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1、首页 资源开发利用 我国矿山尾矿综合利用和减排的新进展我国矿山尾矿综合利用和减排的新进展我国矿山尾矿综合利用和减排的新进展【我来说两句】 2010-11-26 16:02:24 中国选矿技术网 浏览 132 次 收藏 【摘要】：总结了我国矿山尾矿的现状及危害，分析了尾矿综合利用和减排的难点和问题，介绍了尾矿综合利用和减排的 7 条途径和新进展，指出了相应的政策措施和建议。 尾矿，就是选矿厂在特定经济技术条件下，将矿石碎磨、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，是工业固体废物的主要组成部分，其中含有一定数量的有用金属、非金属矿非金属矿物，可视为一种“复合”的硅
2、酸盐、碳酸盐等矿物材料，并具有粒度细、数量大、污染和危害环境的特点，但同时又是一种潜在的二次资源。换言之，尾矿具有二次资源与环境污染双重特性。我国是个矿业大国，但大多数矿山资源的品位较低，在选矿流程中排出大量的尾矿，随着矿产资源利用程度的提高，矿石的可开采品位相应降低，尾矿产生量也在增加。据统计，2000 年以后，我国矿山每年尾矿产生量达到 6 亿 t 以上，按此推算，现有尾矿的总堆存量在 80 亿 t 左右。这些尾矿不仅要侵占大量的土地，污染矿区与周边地区的环境，形成安全隐患，而且每年还需要投入大量资金维护尾矿库尾矿库的正常运行。因此，开展尾矿综合利用和减排的工作，使之变废为宝，化害为利，可
3、有效缓解资源和环境的双重压力，可谓一举多得。一、我国矿山尾矿现状及危害一、我国矿山尾矿现状及危害（一）尾矿是引发重大环境问题的污染源其突出表现在侵占土地、植被破坏、土地退化、沙漠化以及粉尘污染、水体污染等。如原冶金部曾对 9 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，造成 235.5hm2农田绝产，268.7hm2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 km2的排土场和尾矿库(6 个），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
4、山最大粉尘污染源。尾矿粒度较细，长期堆存，风化现象严重，产生二次扬尘，粉尘在周边地区四处飞扬，特别在干旱、狂风季节中，细粒尾矿腾空而起，可形成长达数里的“黄龙”，造成周围土壤污染，并严重影响居民的身体健康。据专家论证，尾矿也是沙尘暴产生的重点尘源之一。另外，尾矿中含有重金属离子，有毒的残留浮选药剂以及剥离废石中含硫矿物引发的酸性废水，对矿山及其周边地区环境污染和生态破坏，其影响将是持久的。由于我国矿山大多是依山傍水，矿山开发的许多重大环境问题，长期未引起重视，所积累的后果，最终以“跨域报复”、“污染转移”等不同形态影响区域环境，甚至给人们带来难以补偿的灾难。（二）尾矿堆存占用大量的土地资源，也
5、给企业带来了沉重的经济负担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 330km2/a，以我国露天矿为例，排土场、尾矿库占地面积占矿山用地面积的 30%60%。采矿活动及其废弃物的排放不仅破坏和占用了大量的土地资源，也日益加剧了我国人多地少的矛盾，而且矿山废弃物的排放和堆存也带来了一系列影响深远的环境问题，对土地的侵占和污染制约了当地的社会经济发展并危害到人体的健康等。以辽宁省为例，据不完全统计，辽宁省因矿业开发占地达 2203km2，破坏土地约500km2。辽宁 11 个大中型铁矿占用土地 119.18 km2，破
6、坏土地面积 82km2，一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。2003 年统计全省有 6881 处矿山，治理率仅有 2.2%。一些企业的尾矿库已快到服务年限，有的还在超期服役。随着尾矿量不断增加，建立新的尾矿库已势在必行，这需要占用大量的农林用地。1 个年产 200 万 t 铁精矿的选矿厂，建 1 座尾矿库需占地 53.3666.7hm2，也只能维持 1015a 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。（三）引发重大工程与地质灾害的事故源
7、尾矿库是堆存流塑状物体的特殊构筑物，被国家安监部门列为重大危险源，在全国运行的黑色矿山尾矿库中，存在安全隐患的尾矿库占 30%，我国每年都有尾矿库溃坝，造成重大人员伤亡和财产损失。多年来，矿山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。据对我国具有较大规模的 2500多座尾矿库统计表明，20 世纪 80 年代以来，发生泥石流和溃坝 200 余起。如 1986 年 4月 30 日黄梅山铁矿尾矿库溃坝，冲倒尾矿库下游 3km2的所有建筑，尾矿掩埋了大片土地，19 人在溃坝中死亡，95 人受伤；2000 年广西南丹县大厂镇鸿图选矿
8、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；特别是 2008 年山西襄汾“98”尾矿库溃坝事故造成 267 人遇难。尾矿库的安全和尾矿的整体利用是密切相关的，如尾矿被整体利用，可彻底铲除事故危险源。（四）造成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%，国有有色金属有色金属矿山采选综合回收率只有 60%70%。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
9、千亿元。特别是老尾矿，由于受当时条件的限制，损失到尾矿中的有用组分会更大一些。矿山固体废物具有危害和利用的双重性，是一种宝贵的二次资源。我国矿产固体废物的一个显著特点是量大、矿物伴生成分多。这主要是我国在开发矿物资源方面存在着“单打一”、“取主弃辅”等诸多问题，将许多伴生组分矿物作为废物弃置。因此，构成了我国矿产固体废物具有再资源化和能源化的巨大潜力。目前，全国每年铁矿尾矿排放量约 6.3 亿 t，以全铁 11%计算，如果仅回收铁含量为61%的铁精矿，产率按 2%3%，全国每年就可以从新产生的尾矿中回收 12601680 万t 的铁精矿，相当于投资建设 46 个大型采选联合企业。二、尾矿综合利
10、用和减排的难点二、尾矿综合利用和减排的难点多年来，我国尾矿利用率长期徘徊在 7%9%，主要原因有以下几点：（一）尾矿产生量大。全国每年产出 810 亿 t 尾矿，其中铁矿山 6 亿余 t。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。（二）尾矿类型多、成分复杂、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）有些尾矿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。（四）尾矿建材产品容重大、附
11、加值低，产品销售的辐射范围有限（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。（五）尾矿利用和减排的投入大。由于经济效益一般较小，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。三、尾矿综合利用和减排的途径和进展三、尾矿综合利用和减排的途径和进展尾矿综合利用和减排系统工程示意见图 1。（一）尾矿再选从尾矿中回收有价成分开展尾矿再选是提高资源利用率的重要措施，也有利于减少尾矿的排放、马鞍山矿山研究院是国内最早开展尾矿资源综合利用的单位之一，先后完成了 30 多项尾矿资源利用的研究项目。研究并采用重选、磁选联合流程回收马钢南山铁
12、矿尾矿中硫、铁，每年可回收 30%品位的硫精矿 5 万多 t，铁精矿 7 万多 t；对济源钢厂选厂尾矿采用同样工艺，可获产率 2.5，钴品位 0.59%的一级硫钻精矿和品位 64%66%的铁精矿；对山西临钢二峰山铁矿尾矿进行了多种选别流程的对比试验研究，分别获得铁精矿品位 62%67%，磁性铁回收率 80%以上的技术指标。马钢桃冲铁尾矿中含有 85.36%的钙铁石榴石，且储量大。为充分利用这一资源，马鞍山矿山研究院与桃冲铁矿研究成功了强磁选一次粗选、二次精选、一次分级摇床选别流程，选出了石榴石含量 97.39%，回收率 41.00%以上，磁性物含量 0.54%的石榴石精矿。我国尾矿的再选发展非
13、常迅速，攀枝花铁矿每年从铁尾矿中回收 V，Ti，Co，Sc 等多种有色金属和稀有金属稀有金属，回收产品的价值占矿石总价值的 60%以上。江西德兴铜矿通过尾矿再选，年回收硫精矿 1000t，Cu9.2t，Au33.4kg，产值达1300 多万元。陕西双王金矿从尾矿中回收硫精矿，产值达 3.4 亿元，又从尾矿回收钠长石精矿，其产值超过金的产值。从尾矿再选所取得的成果可以看出，不仅提高了资源的回收率，也给企业带来巨大的经济效益。“首钢大石河铁矿裴庄东土线干选回收矿石工艺研究”项目针对首钢大石河铁矿裴庄东排土场资源特点，成功地研究开发了从废石中回收磁铁矿石的“粗选与分级精选”新工艺。该工艺流程合理，适
14、应性强，技术、经济指标先进，具有国内外新颖性，属国内首创并达到了国际先进水平。生产实践表明，新工艺投产后，按裴庄东排土场现有生产规模，每年可从废石中回收磁铁矿石 36 万 t(铁品位24%），可多产铁精矿 10.42 万 t(品位 66%计），按首钢内部价格计算，选矿厂年经济效益 1000 万元，同时可减少排土场占地。该项研究符合国家高效利用矿产资源的有关政策，在国内同类型矿山具有推广应用价值。（二）尾矿用作建筑材料对于尾矿建材的开发研究，国外起步较早。早在 20 世纪 60 年代初，前苏联就开始了尾矿建材的研究和生产，如克里沃罗格铁矿除将尾矿进行适当分级后用作混凝土的粗细骨料外，还用细粒级的
15、尾矿生产硅酸盐建筑制品；库尔斯克则建起了以尾矿为主要原料的水泥厂和玻璃厂；科夫多尔和卡齐卡纳尔采选公司还用含大量硅酸镁的选矿尾矿，研制出镁质水泥和水泥制品。加拿大以尾矿研究墙体材料，魁北克矿山还用磨细的尾矿烧制出耐火硅砖。美国除从废石中回收萤石、长石、石英等外，目前绝大多数尾矿被用作混凝土填料和铺路材料，也有人用铁燧石岩尾矿制成密度可调的轻质砖。日本有人将铁尾矿与 10%的硅藻土混合，烧制成轻质骨料。乌克兰则将石英岩尾矿加以分级，0.14mm 的作为建筑用砂，0.04mm 的用来生产气孔玻璃和泡沫玻璃，0.140.04mm 的用作混凝土填充料和制作泡沫混凝土材料。国外许多金属矿山都将二次资源进
16、行了优化处理，并将剩余的尾矿用于制造尾矿砖和建筑材料等。我国以尾矿或矿山废石作为建筑材料的研究与应用已经 20 多年。矿山废石及选厂尾矿已可作为铁路、公路道渣及混凝土粗骨料来使用。多种矿山尾矿被作为免烧尾矿砖、砌块、广场砖、铺路砖及新型墙体材料的原料，有些矿山则将尾矿制成陶瓷墙地砖、瓦、轻质材料；还有很多矿山的尾矿成为良好的水泥材料，有望形成尾矿水泥系列。从 20 世纪 80 年代起，首钢矿业公司就开始与有关单位进行尾矿砂石开发与应用研究。1991 年，尾矿应用研究通过了成果鉴定，并荣获天津市科技成果奖。但由于种种原因该成果没有得到大规模推广应用。2004 年起，尾矿骨料的利用得到迅速的发展。目前，该公司200 万 t 钢新建工程完全使用尾矿骨料，还供应北京、天津部分建筑工程使用。到 2005 年初，减少尾矿排放量 70 万 t，从而降低管道磨损，降低电耗、备件消耗，累计节省尾矿运输费用 130 万元，少占用尾矿库容量 40 万 m3，延长尾矿库使用年限，合计增收节支 646万元。另外，通过尾矿利用，减轻了对周边环境的污染，为保护滦河水
