉等矿物，尾矿粒度一般为-0.074mm
占 70%左右。 酒钢的镜铁山和黑鹰山铁选厂的尾矿为此类尾矿的代表。
表4 酒钢选厂尾矿的主要化学组成（%）
元素 含量 Fe 17.78 SiO2 31.98 Al2O3 5.93 CaO 1.50 MgO 2.10 BaO 13.29 Ge 0.002 其它 27.42
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1.5 铁尾矿综合利用的价值
资源化： 1. 扩大国内铁矿石的产量，减轻铁矿石大量进口 所带来的压力； 2. 综合回收铁尾矿中的各种有价矿物，实现铁矿 资源价值的最大化利用。
减量化： 1. 延长尾矿库的服役年限; 2. 减少铁尾矿的维护成本； 3. 减少尾矿的重金属含量，保护环境； 4. 降低安全隐患。
中国铁尾矿的资源现状 1.3.2 污染环境
铁矿石都不程度地伴生有铜、铅和铬等重金属元素，进入尾 矿后这些有害元素会发生生物化学迁移，对大气、水体和土壤造 成严重污染；此外，某些残留在铁尾矿中的药剂对附近水体和农 田生态环境的影响也十分严重；尾矿中的硫化物会产生酸性水， 进一步淋浸重金属，迁移流失后对整个生态环境将造成极大危害 。 干旱多风地区，铁尾矿堆积库表层的粉尘可随风到达很远距 离，甚至会带来沙暴，使土地沙化、植被破坏甚至直接威胁到人 畜的生存；因铁尾矿堆积使周围土地沙化造成农田减、绝产等事 件时有发生。
第二部分 铁尾矿综合利用的研究进展
2.1 铁尾矿综合利用的概况
早在20 世纪60 年代初，国外已开始研究铁尾矿再利用的相 关工作，国内虽相对起步较晚，但相关研究的进展较快。铁尾 矿的再利用大体上可分为四个方面： 一、尾矿充填，即将铁尾矿作为主要充填料回填到采空矿井 中； 二、植树复垦，即以铁尾矿为主要土壤质进行复垦和土壤改 性； 三、尾矿再选，即将尾矿中的有价矿物选别出来； 四、制造建材和新型材料，即以尾矿为主要原料生产砖瓦、 水泥、微晶玻璃、陶瓷材料、装饰材料、墙体涂料等。
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1.4.3 高钙镁型铁尾矿
该类尾矿除了Ca、Mg含量高以外，还常伴生S和Co，个别 尾矿微量伴生 Cu 、 Ni 、 Zn 、 Pb 、 As 、 Au 和 Ag 等元素，主要含 有透辉石、白云石、长石、方解石、黄铁矿和黄铜矿等矿物， -0.074mm粒级含量一般占50-70%。 这类尾矿以邯郸地区和山东地区的玉石洼、西门山、张马 屯、符山和王家子等铁选厂的尾矿为代表，也常被称为邯郸型 铁尾矿。
图1 2013年全球粗钢产量比例
铁是钢材最主要的组份，是工业生产中必不可缺的金属。2013 年全球钢铁表观消费量为14.54亿吨，同比增长2.9%；2014年，全球 钢铁表观消费量将达到15.62亿吨，同比增长3.2%。
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800 700
产量(百万吨)
600 500 400 300 200 100 0
铁尾矿综合利用的研究进展
2.2 尾矿充填
2.2.1 尾矿充填的发展历史
自20世纪50 年代以来，中国的尾矿充填大致经历了以下 几个阶段：
（1）50年代：为废石干式充填的全盛时期，基本没有涉及到 细粒尾矿的应用； （2）60年代：发展应用分级尾砂水力充填、碎石水力充填和 混凝土胶结充填； （3）70～80年代：广泛应用以分级尾砂和天然砂作为充填料 的细砂胶结充填技术； （4）90年代：全面发展了全尾砂胶结充填、块石砂浆胶结充 填、碎石水泥浆胶结充填和膏体泵压输送胶结充填等新 技术，促进了中国采矿技术的进步和采矿工业的发展。
表1 鞍本地区铁尾矿的主要化学组成（%）
元素 Fe SiO2 Al2O3 CaO MgO 其它
含量
12.56
75.50
1.78
0.50
2.10
7.56
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1.4.2 高铝型铁尾矿
该类尾矿排量相对较少，Al2O3含量高，一般不含伴生元素
和组份，个别尾矿伴生有磷、硫，通常含有长石、云母、高岭
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1.3 铁尾矿的危害
1.3.1 占用土地
中国的铁尾矿利用率远低于国外，与发达国家相比差距更大 ，大量尾矿只能堆存于尾矿库中。铁尾矿堆存需要建专门的尾矿库 ，因而占据大量的农田和林用土地，其中包括一些生产力很高的耕 地和良田。由于铁尾矿的排放量巨大，中国新增的铁尾矿堆积土地 面积约为120公顷/年。此外，尾矿库的建设需要花费大量的资金， 一般尾矿库的基建投资为 1~3 元 /t，运行费用 3~5 元 /t 。据报道， 2000年，中国用于铁尾矿堆存的运营费用即超过 7亿元，至2013年 ，该项运营费用可能已超过20亿元/年。
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1.4 铁尾矿的分类
按原矿的矿物性质，一般可将铁尾矿分为两大类，即磁铁 矿尾矿和赤铁矿尾矿。
排量大，磁铁矿的产量约为赤 铁矿的三倍，所以磁铁矿尾矿 的排量要大于赤铁矿尾矿。
磁铁矿尾矿
铁 尾 矿
赤铁矿尾矿
产比高，由于赤铁矿比磁铁矿 难选，单位产量的赤铁矿将产 生更多的尾矿，综合利用难度 也更高。
50年代 干式废石充填 60年代 水力搬运充填 混凝土胶结充填 70～80年代 细砂胶结充填 90年代至今 全粒级胶结充填
铁尾矿综合利用的研究进展 2.2.2 尾矿充填的基本步骤
胶结剂
添 加
尾矿矿浆
固液分离
高浓矿浆
灌注 养护
高强度充填体
就选矿厂的生产而言，尾矿的充填一般会经历以下几个 步骤：
（1）固液分离：也可以理解成选厂直接排放的尾矿的浓缩过 程，一般需要将尾矿的浓度浓缩到65%以上； （2）胶结剂的添加：即添加水泥和石灰等物料的过程，可使 松散的沉积物能迅速的胶结起来； （3）矿浆的灌注：即将配置好的高浓度矿浆灌注到矿井指定 地点的过程； （4）充填体的养护：即强化充填体的水化作用，使充填体迅 速硬化，保证充填体的强度。
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
图2 中国近二十年粗钢产量
中国是全球最大的钢铁生产国、出口国和消费国，自2000 年 中国的钢铁产量开始急速增长，至2013年粗钢产量为7.79亿吨，预 计2014年表观钢铁消费量达到7.48亿吨。
铁尾矿的综合利用
昆明理工大学
云南省金属矿尾矿资源二次利用工程研究中心
主要章节
1.中国铁尾矿的资源现状 2.铁尾矿综合利用的研究进展 3.国外尾矿处理的新技术 4.主要结论