矿山固体废物综合利用.

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1、矿业固体废物综合利用,常 前 发 (中钢集团马鞍山矿山研究院) 二零一三年六月二十三日,提 纲,矿业固体废物的来源与分类,一,我国矿业固体废物带来的污染及危害,二,矿业固体废物综合利用的必要性及难点,三,四,矿业固体废物综合利用的技术途径,五,矿业固体废物综合利用的典型案例,六,结语,一,矿业固体废物的来源及分类,一.矿业固体废物的来源及分类,矿业固体废物 矿业固体废物包括矿山开采、选矿加工和矿石冶炼生产过程所产生的剩余废弃物。其中，矿山开采、选矿加工所产生的固体废物又分为两大类，即废石(包括煤矸石)和尾矿 。,一.矿业固体废物的来源及分类,矿业固体废物 废石：在矿山开采过程中所产生的无工业价

2、值的矿体围岩和夹石统称为矿山废石。对于坑采矿来说，就是坑道掘进和采场爆破开采时所分离出而不能作为矿石利用的岩石；对于露天矿来说，就是剥离下来的矿床表面的围岩或夹石。通常，坑采矿(井下矿)每开采1t矿石会产生废石23t，露天矿每开采1t矿石要剥离废石68t。,一.矿业固体废物的来源及分类,矿业固体废物 尾矿：就是选矿厂在特定经济技术条件下，将矿石磨细、选取“有用组分”后所排放的废弃物，也就是矿石经选别出精矿后剩余的固体废料。通常尾矿作为固体废料抛置于矿山附近筑有堤坝的尾矿库中。,一.矿业固体废物的来源及分类,一.矿业固体废物的来源及分类,矿业固体废物的分类,一.矿业固体废物的来源及分类,矿业固体

3、废物的分类 按原矿的矿床学分类：根据矿体赋存的主岩及围岩类型，并考虑矿业固体废物的矿物组成情况，可将其分为基性岩浆岩，自变质花岗岩，金伯利岩，玄武-安山岩等 28个基本类型。 按照选矿工艺分类：按照选矿工艺流程，尾矿可分为如下类型： 手选尾矿，重选尾矿，磁选尾矿，浮选尾矿，化学选矿尾矿，电选及光电选尾矿。 按照主要矿物成分分类：按照尾矿中主要组成矿物的组合搭配情况，可将尾矿分为如下几种岩石化学类型：镁铁硅酸盐型尾矿 ，钙铝硅酸盐型尾矿，长英岩型尾矿，碱性硅酸盐型尾矿，高铝硅酸盐型尾矿，高钙硅酸型尾矿，硅质岩型尾矿，碳酸盐型尾矿。,一.矿业固体废物的来源及分类,我国铁矿尾矿类型 （1）硅质鞍山式

4、铁尾矿 分布在鞍本、冀东、山西、甘肃、河北等地区。如南芬、歪头山、东鞍山、齐大山、大石河、密云、水厂、峨口、石人沟以及韩旺等选矿厂。 （2）高铝型铁尾矿 主要集中在长江中下游、宁芜地区，如马钢姑山、南山铁矿，黄梅山铁矿及江苏吉山铁矿。 （3）高钙、镁型铁尾矿 集中在鄂东、邯邢地区的铁矿山。如玉石洼、西石门、玉泉岭、符山、王家子等。 （4）多金属型铁尾矿 主要分布在西南、内蒙古和长江中下游地区。如大冶型铁尾矿，攀钢型铁尾矿，白云鄂博型铁尾矿 。,二,我国矿业固体废物带来的污染及危害,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,矿山废弃物产生量大、排放多 19492

5、007年，矿山共堆存的固体废弃物达355.5l亿t，其中尾矿80亿t、废石200亿t、煤矸石51.5l亿t、洗矸和煤泥24亿t。 有色金属矿山每采出1t矿石平均约产生1.25t废石，废石年产生量高达1.06亿t，建国以来累计量高达21.5亿t。 有色金属矿山尾矿占有色工业固体废物总量的95以上。每采出1t矿石平均约产出0.92 t尾砂。 矿山固体废弃物占用大量土地，可能造成二次污染，也是重要的危险源。,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,矿山废弃物产生量大、排放多 2010年，我国金属矿山堆存的尾矿达到80亿吨以上，而且以 每年产出8-10亿吨尾矿的速度增加，其中： 铁矿山年产生尾矿6-7亿

6、吨； 有色矿山年产生尾矿2.5-3.0亿吨； 黄金矿山年产生尾矿0.4-0.5亿吨。 非金属重点矿产石墨、高岭土、温石棉、萤石等选矿厂尾矿 估计每年产生总量近3000万吨，其中：石墨600万吨、高岭土500-600万吨、温石棉1000万吨、萤石400-500万吨。 2009年全国煤炭总产量达到30.5亿吨，煤矸石、洗矸、煤 泥排放总量达到6.5亿吨，粉煤灰排放达到0.8亿吨。,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,1.是引发重大环境问题的污染源,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,1.是引发重大环境问题的污染源,如原冶金部曾对个重点选矿厂调查，选厂附近15条河流受到污染，粉尘使周围土地砂化，

7、造成235.5公顷农田绝产，268.7公顷农田减产。又如，曾被称为新中国钢铁工业粮仓的鞍山，几十年的铁矿开发带来明显的负面效应，其中最为典型的是在鞍山周边形成了30多平方公里的排土场和尾矿库，这个全国最大的排土场和尾矿库内几乎寸草不生，就像一个人工造就的巨大戈壁、沙漠，同时，它也成为鞍山最大粉尘污染源。,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,1.是引发重大环境问题的污染源,矿山露天采场、尾矿库、赤泥堆场等对地表破坏严重,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,1.是引发重大环境问题的污染源,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,1.是引发重大环境问题的污染源

8、,沁园春雾霾 北京风光， 千里朦胧， 万里尘飘， 望三环内外，浓雾莽莽， 鸟巢上下，阴霾滔滔！ 车舞长蛇，烟锁跑道， 欲上六环把车飙。 需晴日，将车身内外，尽心洗扫。 空气糟糕，引无数美女戴口罩。 惜一罩掩面，白化妆了。 唯露双眼，难判风骚。 一代天骄，央视裤衩，只见后座不见腰。 尘入肺，有不要命者，还做早操。,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,2.矿业固体废物堆存占用大量的土地资源,2010年，我国共有大中型矿山9000多座，小型矿山26万座，因采矿侵占，占地面积已接近4万km2 ，由此而废弃土地面积达330 km2a 。 以辽宁省为例，据不完全统计，辽宁省因矿业开发占地达2203km2

9、,破坏土地约500 km2。辽宁11个大中型铁矿占用土地119.18 km2,破坏土地面积82 km2,一些矿区植被覆盖率已由80年代的60%-80%下降到20%-30%，且多为灌木次生林。,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,3.固体废物堆存给企业带来沉重的经济负担, 一个年产200万t铁精矿的选矿厂，建一座尾矿库需占地8001000亩，也只能维持1015年生产之用。由于土地资源越来越紧张，征地费用越来越高，导致尾矿库的基建投资占整个采选企业费用的比例越来越大，且尾矿库的维护和维修也需消耗大量的资金。,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,4.是引发重大工程与地质灾害的事故源,多年来，矿山

10、固体废物堆存诱发次生地质灾害，诸如排土场滑坡、泥石流、尾矿库溃坝等多起重大工程与地质灾害，给社会带来了极大的损失。 2001年至2007年，金属非金属露天矿山边坡滑坡坍塌事故1951起，占事故起数的15，居第三位，死亡3065人，占死亡人数的18.75，居于首位；死亡3人以上边坡滑坡坍塌事故228起，占事故起数的38.3，居于首位，死亡994人，占死亡人数的33，居于首位。，最终造成死亡失踪45人，受伤1人。,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,4.是引发重大工程与地质灾害的事故源,1999年5月至2002年7月，本钢南芬露天矿陆续发生4次60万m3110万m3的滑坡，直接经济损失数千万元，

11、且严重影响矿山的正常生产；酒泉钢铁公司黑沟铁矿基建期间，于1999年7月发生重大滑坡泥石流事故，堵塞酒泉市、嘉峪关市两市唯一的水源北大河，造成直接经济损失4000余万元。 2000年广西南丹县大厂镇鸿图选矿厂尾砂坝溃坝，殃及附近住宅区，造成70人伤亡，其中死亡人数28人，几十人失踪。 2008年8月1日，位于山西太原市娄烦县的太原钢铁集团尖山铁矿排土场发生滑坡，将寺沟村部分房屋、村民掩埋，最终造成死亡失踪45人，受伤1人。 2008年山西襄汾“98”尾矿库溃坝事故造成267人遇难。,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,4.是引发重大工程与地质灾害的事故源,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害

12、,4.是引发重大工程与地质灾害的事故源,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,4.是引发重大工程与地质灾害的事故源,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,4.是引发重大工程与地质灾害的事故源,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,5.造成了资源的严重浪费,我国矿产资源利用率很低，其总回收率比发达国家低20，铁锰黑色金属矿山采选平均回收率仅为65，国有有色金属矿山采选综合回收率只有6070。以铁矿为例，我国资源共伴生组分很丰富，大约有30余种，但目前能回收的仅有20余种。因此大量有价金属元素及可利用的非金属矿物遗留在固体废物中，每年矿产资源开发损失总值达数千亿元。特别是老尾矿，由于受当时条件的限

13、制，损失到尾矿中的有用组份会更大一些。 2009年，我国铁矿尾矿排放量约6.3亿吨，以全铁11%计算，如果仅回收铁含量为61%的铁精矿，产率以2%3%计，全国每年就可以从新产生的尾矿中回收12601680万吨的铁精矿，相当于投资建设46个大型采选联合企业。,二.我国矿业固体废物带来的污染及危害,5.造成了资源的严重浪费,白云鄂博矿累计探明的稀土工业储量为4350万t。自1958年开发以来，随铁矿采出的稀土资源至今已达1250万t左右，其中约200万t在采选、冶炼及堆存等过程中损失掉，损失率在15左右，实际利用的仅有120万t左右，利用率不足10，其余900多万吨都被排入了尾矿坝内。,二.我国矿

14、业固体废物带来的污染及危害,5.造成了资源的严重浪费,包头主东矿年开采铁矿石1000万吨中含稀土50万吨，其中利用10%，浪费10%，其余80%进入尾矿坝。世界最大稀土矿白云鄂博矿稀土资源可能在30年内消失。 我国南方五省蕴藏着非常宝贵的中重型稀土，工业储量达150万吨，但已经开采90多万吨，只剩下60万吨，按照现在的开采速度，10年就开采完了。到时候，我们就要向美国和日本购买，他们可能会以上百倍、上千倍的价格“出售”稀土材料。,三,矿业固体废物综合利用的必要性及难点,三.矿业固体废物综合利用的必要性及难点,1.矿业固体废物综合利用的必要性 解决我国资源短缺的需要 延长矿山使用年限的需要 节约

15、土地资源的需要 提高矿业经济效益的需要 抑制重大工程与地质灾害的需要 保护环境的需要,三.矿业固体废物综合利用的必要性及难点,2.矿业固体废物综合利用的难点 以尾矿为例，多年来，我国尾矿利用率长期徘徊在7%9%范围波动，主要原因有以下几点： （1）尾矿产生量大，全国每年产出8-10亿吨尾矿，其中铁矿山6亿余吨。缺乏高效环保、经济适用、大用量、能够将全部尾矿吃干榨尽的技术。 （2）尾矿类型多、成份复杂、粒度细，有价元素含量相对较低，不同矿山的尾矿性质也千差万别，脱水、过滤难度大，回收和综合利用难度大、成本高。,三.矿业固体废物综合利用的必要性及难点,2.矿业固体废物综合利用的难点 （3）有些尾矿

16、产品本身的附加值低，质量和性能上还存在不足，市场竞 争力差；有一些尾矿产品，虽然在技术上讲是可行的，但由于工艺复杂，投 资大、能耗高，目前还难以实施，或者说从经济上讲还行不通。 （4）尾矿建材产品容重大、附加值低，产品销售的辐射范围有（50km）， 社会上对尾矿产品还心有疑虑，增大了尾矿产品进入市场的难度。 （5）尾矿利用和减排的投入大，但经济效益一般较小，企业的积极性不高， 技术研发投入不足，等等。 这些现象都为矿山尾矿减排和综合利用带来了一定的困难。,四,矿业固体废物综合利用的技术途径,四.矿业固体废物综合利用技术途径,A,D,E,2.利用尾矿做建筑材料 A、粗粒、中粒尾矿 （1）作为混凝土骨料； （2）作奠基石； （3）作铁路道渣； 如：首钢矿业公司。 （4）作黄沙代用品； 如：马钢姑山铁矿。 （5）利用尾矿生产加气混凝土； 如：武钢程潮铁矿、首钢矿业公司。 （6）作建筑砌块。,A,D,E,四.矿业固体废物综