尾矿资源回收与利用.pdf

N O N - F E R R O U S M E T A L S R E C Y C L I N G A N D U T I L I Z A T I O N , 2 0 0 6 - 6 32 尾矿资源回收与利用 吉林省环科环保技术有限公司 王宏伟 长春黄金研究院 左玉明 吉林省兴环公司 柴新新 T h e r e c o v e r y a n d u t i l i z a t i o n o f t a i l i n g s Wa n g H o n g we i 1 Z u o Y u mi n g 2 C h a i X i n x i n 3 1J i l i n H u a n k e E n v i r o n me n t a l P r o t e c t i o n C o . L t d . 2C h a n g c h u n G o l d R e s e a r c h I n s t i t u t e3J i l i n P r o v i n c i a l X i n g h u a n C o A b s t r a c tT h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e d o me s t i c r e s o u r c e s a r e a n a l y z e da n d t h e me t h o d a n d wa y s o f r e c o v e r i n g a n d u t i l i z i n g t a i l i n g s a g e i n t r o d u c e dA g o o d e c o n o mi c b e n e f i t se n v i r o n me n t a l b e n e f i t s a n d s o c i a l b e n e f i t s c a n b e o b t a i n e d a n d t h e s u s t a i n e d d e v e l o p me n t o f mi n e s c a n b e e x p e c t e d K e y w o r d s mi n e t a i l i n g r e s o u r c e sr e c o v e r y a n d u t i l i z a t i o n b e n e f i t s 尾矿是矿山开采的原矿石经 选矿或其他工艺回收有用组分后 废弃的固体物料呈细粉状粒径 在0 . 1 5 mm以下一般堆存在尾矿 库中是工业固体废弃物的主要 组成部分目前我国发现的矿产 有1 5 0 多种建设的矿山有8 0 0 0 多座累计产生尾矿5 9 . 7 亿吨占 地8 0 0 k m2以上 而且每年仍以3 亿 吨的速度增长大型正规矿山的 尾矿多采用尾矿库存放的方式处 理随着矿山规模的扩大和开采 历史的延长土地占用面积不断 扩大尾矿库修筑和管理费用会 不断增加中小型非正规矿山尾 矿设施简陋或根本就不建尾矿 库一般就近排入河沟河谷或低 洼地因输送管道泄漏或直接外 排等事故造成地表水污染尾矿 扬尘使土地沙化造成农田减产 绝产等事件时有发生给人们生 产生活及生态环境带来了严重 污染和危害已受到全社会的广 泛关注 矿产是人类赖以生存的重要 资源具有不可再生性和不可替 代性是我国工业发展的基础我 国9 0 以上的能源和8 0 左右的 工业原料都来源于矿产资源我 国矿产大多数呈多组分共生或伴 生且品位较低加上选矿设备陈 旧老化现象严重技术自动化 和管理水平较低导致有用矿物 回收水平普遍较低开发利用率 不高资源损失和浪费严重随着 我国工业的健康稳定发展矿产 资源的大量开发和利用需求量 日益增加资源日渐贫乏尾矿作 为二次资源近年来越来越受到重 视国家已把尾矿的处置管理 及资源化示范工程列入了优先 领域的优先计划发改委科技部 和环保总局把尾矿资源综合利用 列为国家鼓励发展的资源节约综 合利用和环境保护项目说明我 国把尾矿资源的开发利用提高到 了相当重要的位置目前我国尾 矿的综合利用率仅为7与国外 综合利用率为6 0 的先进水平相 距甚远但在资源回收和尾矿利 用上做了很多尝试而且很多研 究成果已经得到工业化应用随 着科学技术的不断进步从我国 实际出发大力开发尾矿使二次 资源得到充分的开发和利用对 保护和改善生态环境提高矿产 资源利用率促进矿山可持续发 展意义重大 一原主要矿物回收 改革开放以前我国的选矿工 艺技术远落后于发达国家由于 当时的技术经济条件所限与现 在相比选矿回收率低选矿厂排 放的尾矿品位普遍较高有些尾 矿可以作为二次资源进行回收 1 黄金尾矿回收 我国黄金矿山主要采用浮选 氰化生产工艺在上世纪七八十 年代因生产技术落后回收率普 遍较低尾矿金品位大多数在每 科技园地 S c i e n c e T e c h n o l o g y 万方数据 N O N - F E R R O U S M E T A L S R E C Y C L I N G A N D U T I L I Z A T I O N , 2 0 0 6 - 6 33 吨l 克以上技术水平低的矿山尾 矿金品位能达到2 3 克对于品位 高和难选冶的金精矿尾矿金品 位高达3 5 克甚至更高随着黄 金资源的贫乏和选冶技术水平的 提高这部分高品位老尾矿已成 为黄金矿山新的资源 银洞坡金矿于1 9 9 6 年开始采 用全泥氰化一炭浆提金工艺处理 老尾矿金浸出率8 6 . 5银浸出 率4 8银洞坡金矿现有金品位 大于2 . 5 g / t 的尾矿3 8 万吨 可供炭 浆厂生产 4 5年预计可回收黄 金7 6 0 千克白银5 吨 价值7 0 0 0 余万元 河南金源黄金矿业有限责任 公司采用重选工艺处理浮选尾矿 其中溜槽月产金精矿4 5 0 吨品位 3 . 5 g / t 摇床月产金精矿6 0 吨品 位1 6 g / t 以上重选尾矿得到的金 精矿经细磨后用浮选法回收金 月回收黄金2 . 5 k g 以上按合质金 9 1 . 2 0 元/ g 含量金6 7 . 2 0 元/ g 平 均7 9 . 2 0 元/ g 计算年可获经济效 益1 5 3万元 2 铜尾矿回收 安庆铜矿日处理原矿 3 5 0 0 吨每年产生尾矿7 2 万吨其中 2 0 m粒级送到充填储砂仓 用 于井下充填 1硫品位 8铜品 位 0 . 2铁品位 1 0 1 铜回收 老柞山金矿氰化尾矿含铜0 . 3 0 5 含砷2 . 0 8粒度 0 . 0 7 4 mm占 9 5采用技术较为先进的浮选工 艺直接从氰化尾矿浆中抑砷浮铜 获得了铜1 8 . 3 2金9 . 6 9 g / t 银 9 9 . 2 g / t 硫3 3 . 6砷0 . 0 7 的合 格铜精矿铜回收率达8 9 2 钨回收 永平铜矿开展了从尾矿中回 收钨的试验研究采用溜槽 -磁 选-浮选-摇床的联合工艺流程 获得的钨精矿品位达到6 6 . 8 3 年产钨精矿3 3 9 . 3 吨 硫精矿1 5 8 4 吨年产值达6 6 4 . 8 万元年利润 1 7 2 . 8 万元 3 回收硫 武山铜矿对尾矿进行再选回 收硫获得的硫精矿品位3 6 . 8 3 回收率8 9 4 2年处理尾矿达 3 5 0 万吨 年创利润可达2 8 3 万元 三尾矿直接利用 固体废物常常被称为是放在 错误地点的原料这已是公认的 事实从物质不灭定律和人类开 发利用生态环境赖以生存的角度 分析所有的固体废物都可以再 利用参加下一个物质循环从这 一观点看尾矿本身具有明显的 资源特性 尾矿整体利用的开发是矿山 实现少尾和无尾化过程的最有效 途径是矿山实现尾矿资源化无 害化最有前景的发展方向尾矿 整体利用不仅可以使矿产资源得 到充分利用解决生态环境的污 染问题还可以产生可观的经济 效益 1 尾矿充填 开采矿产资源时地下形成采 空区采空区的存在使岩体的应 力发生重新分布在采空区的周 边产生应力集中使空区顶板围 岩和矿柱发生变形破坏和移动 甚至出现顶板冒落和地表塌陷 因矿山开采诱发的地面崩塌滑 坡塌陷等地质灾害和安全事故 已十分普遍是安全生产的重大 隐患用充填法采矿是保护围岩 不发生塌陷实现采矿工业安全 生产与环境协调发展最可靠的技 术支持 采用充填法的矿山每开采1 吨 矿石需回填0 . 2 5 0 . 4 m3或更多的 充填料尾矿是一种较好的充填 料而且有利于保护生态环境用 尾矿作充填料充填费用仅为碎 石充填费用的1 / 4 1 / 1 0 我国现行的尾矿充填技术是 以分级的尾矿作为充填填料充入 井下采空区但是普遍存在设备 投入大原材料成本高脱水速度 慢水泥凝结慢早期强度低接 顶率低等缺陷目前较先进的充 填技术基本上是以早强快硬型水 泥熟料或普硅熟料与活性混合材 料或非活性混合材料以及速凝添 加剂膨胀材料增塑材料保水 材料共同粉磨生产低标号胶凝材 此类胶凝材各项性能虽得到改善 但还存在熟料用量大强度低制 作成本高等缺点无法生产低成 本3 2 . 5 MP a 水泥以全尾砂充填 时水泥凝胶材用量往往超过1 5 甚至达到2 5导致充填成本难 以降低 全尾矿充填技术主要是以少 量低成本水泥以及高浓度不分级 的全粒级尾矿作为充填填料充入 井下采空区的一种方法其核心 技术是大幅降低水泥制作成本 调整充填技术要求每吨充填 3 2 . 5 MP a 水泥可比市场同标号水 S c i e n c e T e c h n o l o g y 科技园地 万方数据 N O N - F E R R O U S M E T A L S R E C Y C L I N G A N D U T I L I Z A T I O N , 2 0 0 6 - 6 34 泥降低3 0 1 0 0 元抗折抗压强 度均超过国家普硅同标号水泥标 准并改善了充填性能减少了设 备投入 铜陵有色金属公司实施了尾 矿充填取得了良好的社会效益 和经济效益目前正在开展全尾 砂充填研究凡口铅锌矿和焦家 金矿利用尾矿作采空区充填料 尾矿利用率分别达到 9 5 和5 0 以上 2 生产干粉砂浆 干粉砂浆是由细集料与无机 胶合剂保水增稠材料矿物掺合 料和添加剂按一定比例混合而成 的一种颗粒状或粉状混合物通 俗地说主要有黄沙水泥保水 增稠剂粉煤灰和添加剂组成干 粉砂浆已成为世界建材行业中发 展最快的一种新产品在欧美一 些发达国家得到广泛应用基本 取代了传统技术国内在干粉砂 浆的应用上还处于起步阶段国 家建设部已经认识到干粉砂浆在 未来中国市场上的前景与价值 把它列为重点开发和鼓励的项目 之一 3 生产硅酸盐水泥 尾矿作为配料用于生产硅酸 盐水泥技术日臻成熟在不改变 传统生产工艺的情况下可直接 应用于旋窑立窑水泥的生产尤 其适合立窑水泥熟料的生产根据 尾矿性质和水泥生产工艺的不同 尾矿使用量可达到2 05 0水 泥产品各项物理指标完全达到并 超过3 2 . 5 MP a 型硅酸盐水泥标准 要求而且具有易磨性好改善安 定性缩短安定期提高早期强 度保持后期强度改善凝结时间 等优点以年产l 0 万吨水泥生产企 业为例水泥配料中使用2 0 5 0 的尾矿年可增加纯利润 1 0 0 万1 5 0万元不仅经济效益显 著还可为矿山和水泥企业带来 显著的社会效益和环境效益 4 生产建筑材料 目前利用尾矿制砖技术日趋 成熟而且品种繁多如制作烧 砖免烧砖墙面砖铺路砖空 心砖等制作烧结砖尾矿用量大 生产效率高可用于墙体材料使 用 每块生产成本仅0 . 1 0 0 . 1 5 元 而且尾矿使用量7 08 0制 作免烧砖尾矿使用量3 08 5 山东建材学院利用焦家金矿尾矿 和少量当地廉价黏土研制出符 合国家标准的陶瓷砖和地砖丹 东市建材研究所利用金矿尾渣加 入塑性较好并带有颜色的黏土原 料经烧结制成一种新型建筑装 饰材料废矿渣饰面砖各种 性能均达到规定标准 尾矿还可用于制作混凝土制 品利用改性后的尾矿制作的混 凝土制品具有性能稳定质量优 良成本低廉等优点适用于路沿 石挡土石涵管道板水泥板 水泥管等预制构件的生产 5 尾矿复垦 我国矿山企业很多每年都有 相当数量的尾矿库闭库干涸的 尾矿库极易产生扬尘当风速较 大时可能产生沙尘暴甚至可将 尾矿库内自生或种植的植物连根 拔起是矿区大气中总悬浮颗粒 物指标的主要污染源对环境污 染严重对服务期满的尾矿库进 行复垦不仅可以解决环境污染 问题而且可以增加土地的绿化 面积有利于尾矿库的长期稳定 尾矿本身也是一种资源复垦后 可以将其更好地保护以便将来 利用 尾矿复垦一般有两种方法一 种是在尾矿砂表面覆盖一层厚度 适宜的土壤然后种植适宜的植 物这种方法虽然有效但需要大 量的好土取土运输覆盖 等一系列工作使这种方法费时费 力而且成本较高对于土地贫乏 的地区难以推广应用江苏某钼 铜矿1 9 7 7年将服务期满的尾矿库 覆土造田方法是将尾矿砂平整 后铺上7 厘米厚的一层地表土 当 年亩产蔬菜 2 0 0千克鞍山烧结 厂将尾矿库覆土造田后种植水 稻当年亩产达2 5 0 千克采用这 种方法初次收获的粮食蔬菜水 果等应送有关部门检验鉴定以 确定是否可以食用若不宜食用 可作为饲料或工业原料或改为 林地或草场另一种方法是直接 在尾矿上种植耐旱耐风沙植物 进行复垦恢复植被金厂峪金矿 于1 9 8 8 年涝雨季节在老尾矿坝播 种牧草沙打旺这是一种耐寒耐 风沙的牧草每平方米施以0 . 0 7 5 千克的草籽到1 9 9 0 年后尾矿坝 植被覆盖率已达9 5 以上牧草 平均高8 0 厘米最高达1 5 0 厘米 此方法投资少见效快简便易 行又为周围农民饲养牲畜提供 了很好的饲料 四 结 语 数量庞大而且不断增长的尾 矿已成为制约我国矿山企业可持 续发展危及矿区周边生态环境 的重要因素在矿产资源日趋贫 乏地质资源日渐枯竭环境意识 日益增强的今天二次资源的开 发利用尤显重要尾矿资源回收 和利用已成为矿山可持续发展的 必然选择依靠科技进步从矿山 条件和尾矿特点出发以资源化 无害化和循环经济为原则开展尾 矿资源回收和利用就会达到人 类环境资源可持续发展的目 的实现环境效益经济效益与社 会效益的统一最大限度地实现 尾矿资源化 参考文献略 科技园地 S c i e n c e T e c h n o l o g y 万方数据