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尾矿的资源化利用(金属尾矿综合利用专项规划)

尾矿的资源化利用(金属尾矿综合利用专项规划) 我国金属矿山尾矿综合利用现状及对策

随着我国经济的快速增长,人们对矿产品的需求量日益增加。我国的金属矿山分布广,利用率高,回收率较低。开采选别金属矿,虽然能够满足社会生产生活所需资源的基本需求,却对周围环境造成严重污染。由于技术水平有限,部分金属矿物没有得到很好的回收,而是作为尾矿直接被抛弃,大量尾矿堆存会占用土地,浪费资源,并且存在滑坡、泥石流等地质灾害隐患,矿山尾矿严重污染大气、水以及土壤等环境,降低了当地的生态环境质量。

1金属尾矿的产生和典型尾矿的化学成分

金属尾矿是选矿厂的产品之一。金属矿石经各种工艺流程破碎、筛选、研磨、分选后,剩余的金属矿物经过滤、浓缩等设备或自然脱水形成固体废物。一般来说,选矿厂会扔到尾矿库或坝里,但堆存会占用土地,产生粉尘,存在地质安全隐患。受选矿技术和当地经济发展水平的限制,这些尾矿没有得到充分利用。然而,随着金属矿山资源的日益减少和国家环保政策要求的日益提高,金属矿山尾矿的资源再利用已成为必然趋势。几种典型金属矿床的尾矿化学成分(%)见表1 [1-2]。

2金属矿山尾矿综合利用现状

2.1铁尾矿的综合利用

铁尾矿是铁矿石经过破碎、磨矿,再经过磁选、浮选等分离过程后剩下的废弃物。它们的化学成分复杂,但国内外铁尾矿的主要矿物成分基本相似,主要包括二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁等。国内外铁尾矿综合利用的途径主要有:回收有价成分、制作混凝土填料、路基材料、建筑材料、填充材料、高分子复合材料、肥料、土壤改良剂等。

北京大学科技大学范敦成对齐大山铁尾矿再利用进行了研究。采用预富集深度还原技术获得预富集粗精矿,然后提高炉温,采用高温炉还原技术获得高还原铁精矿,回收率高。同时将得到的尾矿和尾渣分别制成胶凝材料和尾矿砂混凝土,达到铁尾矿的综合利用效果[2]。朱志刚等人通过实验比较了尾矿、河砂和石英砂制备的混凝土的性能,结果表明+0.15 mm尾矿制备的UHPC强度远高于河砂,可以作为混凝土中的骨料使用[3]。为了解决铁尾矿堆积的问题,张执浩等人在巴西铁尾矿中添加各种无机结合料进行改良,并通过冲击试验和加州承载比试验研究改良后铁尾矿的路用性能。结果表明,在最适宜的条件下,各项力学性能指标均能满足路基材料的要求[4]。

中国铁矿资源丰富,尤其是在华北地区。铁尾矿主要用于露天充填和地下充填,既降低了成本,又解决了一系列安全和生态环境问题。对于已经闭坑的露天矿,可以利用尾矿进行充填,然后在其上覆盖一层耕作土进行耕作,减少尾矿的占用面积,绿化生态环境。很多矿山采用地下充填,即将铁尾矿充填在附近的采矿空区,节省了运输和破碎成本,变废为宝,降低了生产成本。河北钢铁集团赵淑芳等对高硅铁尾矿硅肥试验进行了初步研究。通过对氢氧化钠配比、反应时间和温度的实验,获得了最佳条件下的高硅肥样,有效硅含量达到30.42%。进行了培养试验,铁尾矿得到了有效利用[5]。

在上述铁尾矿综合利用方式的基础上,各矿山企业可根据自身经济条件、市场需求等因素选择相应的方式,并可选择一种或几种方式进行混合开发,以实现经济效益、社会效益和环境效益的最大化。

2.2有色金属尾矿的综合利用

中国的有色金属年产量居世界前列,但由于技术水平和经济发展水平,人们无法回收所有有用的金属。因此,提取有用成分后,剩余细粉脱水形成的金属尾矿逐渐堆积,造成资源的极大浪费。这些有色金属尾矿一般富含金属元素,颗粒极细,流动性强;尾矿以硫化物为主,容易发生氧化反应,产生酸性水,污染环境;还有一些有色金属尾矿含有重金属元素等有害物质,成为矿山环境治理的难点。有色金属尾矿如能作为资源综合利用,将有效减少其对环境的破坏,补充日益枯竭的矿山资源,具有良好的发展前景。目前,国内外有色金属尾矿资源再利用的主要途径有:回收有价金属或有用组分、矿区回填复垦、制备建筑材料和新型功能材料等。

钼矿是我国的优势矿产资源之一,但钼尾矿中伴生的有用成分长石、应时等不能综合利用,造成了巨大的资源浪费和一系列生态问题。武汉理工大学王长品研究了大兴安岭粘滑的钼尾矿。采用分级法去除细粒泥,采用磁选和反浮选工艺去除铁、钛和碳酸盐矿物,获得煅烧白度为52.50%的长石和应时混合精矿,可应用于平板玻璃的生产[6]。

中国最大的铜矿& mdash& mdash德兴铜矿处于铜尾矿再选的前沿,采用微生物堆浸& mdash电提取& mdash电积铜技术使铜、金、银的回收率提高了几个百分点。同时,该矿山采用重选技术对铜尾矿进行再选,回收了1 000 t/a铜精矿[7]。有色金属尾矿可用于合成ZSM-5分子筛功能材料,从而降低ZSM-5分子筛的生产成本,达到有色金属尾矿资源化、绿色化的综合利用效果。张鹏举等人分别以锡矿、碳酸锰和电解锰尾矿为原料,合成了结晶度高、纯度高的分子筛产品ZSM-5,尾矿中硅的利用率极高,均保持在55%以上[8。由这三种尾矿制备的催化材料具有较高的催化活性,其中一些对酸浸矿石中的金属元素具有良好的吸附性能。实现了有色金属尾矿的资源化、减量化和综合利用。与铁尾矿类似,有色金属尾矿的主要成分是二氧化硅、氧化钙、氧化镁等。,它们与市场上的建筑材料基本相似,因此人们可以用它们来制备建筑材料,以降低生产成本和能耗[8]。有色金属尾矿主要用于制砖和水泥等。马鞍山矿业研究院、首钢矿业公司等。,通过自主研发,开展了有色金属尾矿制砖的研究,取得了良好的效果[9]。赵新科等人以旬阳县南沙沟铅锌矿的尾矿为原料,与当地粘土按一定比例混合后压制成型。高温煅烧后制成的砖可满足建筑行业空芯砖的质量标准,解决了尾矿库的库容和占地问题,具有一定的经济效益和社会效益[10]。

2.3黄金尾矿的综合利用

黄金尾矿是金矿破碎、研磨和分选后丢弃的矿山固体废弃物,对环境危害极大。通常,黄金尾矿呈碱性,二氧化硅含量高,还有一些氧化铝、氧化镁、氧化铁和其他金属元素(如铜、铅、银等。).据统计,大部分黄金尾矿不能得到很好的利用,堆积在尾矿库,占用土地,污染环境,存在巨大的安全隐患。以往金尾矿综合利用的途径主要有:回收有价金属、回收硅酸盐矿物用于建筑材料、矿山充填等。硅质金尾矿的化学成分以二氧化硅为主,含有少量氧化铁、氧化铝等酸性氧化物,与火山物质非常相似。因此,可以尝试使用黄金尾矿作为水泥混合材。谭等人利用蚀变岩型金尾矿作水泥混合材,采用机械粉磨法对金尾矿进行了现场试验。结果表明,金尾矿的总活性与比表面积有关,比表面积越大,活化指数越高[11]。当金尾矿粉磨到400 m2/kg时,活化指数达到一个临界值,之后变化不大。试验表明,黄金尾矿不具备良好的火山灰特性,因此为了保证水泥的强度,黄金尾矿作为水泥混合材的掺量不宜过大。经过金尾矿掺量试验,当金尾矿掺量为20% ~ 30%时,水泥抗压强度符合国家标准要求,达到了金尾矿的综合利用效果。

山东招远何洁矿业有限公司通过团队的大量探索和实践,将黄金尾矿变废为宝,取得了良好的效果。综合利用主要有三个方面:一是充填采矿空区,每年消耗约55%的尾矿排放量;二是尾矿复垦种植农作物,尾矿种植面积达数万亩,绿化了环境,增加了收入;第三,用金矿尾矿代替粘土、砾石和沙子生产轻钢结构as板系列建筑材料,完成了废弃物的再利用。这些尾矿的综合利用方法,变废为宝,具有非常广阔的应用前景,既绿化了环境,又降低了成本,从而达到可持续发展的目的[12]。

曾对广东新洲金矿尾矿进行了回收金的试验研究,认为堆浸、重力选矿、磁电选矿和浮选均可回收少量金。但从大量实践来看,回收黄金最有效的方法是浮选,回收率高达82%,金尾矿品位从2.69 g/t降至0.51 g/t,年收益近6000万元,经济效益十分显著。对于同类型的地雷。

3 .关于金属尾矿资源化利用的建议

在我国矿产资源日益枯竭、环保意识日益增强的今天,加强尾矿资源的综合利用是必由之路。金属尾矿的二次开发利用不仅可以解决尾矿堆存和占地问题,还可以达到资源再利用和提高经济效益的目的。从金属矿山尾矿综合利用的现状来看,要实现我国金属矿山的可持续发展,应重点做好以下几个方面的工作。

3.1完善中国的法律法规体系

金属矿产是不可再生的二次资源,国家应对矿山企业综合回收尾矿制定相应的强制性政策,制定一系列完善的法律法规和相应的管理制度,使尾矿综合利用的各项措施落实到位。

3.2加强金属尾矿综合利用的政策引导。

当前要增强企业的综合利用意识,加强宣传教育。政府有关部门应当支持和鼓励矿山企业加强金属尾矿的资源再利用,并给予相关政策引导。他们可以给予适当的资金支持或减免矿山企业的税费,制定一系列优惠政策,大力宣传二次资源的开发利用,使矿山企业对金属尾矿给予足够的重视,从而促进矿山企业的可持续发展。

3.3加大对尾矿综合利用技术研发的资金支持。政府应当加大对尾矿综合利用技术研发的支持力度,设立专项资金支持金属尾矿综合回收产业。加大科技攻关力度,加大人才和技术投入,重点发展高附加值材料和实用技术,提高金属尾矿综合利用水平,缩小差距。对在尾矿综合利用方面做出显著研究成果的人员,应给予奖励,提高金属尾矿回收的技术水平。

3.4建立矿产综合利用档案。

首先,对各矿山企业尾矿综合利用情况进行摸底调查和资料整理,建立一套矿产综合利用数据库,使新技术在全国范围内广泛推广,起到示范引领作用,为各企业尾矿回收利用提供参考。

 
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