尾矿综合利用示范工程名单(第一批)
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68矿产资源M ineral resources铁尾矿资源综合利用及研究进展张 彪1,姜春志2(1.中条山有色金属集团有限公司,山西 运城 044000;2.国家煤化工产品质量监督检验中心(安徽),安徽 淮南 232000)摘 要:概述了国内铁尾矿资源现状,综述了铁尾矿综合利用及研究进展,指出了研究利用的问题,并进行了展望。
关键词:铁尾矿;综合利用;研究进展中图分类号:TD926 文章标识码:A 文章编号:11-5004(2020)21-0068-2收稿日期:2020-11作者简介:张彪,男,生于1990年,汉族,河南周口人,助理工程师,研究方向:矿物加工工程。
铁矿资源是我国经济社会发展的重要基础性资源。
近年来,铁矿石消耗量日益增大,铁尾矿排放量逐年增多。
铁尾矿大量堆积,既造成土地资源浪费,又极易产生空气和土壤污染,破坏自然生态环境,尤其面对极端自然天气,存在着巨大的安全隐患,导致铁尾矿处理成本提高,严重制约企业可持续发展。
当前,尾矿综合利用是固废综合利用的重要方面,也是矿产资源高效与循环利用的必然要求。
铁尾矿综合利用不仅能回收有价成分,提高资源利用效率,还能变废为宝,改善生态环境,促进经济社会良好发展。
1 铁尾矿资源现状铁尾矿通常指在铁矿石分选铁精矿过程中排出的尾砂废料。
我国铁尾矿主要以磁铁尾矿和赤铁尾矿为主,分布多集中于内蒙、四川、辽宁、河北、湖北等地区。
近些年,我国铁尾矿综合利用率不断提升,由2008年的7%上升到2018年的27.69%,但仍低于国外水平[1]。
2018年我国铁尾矿总产生量约4.76亿t,约占全国尾矿总产生量39.3%,相较其它尾矿,铁尾矿占比最大[2]。
受矿石产地和选矿工艺等因素影响,铁尾矿虽然成分和含量不尽相同,但化学组成基本相似,主要有SiO 2、Al 2O 3、Fe 2O 3、CaO、MgO、Na 2O 等[3]。
2 综合利用及研究现状我国铁尾矿资源的综合利用主要集中在有价成分回收、矿山回填、路基填筑、土地复垦、土壤改良及制备建筑材料等方面。
摘要:磷元素是动植物生长不可或缺的重要元素之一。
由于对磷元素需求的快速增长,加大了磷矿资源的开采和加工力度,同时产生大量固体废弃物,即磷尾矿。
磷尾矿中含有许多有用组分,应对其进行回收利用。
目前,磷尾矿的综合利用逐渐成为热点,综合利用主要是尾矿再选、制备建筑材料、生产磷肥、胶结充填几个方面。
关键词:磷尾矿综合利用研究引言磷元素是动植物生长不可或缺的重要元素之一。
磷矿是指在经济上可被利用的磷酸盐类矿物的总称,是一种重要的工农业矿物原料。
目前,磷矿资源主要应用于制取磷肥,也用于提取黄磷、赤磷、磷酸和其他磷酸盐类及磷化合物,应用于医药、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、化工、冶金、军事等[1]。
由于现代农业对磷肥需求的快速增长,加大了磷矿资源的开采和加工力度,产生大量的磷尾矿及其他工业废弃物,不仅危害矿场周围的生态环境,还形成了大面积的采空区,导致地表山体塌陷和滑坡等地质灾害的发生。
开采产生的大量磷尾矿,造成许多资源环境问题,磷尾矿的综合利用难题亟需解决。
一、中国磷矿资源概况1.磷矿主要矿床类型及其分布世界上最重要的磷矿资源主要为海相沉积型磷块岩,其分布广,储量大,产量高。
海相磷块岩可分为地槽型和地台型,其中以地台型矿床工业意义最大。
地台型海相磷块岩储量约占世界磷矿总储量的60%以上[2]。
中国磷矿矿床的类型有4类(夏学惠,2012),以海相沉积型磷块岩为主,占全国总储量的85%,此外还有变质型磷灰石矿床和岩浆型磷灰石矿床储量占14.6%[3]。
2.磷矿资源的主要特点中国磷矿资源丰富,是优势矿产之一。
根据《全国矿产资源储量通报》统计,中国磷矿资源十分丰富,全国磷矿矿产地约500处,赋矿层位不少于24个。
截止到2010年底,全国磷矿资源储量为186. 3亿t(基础储量,29. 6亿t;储量,9. 1亿t;资源量,156. 7亿t),位居世界第二位(舒国文,2012)。
但中国磷矿“丰而不富”,其中五氧化二磷含量大于等于30%的磷富矿资源储量矿石量26. 5亿t,含量小于30%的磷矿资源储量矿石量159. 8亿t,目前可供利用资源储量动态可供开采35年左右[4]。
郴州市人民政府办公室关于印发郴州市尾矿库综合治理实施方案的通知文章属性•【制定机关】郴州市人民政府•【公布日期】2008.11.11•【字号】郴政办函[2008]171号•【施行日期】2008.11.11•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】矿产资源正文郴州市人民政府办公室关于印发郴州市尾矿库综合治理实施方案的通知(郴政办函[2008]171号)各县市区人民政府,市直有关单位,市属以上尾矿库企业:《郴州市尾矿库综合治理实施方案》(以下简称《方案》)已经市人民政府同意,现印发给你们,请认真组织实施。
我市尾矿库较多,尾矿库安全隐患问题突出。
开展尾矿库综合治理是市委、市政府作出的重大决策,是一项民生工程。
各级各有关部门(单位)要从贯彻落实科学发展观、调整经济结构、转变发展方式、维护人民群众根本利益的高度,深刻认识实施尾矿库综合治理的重大意义。
制定和实施治理方案,是保护人民群众生命财产安全的重要行动,是确保尾矿库生产安全和环境安全的重要措施,是推进“两型社会”建设,构建生态郴州、和谐郴州的重要标志。
各级政府要进一步统一思想,提高认识,把尾矿库综合治理作为大事来抓,加强领导,精心组织,落实责任,强化考核。
各有关部门要根据职能分工,相互配合,在监督监控、资金投入、公共服务、技术支撑等方面提供保障。
各尾矿库生产经营单位要承担主体责任,落实责任人员、技术方案、资金来源,推进综合治理措施顺利实施,确保全面完成全市尾矿库综合治理的各项目标任务。
二○○八年十一月十一日郴州市尾矿库综合治理实施方案尾矿库作为贮存金属非金属矿山矿石选剔后排出尾矿或其他工业废渣的设施,一般由筑坝拦截合成或围地构成。
尾矿库治理工作是金属非金属矿山安全生产工作的重中之重,做好尾矿库治理工作是保护人民群众生命财产安全、构建和谐社会的重要举措。
根据《国务院办公厅关于进一步加强矿山安全生产工作的紧急通知》(国办发明电〔2008〕35号)和《湖南省人民政府关于切实加强安全生产工作的紧急通知》(湘政明电〔2008〕24号)精神以及上级有关部门关于开展尾矿库整顿治理、强化尾矿库安全监管的一系列部署要求,结合我市尾矿库现状,制定本实施方案。
铁尾矿的综合利用摘要关键词1. 背景1.1 铁尾矿的来源随着钢铁工业的迅速发展,铁矿石尾矿在工业固体废弃物中占的比例也越来越大。
据不完全统计,目前我国发现的矿产有150多种,开发建立了8000多座矿山,累计生产尾矿59.7亿t,其中堆存的铁尾矿量占全部尾矿堆存总量的近1/3%【1】。
1.2 铁尾矿的分类我国铁尾矿资源按照伴生元素的含量可分为单金属类铁尾矿和多金属类铁尾矿两大类。
其中单金属类铁尾矿,根据其硅、铝、钙、镁的含量又可分为以下几类【3】:(1)高硅鞍山型铁尾矿。
该类尾矿是数量最大的铁尾矿类型,尾矿中含硅高,有的含Si02高达83%。
这类尾矿一般不含有价伴生元素,平均粒度0.04mm。
0.2mm。
属于这类的选矿厂有本钢南芬、歪头山、鞍钢东鞍山、齐大山、弓长岭、大孤山、首钢大石河、密云、水厂、太钢峨口、唐钢石人沟等。
(2)高铝马钢型铁尾矿。
该类尾矿年排出量不大,主要是分布在长江中下游宁芜一带。
如江苏吉山铁矿、马钢姑山铁矿、南山铁矿及黄梅山铁矿等选矿厂。
其主要特点是A1203含量较高,多数尾矿不含有伴生元素和组分,个别尾矿含有伴生硫、磷,小于0.074mm粒级含量占30%~60%。
(3)高钙、镁邯郸型铁尾矿。
该类尾矿主要集中在邯郸地区的铁矿山,如玉石洼、西石门、玉泉岭、符山、王家子等。
主要伴生元素为S、Co,极微量的Cu、Ni、Zn、Pb、As、Au和Ag等,小于0.074mm粒级含量占50%~70%。
(4)低钙、镁、铝、硅酒钢型铁尾矿。
该类尾矿中主要非金属矿物是重晶石、碧玉、伴生元素有Co、Ni、Ge、Ga和Cu等,尾矿粒度小于0.074mm的占73.2%。
多金属类铁尾矿主要分布在我国西南攀西地区、内蒙古包头地区和长江中下游的武钢地区。
该类铁尾矿的特点是矿物成分复杂,伴生元素多,除含丰富有色金属外,还含一定量的稀有金属、贵金属及稀散元素。
从价值上看,回收这类铁尾矿中的伴生元素,已远远超过主体金属铁的回收价值。
《建设项目环境影响报告表》编制说明《建设项目环境影响报告表》由具有从事环境影响评价工作资质的单位编制。
1.项目名称——指项目立项时批复的名称,不超过30个字(两个英文字段作一个汉字)。
2.建设地点——指项目所在地详细地址,公路、铁路应写起止地点。
3.行业类别——按国标填写。
4.总投资——指项目投资总额。
5.主要环境保护目标——指项目区周围一定范围内集中居民住宅区、学校、医院、保护文物、风景名胜区、水源地和生态敏感点等,应尽可能给出保护目标、性质、规模和距厂界距离等。
6.结论与建议——给出本项目清洁生产、达标排放和总量控制的分析结论,确定污染防治措施的有效性,说明本项目对环境造成的影响,给出建设项目环境可行性的明确结论。
同时提出减少环境影响的其他建议。
7.预审意见——由行业主管部门填写答复意见,无主管部门项目,可不填。
8.审批意见——由负责审批该项目的环境保护行政主管部门批复。
建设项目基本情况项目名称年处理30万吨尾矿渣综合利用项目建设单位招远市亿宏环保科技有限公司法人代表徐浩亮联系人林泉山通讯地址招远市开发区工业一路南(山东中佳新材料有限公司院内)联系电话150****3696传真——邮政编码265400建设地点招远市开发区工业一路南山东中佳新材料有限公司院内(E120.420°,N37.387°)立项审批部门招远市行政审批服务局批准文号2020-370685-42-03-013369建设性质新建√扩建技改行业类别及代码N7723固体废物治理占地面积(平方米)5360绿化面积(平方米)——总投资(万元)1480其中:环保投资(万元)30环保投资占总投资比例2.03%评价经费(万元)——预计投产日期2020年9月工程内容及规模一、项目建设的由来1、企业概况招远市亿宏环保科技有限公司成立于2020年1月6日,法定代表人徐浩亮,经营范围为环保技术推广、金矿浮选尾砂、尾矿深加工、钾钠长石提取、水泥制品制造、焚烧废灰固化处理、建筑工程施工、土地复垦。
钼尾矿综合利用研究范佳志,王伟明(伊春鹿鸣矿业有限公司,黑龙江 伊春 153000)摘 要:在我国,选矿尾矿生产量和堆存量巨大,综合利用率较低。
利用钼尾矿为主要原料,采用烧结法制得微晶玻璃。
此尾矿微晶玻璃的综合性能优于大理石和花岗石,基本达到JC/T872-2000规定的微晶玻璃理化指标。
对钼尾矿的综合开发利用具有一定的指导意义,具有良好的社会效益和经济效益。
关键词:钼尾矿;微晶玻璃;综合利用中图分类号:TD926.4 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2021)02-0141-2Study on Comprehensive Utilization of MolybdenumTailingsFAN Jia-zhi, WANG Wei-ming(Yichun luming Co.,Ltd.,Yichun 153000,China)Abstract: In China, the tailings production and storage are huge, and the comprehensive utilization ratio is low. With molybdenum tailings as the main raw material, glass-ceramics were prepared by sintering method. The comprehensive performance of the tailings glass-ceramics is better than that of marble and granite, and basically reaches the physical and chemical indexes of glass-ceramics stipulated by JC/T872-2000. It has certain guiding significance to the comprehensive development and utilization of tailings, and has good social and economic benefits.Keywords: molybdenum tailings; Microcrystalline glass; Comprehensive using中国是世界上第三大矿业大国,随着经济的快速发展,我国每年的尾矿排放量巨大,若能对这些废弃资源进行综合利用,必然能提高资源的利用率,消除对环境的影响,变废为宝[1-3]。
第34卷第3期2020年9月资源环境与工程Resources Environment&EngineeringVol.34,No.3Sep.,2020鄂东南地区尾矿资源综合利用前景及开发建议思路浅析蔡恒安,杨伟卫,王磊,孙孝峰(湖北省地质局第一地质大队,湖北大冶435100)摘要:鄂东南地区尾矿资源丰富,以往尝试过尾矿资源的利用,均未按综合利用的思路开展,导致尾矿的经济价值未充分体现,制约了尾矿资源的开发利用。
通过对鄂东南尾矿资源现状分析,结合目前选冶加工技术和国家相关管理政策,提出“资源一环境一灾害”三位一体的综合利用框架和“全面摸底一资源勘查一市场调研一工艺确定一市场销售”链条化的开发利用思路,从摸清家底、市场调研、价值评估、合作开发四个方面分层次统筹推进尾矿资源的综合开发,对合理推进鄂东南地区尾矿资源的综合利用有较好的指导和借鉴意义。
关键词:尾矿资源;开发建议;综合利用;鄂东南中图分类号:TD982;TD981文献标识码:ADOI:10.16536/ki.issn.1671-1211.2020.03.032鄂东南地区是中国重要的有色金属、贵金属和黑色金属资源基地之一,以往在金属矿产开发利用中形成了大量尾砂,均堆存于尾矿库中。
随着选冶技术的提升,原来不能充分利用的资源在当前经济技术条件下可以被更高效地利用,同时,随着市场需求的变化,尾砂中的伴生有用组分也被充分利用,尾砂中大量的非金属资源被开发,尾砂变尾矿,具有开采容易、加工简单、利用率高的特点[1—2]。
近年来,鄂东南地区铜绿山铜铁矿、鸡冠咀铜金矿等矿山均开展了尾矿中金属矿产的二次选矿[3],但大多是利用当前选矿回收率提高后对主要金属的回收利用,未考虑伴生有益组分、非金属资源、土地资源等综合开发,及其经济价值的利益最大化。
因此,亟需对鄂东南尾矿资源禀赋及开发利用现状进行梳理和总结,结合目前选冶技术和市场需求调研,摸清尾矿综合利用在资源一环境一灾害等多方面的综合价值,探索尾矿资源链条化、全流程的开发利用思路,全面支撑推进鄂东南地区尾矿资源的综合利用。
收稿日期:2009-06-26作者简介:杨国华(1975-),男(汉族),河北秦皇岛人,河北省矾山磷矿选矿厂工艺主管,助理工程师。
尾矿综合利用现状调查及其意义杨国华1 郭建文2 王建华3(11河北省矾山磷矿,河北涿鹿075641;21河北省新烨工程技术有限公司,河北张家口075100;31武安市冶金矿山管理局,河北武安056300) 摘要:分析了我国尾矿资源的特点,概述了尾矿综合利用的途径及现状。
指出尾矿综合利用是矿山可持续发展的必然选择,深入开展尾矿综合利用的研究和生产,可获得较好的经济和社会效益。
关键词:尾矿;综合利用;经济效益中图分类号:TD 92614 文献标识码:B 文章编号:1671-8550(2010)01-0055-030 引言矿产资源是人类赖以生存的重要生产资料之一,其主要特点是不可再生和短期内不可替代性。
矿产资源是我国工业发展的基础原料,目前我国90%以上的能源和约80%的工业原料来自矿产资源,每年投入国民经济运转的矿物原料超过50亿t 。
随着我国工业化的迅速发展,矿产资源的需求将日益增加,但在矿产资源开发生产过程中,资源损失和浪费非常严重。
因此,有效、合理的利用矿产资源是矿山可持续发展的必然趋势。
矿产资源的开采必须经过破碎、磨矿、分选等多道工序才能选出精矿,在此过程中必然会排出大量尾矿。
世界各国每年采出的金属矿、非金属矿、煤、粘土等高达100亿t 以上,排出的尾矿量约50亿t ,以有色金属矿山累计堆存的尾矿为例,美国达到80亿t ,前苏联为41亿t 。
目前我国发现的矿产有150多种,开发了8000多座矿山,累计生产尾矿5917亿t ,占地8万ha 以上,而且每年仍以310亿t 的速度在增长[1]。
尾矿不仅占用大量土地,而且给人类生产、生活带来严重污染和危害,现已受到全社会的广泛关注。
随着矿产资源的大量开发和利用,矿石日益贫乏,尾矿作为二次资源再利用备受关注[2~4]。
近年来我国开始重视尾矿的再利用,但由于我国共生、伴生的综合矿较多,自然禀赋差,开发利用率不高,加上选矿设备陈旧、自动化管理水平和有用矿物回收利用率均普遍较低。
冶金标0%化与质量钒钛铁尾矿综合利用概述温晓庆、卢可心S王林俊\李润丰2,战佳宇2,李寅明2,陈旭峰2(1.河北睿索固废工程技术研究院有限公司河北承德067000; 2.北京建筑材料科学研究总院有限公司北京100041 )摘要:承德毗邻京津,通达辽蒙,资源富集,是矿业大市,多年的矿业开发在有力的支撑了全市经济和社会发展的同时,也形成了大量的尾矿。
钒钛铁尾矿作为承德地区典型工业固废,通过对其产排情况及综合利用情况分析,对 尾矿综合开发利用探索和实践和首都生态环境及水资源安全提供了良好的参考,同时对推进承德市工业资源综合利用,打造京津冀水源涵养功能区,以及促进经济调结构、转方式的可持续发展模式具有重要意义。
关键词:钒钬;铁尾矿;利用中图分类号:T D926文献标识码:B文章编号:1003-0514(2020)06-0050-04Comprehensive utilization of vanadium-titanium-iron tailingsWen Xiaoqing1, LuKexin1, WangLinjun1, Li Runfeng2, Zhan Jianing2, Li Yanming2, Chen Xufeng2(1. Hebei Ruisuo Solid Waste Engineering Technology Research Institute Co., Ltd., Chengde 067000, China;2. Beijing General Research Institute of Building Materials Co., Ltd., Beijing 100041 , China )Abstract: Chengde, adjacent to Beijing and Tianjin, access to Liaoning and Neimenggu enrichment of resources, is the market of mining, mining development for many years in the strong support of the city's economic and social development ,at the same time, form a large amount of tailings, vanadium and titanium iron tailings as a typical industrial solid waste, Chengde,based on its production and the present situation of comprehensive utilization were analyzed, the author explores the comprehensive exploitation and utilization of tailings and practice and the ecological environment and water resources security provides a good reference, at the same time, promoting the comprehensive utilization of Chengde industrial resources makes the Beijing-Tianjin-Hehei area of water conservation and the sustainable development of the economic restructuring turn mode is of great significance.Key words: vanadium titanium; iron tailings; utilization1引言钒钛磁铁矿资源主要分布在俄罗斯、南非、美 国、加拿大、印度等地,探明储量达400亿t以上,我 国钒钛磁铁矿资源丰富,已探明存量达180多亿t,主要分布在四川攀枝花、河北承德、陕西汉中等地。
四川化工职业技术学院毕业论文磷矿尾矿的综合利用学生姓名:***学号:**********年级专业:2012级应用化工技术指导教师:四川•泸州提交日期:2015年5月目录1. 引言 (3)2. 磷矿尾矿概述 (4)2.1磷矿尾矿的危害 (4)2.2磷矿尾矿的主要成分 (5)2.3 磷矿的伴生资源 (5)3. 磷矿尾矿的综合利用途径 (5)3.1盐酸法处理磷矿 (5)3.2磷矿窑法制磷酸 (6)3.3磷矿尾矿的新药剂再浮选 (8)3.4磷矿尾矿制备水泥 (8)3.5制备建筑用砖 (9)3.6 制备微晶玻璃 (9)3.7磷矿尾矿的其他利用 (10)4. 结语 (10)参考文献 (11)致谢 (13)磷矿尾矿的综合利用摘要:针对目前磷资源日渐枯竭的世界性问题,根据中国目前磷矿品位繁复的现状,加强利用磷矿尾矿,扩展磷矿资源可利用范围,是解决磷资源匮乏的当务之急。
提出了利用磷矿生产优质磷酸,介绍了国内外盐酸法、窑法的情况。
并介绍了国内外磷矿尾矿综合利用的研究进展,磷矿尾矿利用对于改善生态环境、提高资源利用率的重要性,并提出磷矿浮选尾矿加工利用的途径。
关键词:磷矿尾矿;综合利用1.引言磷是地表圈内参与生物代谢的重要元素之一。
据统计,我国磷资源丰富,居世界第四位,但多数品位不高。
以我国为例,截止2010年的地质调查、详查资料表明,磷矿矿石总储量约为168亿吨,ω(P2O5)的平均值为16.9%,但其中能够满足现行采矿和生产所需指标要求的真正可利用矿产资源量(即基础储量)仅为约40亿吨,富矿(品味>30%)储量11亿吨,仅为8%。
在每年5000多万吨的磷矿使用量的情况下,我国的高品位磷矿只能保证我国未来20年的使用。
目前我国磷矿资源要保障我国化肥及相关企业的磷矿供应持久,必须充分利用中低品位磷矿,但开发利用中低品位磷矿尚有许多问题需要解决。
采用传统选矿和湿法浸出方法富集磷的成本过高,难以实现工业化生产,其利用价值不大。
第27卷第4期2010年8月Vol.27No.4Aug.2010吉林建筑工程学院学报Journal of Jilin Institute of Architecture &Civil Engineering收稿日期:2010-03-24.作者简介:肖力光(1962~),男,吉林省长春市人,教授,博士.*基金项目:国家“十一五”科技支撑计划重大项目(2006BAJ04A16).国内外铁尾矿的综合利用现状*肖力光伊晋宏崔正旭(吉林建筑工程学院材料科学与工程学院,长春130118)摘要:矿产资源是人类生存和发展的重要物质基础之一。
随着矿产资源的大量开发和利用,矿石日益贫乏,尾矿作为二次资源再利用也已受到世界各国的重视.笔者介绍了国内外铁尾矿的综合利用现状,以及在建筑材料方面的应用,并提出铁尾矿今后发展的建议.关键词:铁尾矿;现状;综合利用中图分类号:TU 5文献标志码:A 文章编号:1009-0185(2010)04-0022-05Iron Tailings Comprehensive Utilization at Home and AbroadXIAO Li-guang ,YI Jing-hong ,CUI Zheng-xu(School of Material Science and Engineering,Jilin Institute of Architecture and Civil Engineering,Changchun ,China 130118)Abstract :The mineral resource is one of the human survival and development important material bases,along with mineral resource's massive developments and the use,the ore is day by day deficient,the tailings recycling has a second world attention.This article describes the tailings and the comprehensive use of the status quo,the application of the building materials,and the proposal in the future development of tailings.Keywords :iron ore tailings;status quo;comprehensive utilization1尾矿的现状及存在的问题矿产资源是人类发展和生存极为重要的物质基础之一,其主要特点是不可再生性和短期内不可替代性.我国90%的能源和80%的原材料来自矿产资源.随着我国工业化的迅速发展,矿产资源的需求将与日俱增,但在矿产资源开发生产过程中,资源损失和浪费非常严重[1].不仅如此,矿产资源开发过程中丢弃大量的废石和尾矿也造成环境污染.据统计,因受选矿技术水平、生产设备的制约,我国矿业生产的尾矿已达到100亿t 以上,并呈逐年增加的趋势.尾矿不仅占用大量土地,而且也给人类生产、生活带来了严重污染和危害,现已受到全社会的广泛关注.同时,随着矿产资源的大量开发和利用,矿石日益贫乏,尾矿作为二次资源再利用也已受到世界各国的重视.目前我国尾矿利用率很低,矿山尾矿占工业固体废物的30%,但其利用率仅为7%.大多数矿山企业往往只重视有价金属的回收,若仅考虑有价金属的回收并不能从根本上解决尾矿的问题.由于尾矿是经过选矿后的固体废物,其非金属矿物达到90%以上.因此,尾矿的整体利用是尾矿利用的根本途径[2].铁尾矿是铁选厂在特定经济技术条件下,将铁矿石磨细,选取“有用组分”后排放的废弃物.据不完全统计,目前我国发现的矿产有150多种,开发建立8000多座矿山,累计生产尾矿59.7亿t.其中,堆存铁尾矿量高达十几亿t ,占全部尾矿堆存总量的近1/3[3],而且,每年排出铁尾矿近3亿t ,综合利用率还不到20%[4].大量的尾矿一般采用堆填处置,不仅浪费资源,同时挤占土地,工厂还得支付土地征用费、运费和填埋费等,增加了钢铁的生产成本,同时还造成环境污染.随着矿产资源的大量开发和利用,矿石日渐贫化,资源日渐枯竭,尾矿作为二次资源已在国内外备受关注,并在尾矿中回收有价金属与非金属元素,磁化尾矿做土壤改良剂,同时,利用铁矿尾矿库复垦植被,以及尾矿制作建筑材料等方面取得了一定的成果.其中,利用铁尾矿制作建筑材料是一条很好的途径,不仅可以进行大量、高附加值利用铁尾矿,有效地缓解铁尾矿堆存带来的大量问题,而且为建材行业提供了一种较为理想的原料,为建材开辟了新的资源,同时发展了矿山循环经济,实现了节能减排,对于实现矿产业的可持续发展具有十分重要的意义.2国内外铁尾矿的研究利用现状及分析铁尾矿的组成特征:铁尾矿是一种复合矿物原料,是铁矿石经过选取铁精矿后剩余的废渣,除了含少量金属组分外,其主要矿物组分是脉石矿物如石英、辉石、长石、石榴石、角闪石及其蚀变矿物.其化学成分主要含SiO 2,Al 2O 3,Fe 2O 3,CaO ,MgO 等,还含有少量K 2O ,Na 2O 以及S ,P 等元素[5].表1为我国各地铁尾矿的主要化学组成.2.1国内铁尾矿的综合利用现状我国铁尾矿综合利用起步相对较晚,但进展较快.近几年来,随着保护矿产资源及环境意识的不断增强,该工作已引起有关部门的重视,一些研究院所、高等院校等单位与矿山企业紧密合作,在尾矿中回收有价金属与非金属元素、尾矿制作建筑材料、磁化尾矿作土壤改良剂等方面已取得了一些实用性成果.2.1.1尾矿再选由于技术条件的限制,有的矿山由于选矿回收率不高,矿产综合利用程度不足,现已堆存甚至正在排出的尾矿中含有丰富的有用元素.例如,山东省矿山一些磁铁矿尾矿,仍含铁20%,经强磁选机回收可获得品位达60%的铁精矿[6].马鞍山矿山研究院与本钢歪头山铁矿采用HS-1600×8磁选机对铁矿石尾矿进行再磨再选后,可获得品位高达65.76%的优质铁精矿,年产铁精矿量达3.92×104t ,经济效益良好.2.1.2尾矿用作建筑材料铁尾矿化学成分主要有硅、铝、钙、镁的氧化物和少量钾、钠、铁、硫的氧化物.其中,硅、铝含量较高,且80%以上都是非金属矿物,与建筑材料十分相近,这就为尾矿在建材业的广泛应用提供了前提条件,通常只要掺加少量其他原料进行适当调配,便可用做许多建筑材料的原料,将其应用于建材领域比在其它领域具有更多的优点[7].我国利用铁尾矿作建筑材料的研究起于20世纪80年代.目前,我国铁尾矿作为一种建筑材料,在应用中已取得明显成效,主要集中生产保温建筑材料、水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料等,并可以用做混凝土粗细骨料和建筑用砂.(1)轻质隔热保温建筑材料.随着建筑产业的快速发展,新型轻质隔热保温建筑材料的开发研究是当前社会的迫切要求,以铁尾矿制备轻质隔热保温建筑材料,为铁尾矿的二次资源再利用开辟了一条资源节约、保护环境之路.王应灿等[7]以铁尾矿、废旧聚苯乙烯泡沫为主要原料,普通硅酸盐水泥为胶凝剂,制备的轻质隔热保温材料,不仅有良好的保温性能,更能变废为宝,在创造经济效益的同时,还保护了环境;表1我国各地铁尾矿的主要化学组成地区名称SiO 2Al 2O 3Fe 2O 3CaO MgO TFe MnO SiO 2P 2O 5邯郸铁矿31.98 6.4910.2330.7713.840.12 3.8900.210梅山铁矿27.887.2725.0014.62 1.78鞍山铁矿75.910.65 1.82 1.5111.69金岭铁矿36.47 5.328.2719.4813.210.540安徽铁矿43.5812.21 1.00 2.7017.540.406他达铁矿21.06 6.570.500.5038.000.640.0180.057唐山铁矿72.79 6.08 6.20 4.853.164.480.0850.1000.160(%)肖力光,伊晋宏,崔正旭:国内外铁尾矿的综合利用现状第4期2324吉林建筑工程学院学报第27卷(2)水泥.用尾矿生产水泥是利用尾矿中的某些微量元素影响水泥熟料的形成和矿物的组成,在水泥配料中引入大量的尾矿,按照正常的水泥生产工艺,生产符合国家标准的水泥,属于烧结类建材,方法主要有2种:①利用尾矿砂中含铁量高的特点,以尾矿砂替代常用水泥配方中使用的铁粉;②用尾矿替代水泥原料的主要成分.唐山市协兴水泥有限公司[8]经过近1年的攻关,使利用尾矿砂代替粘土和铁矿石生产水泥熟料技术获得成功.该技术投入生产后,可充分利用废弃尾矿砂,减少环境污染,节约大量粘土和矿山资源,还可使水泥吨熟料成本下降2~3元,熟料28d抗压强度提高3MPa~5MPa,使吨综合成本下降10元以上;(3)陶瓷材料.利用尾矿研制生产陶瓷打破了以粘土为原料的传统做法,在有效利用废弃尾矿、减轻环境压力的同时,也使陶瓷性能得到了很大的改善.但从目前的情况来看,尚未利用尾矿开展大规模陶瓷工艺生产的生产线,但这方面的研究已广泛开展,主要表现在小范围烧制陶瓷材料、尾矿陶瓷釉料和尾矿卫生洁具;(4)微晶玻璃.铁尾矿是一个复杂的多组分体系.因此,可以用来生产对透明度要求不高的玻璃建材制品,例如,有色玻璃装饰板、微晶玻璃装饰板、玻璃马赛克等.目前,研究较多的是利用尾矿生产微晶玻璃和玻璃马赛克等.微晶玻璃又称玻璃陶瓷或结晶化玻璃[9],是一种新型无机非金属材料,被称为21世纪的环境协调材料,在国防、航天航空、电子、建筑、化工、生物医学、机械工程等领域,作为结构材料、功能材料和装饰材料而获得应用.近年来,很多科研工作者利用铁尾矿成功制取了微晶玻璃;(5)制砖.建筑用砖是我国建筑业用量最大的建材产品之一,而国家为了保护农业生产,制定了一系列的保护耕地的措施,所以,利用铁尾矿制砖则不失为一条很好的途径.利用它不仅可以制普通烧结砖和蒸压砖,还可以制地面装饰砖和免蒸免烧砖等.铁尾矿制作装饰面砖,工艺简单,原料成本低,物理性能好,表面光滑、美观,装饰效果相当于其它各类装饰面砖(如水泥地面砖,陶瓷釉面砖).张熠[7]等人以安徽黄梅山铁尾矿为骨料,采用两种工艺反打振动工艺和压制工艺制备出彩色地面砖,其抗压强度均高于国家标准,符合道路建设要求;(6)水泥熟料.南京梅山矿业有限公司用综合铁尾矿代替铁粉配制水泥生料,通过对两种原料配制的生料的易烧性、烧成的熟料的物理性能比较,研究用综合铁尾矿代替铁粉作为铁质校正原料的可行性.得出结论:梅山矿业有限公司的综合铁尾矿完全可以代替铁粉,生产优质熟料水泥;用综合铁尾矿配制的生料易烧性好,可以将煅烧温度降低约30℃;综合铁尾矿配料烧成的熟料强度高于铁粉配料的熟料;利用综合铁尾矿可以减少尾矿堆场所需占用的土地,减少对周围环境的污染,是一项值得推广的技术[10];(7)其他建筑材料.铁尾矿在建筑材料中的用途还有很多,比如,利用铁尾矿制备加气混凝土和混凝土空心砌块,用作混凝土骨料、水泥掺料和建筑用砂,以及用于铺筑路基等.张金青[11]利用北京附近某铁矿矿山围岩碎石和尾矿作为混凝土的粗细骨料,添加一定量的水泥,经28d自然养护后,制成尾矿混凝土空心砌块,其抗压强度达到了设计值,尾矿在配料中,量的变化明显影响着最终制品的抗压性能.武汉工业大学以利用程潮低硅铁尾矿生产加气混凝土,生产出符合国家标准的加气混凝土.鞍钢矿渣砖厂利用大孤山选矿厂尾矿配入水泥、石灰等原料,制成加气混凝土,其产品重量经、保湿性能好,该厂年产10万m3的加气混凝土车间,尾矿用量约3万t/a[1].邯郸市建筑科学研究所利用铁尾矿代替混凝土中的细级料,并得到了初步成功.此项研究不仅可减少尾矿对环境的损害,防止污染,保护环境,为矿山无尾矿开发提供一条新途径;另一方面,又开辟了制作低成本建筑材料的新途径.2.1.3尾矿用作土壤改良剂及微量元素肥料尾矿中往往含有Zn,Mn,Cu,Mo,V,B,Fe,P等微量元素,这正是维持植物生长和发育的必需元素.马鞍山矿山研究院[12]在国内率先进行了利用磁化铁尾矿作为土壤改良剂的研究工作.用特定设计的磁化机对磁选厂铁尾矿进行磁化处理,生产出磁化尾矿,施入土壤.田间小区试验和大田示范试验表明,土壤中施入磁化尾矿后,农作物增产效果十分显著,早稻平均增产12.63%,中稻平均增产11.06%,大豆增产15.5%.2.1.4利用尾矿复恳植被我国矿山的土地复垦工作,起步于20世纪60年代,在80年代后期至90年代进展较快.马鞍山矿山研究院在马钢姑山铁尾矿库和排土场开展了扬尘抑制及植被复垦的技术研究,对尾矿库复垦的技术条件,以及扬尘抑制有关资料进行了收集,并在尾矿库坝坡和排土场进行了植被试验.开发研制的“冶金矿山土地复垦专家系统”,可为不同地区、不同气候条件、不同土壤及矿石特征的矿山提供有关最佳复垦方案等方面的专家咨询[13].2.1.5尾矿整体综合利用开展尾矿整体利用的研究,是矿山实现少尾和无尾化过程最有效的途径,通过开发高附加值的产品,可以提高产品的市场竞争力.20世纪90年代以来,国内开始了利用尾矿制取微晶玻璃、玻化砖、墙地砖等的研究.梅山铁矿同中国地质科学院尾矿利用中心合作,在实验室研制出白、黑、红、蓝4种色调微玻岩.北京科技大学以大庙铁矿石尾矿为原料,在实验室制出了玻化硅.邢军等[14-15]分别以铁尾矿和金矿尾砂为主要原料,研究制备微晶玻璃材料的方法,并成功制成了主晶相为透辉石相的黑色尾矿微晶玻璃和主相为尖晶石、顽火辉石固溶体的微晶玻璃.2.2国外铁尾矿的综合利用现状国外铁尾矿利用工作起步较早,重视铁尾矿的综合利用,注重有价成分的回收,广泛地给铁尾矿寻找各种不同的利用途径.特别是20世纪70年代以来,经济发达国家为矿山环境保护制定了一系列的法律法规,使矿山和尾矿场的环境有了很大改善,并在铁尾矿中回收有价金属与非金属元素、尾矿制作建筑材料、磁化尾矿作土壤改良剂、尾矿整体利用等方面取得了实用性成果.在国外,一些铁矿选厂主要采用高梯度磁选机,从弱磁选、重选和浮选尾矿中回收细粒赤铁矿.美国的Sivas-Divrigi 选矿厂采用浮选法,在最佳浮选条件下从铁尾矿中回收钴、镍和铜,回收率分别达到了钴为94.7%,镍为84.6%,铜为76.8%[16].印度[17]采用水利旋力和磁力分离技术从铁尾矿中回收含铁61%~65%的精矿.许多国家尽管人少地多,但对土地复垦十分重视.如德国、加拿大、美国、俄罗斯、澳大利亚等国家矿山的土地复垦率已达80%.铁尾矿含铁11%,而其中还含有少量磁铁矿,具有载磁性能,对这类尾矿可进一步磁化而成磁尾土壤改良剂.如再掺入一定比例的N ,P ,K 等,可磁化成磁尾复合肥,对植物生长非常有利.卡奇卡那尔采选公司的湿式磁选尾矿中含有钙、镁和硅的氧化物,用作土壤改良剂对酸性土壤进行中和处理,氧化镁作为一种肥料,已取得了较好效果.Maiti S K 等[18]的研究表明,铁尾矿上种植植被不仅有利于稳定和减少水土流失,而且也促进了植被的生长.许多国家在尾矿制作建筑材料方面的研究和应用也很多.土耳其[19]的Cine-Milas 采用磁场、重力分离和浮选各种方法除去杂质,从铁尾矿中筛选出钾长石,优质钾长石精矿用于陶瓷工业.印度[20]利用铁尾矿生产陶瓷地板和墙壁瓷砖,这些砖比传统瓷砖具有较高的强度和硬度,并符合大多数的EN 标准,取得了良好的经济和社会效益;俄罗斯选矿厂尾矿用于建筑材料约占60%,除制造建筑微晶玻璃和耐化学腐蚀玻璃外,还研制生产各种矿物胶凝材料;美国除从废石中回收萤石、长石和石英等用于其它工业外,绝大部分用做混凝土骨料、地基及沥青路面材料;日本[21]有人将尾矿与10%硅藻土混合成型,并在1150℃煅烧,研制出轻质骨料.3结语矿山企业对我国国民经济发展非常重要,矿业的开发为人类提供了宝贵的矿产资源和丰富的能源,但同时也占用和破坏了大量的人类赖以生存的土地资源,污染了自然环境,破坏了植被,造成了大量的水土流失和土质的恶化,尾矿的利用对环境治理显得尤为重要,但是,这需要政府部门在方针、政策、法律、资金和税收方面的大力支持,同时也需要高校和科研部门能够以多功能材料为攻关的重点,充分利用尾矿自身的特点,对其进行研发,使其创造巨大的经济效益和社会效益.参考文献[1]张锦瑞.金属矿山尾矿综合利用与资源化[M].北京:冶金工业出版社,2002:2-53.肖力光,伊晋宏,崔正旭:国内外铁尾矿的综合利用现状第4期2526吉林建筑工程学院学报第27卷[2]蒲含勇,张应红.论我国矿产资源的综合利用[J].矿产综合利用,2001(4):19-22.[3]朱胜元.尾矿综合利用是实现我国矿业可持续发展的重要途径[J].铜陵财经专科学校学报,2000(1):38-40.[4]黄世伟,李妍妍,程麟.用梅山铁尾矿制备免烧免蒸砖[J].金属矿山,2007(4):81-84.[5]Zhang S,Xue S,Liu X,et al.Current situation and comprehensive utilization i of iron Ore tailing resources[J].Journal of Mining Sci-ence, 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SerialNo.620December.2020现 代 矿 业MODERNMINING总第620期2020年12月第12期 卢瑞桢(1989—),男,工程师,341000江西省赣州市章贡区沙河工业园。
矿山尾矿资源综合利用现状及前景分析卢瑞桢 甘 敏 林欣威(赣州金环磁选设备有限公司) 摘 要 为提高我国尾矿资源的利用率和利用水平,分析了我国尾矿堆存量大、利用率低、开发利用研发力度不足等严峻现状,指出了问题存在的根源是技术水平不高、国家政策不到位和管理不善、相关矿山企业对尾矿利用重视不够,并针对问题提出了相关建议。
关键词 尾矿 综合利用 现状 应用前景DOI:10.3969/j.issn.1674 6082.2020.12.002 自然资源是人类生存与发展不可缺少的物质基础,资源、能源的短缺是全球经济发展、国际和平稳定的严峻挑战。
随着世界经济的持续和迅速发展,资源、能源以及环境已经逐渐成为制约全球经济与社会可持续发展的三大瓶颈;转变经济增长方式和实现可持续发展已成为联合国部署的战略目标[1 3]。
矿山行业在这期间得到了快速发展,选厂的规模不断扩大,生产能力日益提高。
随之而来的环境和资源压力也在不断加大,尾矿的堆放和处理成为了制约矿山企业发展的绊脚石。
因此,如何利用好矿山尾矿,提高尾矿的综合利用水平对缓解资源的压力,实现环境治理,为矿山企业培育新的经济增长点都有着深远的意义[4]。
截止2019年初的统计数据,矿山尾矿累计总量达170亿t以上,其中金属尾矿超过90%。
如此大量的尾矿堆积,不仅造成资源的浪费,还带来环境污染,影响周边人群的生活;此外,在安全上还存在极大的隐患,尾矿库一旦发生溃坝事故,将给国家带来巨大的经济损失,甚至人员伤亡。
目前,我国提倡加快建设资源节约型、环境友好型社会,在资源节约与管理、生态保护力度和防灾减灾体系建设等方面得到了大力的加强。
因此,积极妥善处理矿山尾矿资源意义重大。