尾矿综合回收与利用的效益.pdf

1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 总第168期 2009年6月 南 方 金 属 SOUTHERN METALS Sum. 168 June 2009 收稿日期 2008 - 02 - 17 作者简介刘丽华1958 - ,女, 1981年毕业于长沙冶金工业学校选矿专业,工程师. 文章编号 1009 - 97002009 03 - 0029 - 03 尾矿综合回收与利用的效益 刘丽华 广东省冶金建筑设计研究院,广东 广州510080 摘 要论述了尾矿二次资源综合回收与利用的概念;分析了尾矿综合回收利用对提高经济效益、 社会效益以及改 善生态环境的重要性.包括金、 铜、 钼、 铁等尾矿中有用金属的综合回收,尾矿生产建筑材料、 进行井下充填等综合 利用以及尾矿库的造地复田、 植被绿化等所获得的综合效益. 关键词尾矿;二次资源;综合回收与利用;效益 中图分类号 TD 926. 4 文献标识码 A Comprehensive recovery and utilization of ta ilings L IU Li2hua GuangdongMetallurgical and ArchitecturalDesign Institute, Guangzhou 510080, Guangdong Abstract The concept of comprehensive recovery and utilization of tailings as secondary resources is discussed, and the significance of comprehensive recovery and utilization of tailings in economic, social and ecological benefits is analyzed in the present discussion.These benefitsmainly come from the recovery of valuablemetals such asAu, Cu, Mo and Fe, from the tailings themselves used to produce buildingmaterials and fillmine2undergrounds, aswell as from the land2restoration and planting at the er tailing storage sites . Key words tailings; secondary resources; comprehensive recovery and utilization; benefits 0 前言 矿产资源是人类生存和社会发展所必需的重要 物质基础和基本保障,推动着工业的快速发展、 经济 稳步提高和社会的日益进步.但是,矿产资源作为一 种一次性资源,具有不可再生性和不可替代性的特 点.虽然我国是一个矿产资源丰富的国家,但是随着 经济的发展和建设的加快,我国对矿产品的需求也 大幅度增加,导致了矿产资源的急剧减少.同时,在 开采和利用一次矿产资源过程中,由于认识程度、 科 技水平和各种相关因素的限制和制约,在矿产品的 生产过程中人们不能最大限度地回收和利用矿产资 源,产生了大量含有用成分的尾矿废弃物.尾矿中赋 存的资源含量可观,潜在经济价值大.随着选矿技术 的提高,再次进行有效开发和利用尾矿资源将获得 巨大的经济效益.因此,对尾矿进行综合回收利用, 发掘其巨大的经济价值潜力是矿山二次资源开发的 主要途径. 将尾矿丢弃不仅需要占用大量土地,给周围的 生态环境造成很大的危害,而且要投入各种处理和 维护费用.然而,从资源的节约和循环利用角度而 言,尾矿并不是废弃物,而是一种可以回收和利用的 潜在有价资源,因此,尾矿综合回收与利用,不仅可 以充分利用矿产资源,扩大矿产资源利用范围,延长 矿山服务年限;也是治理污染、 保护生态的重要手 段,还可以节省大量的土地和资金,解决就业问题, 造福于人类和社会,实现资源效益、 经济效益、 社会 效益和环境效益的有效统一. 1 尾矿综合回收与利用的效益 111 资源效益 尾矿中大都含有各种有色金属、 黑色金属、 稀有 金属、 稀土矿物和非金属矿物等组分,因此资源再利 用潜力巨大.根据国家环保部门统计, 2000年以前, 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 我国矿山排放的尾矿总量为50126亿吨,占地615 万平方千米之多; 2000年以后,我国矿山年排放尾 矿达到6亿吨.我国矿山排放的尾矿中,铁尾矿量达 26亿多吨,主要有色金属尾矿量达21亿多吨,黄金 尾矿量达217亿多吨 [1 ]. 我国重点铁矿选矿厂的技术经济指标显示,铁 矿尾矿中平均铁品位约为10.即在堆存的26亿 吨铁矿尾矿中,至少含有216亿吨铁.按全国铁精矿 平均品位63125折算,相当于411亿吨铁精矿.依 据国土资源部 矿产资源储量规模划分标准 ,铁矿 尾矿中蕴藏的铁金属量相当于8座大型矿石储量 ≥1亿吨贫铁矿按我国铁矿石平均品位32折 算为矿石 . 金尾矿中含金一般为012～016 ,在 27亿吨金矿尾矿中,蕴藏金储量11611 t,相当于5 座大型金矿 [2 ]. 我国主要有色金属尾矿中铜尾矿含 铜为012～011 ,铅锌尾矿含铅锌为012～ 015.鉴于我国铜矿资源有限,而铜产品需求又迅 猛增加.目前铜冶炼和铜加工项目快速发展,根据 2003年底我国保有铜储量计算,按当前开采规模, 我国现有的铜矿储量仅能保证10年左右的开采要 求,即使包括基础储量在内也只能保证20多年的开 采要求.况且目前开采量也只能满足国内需求的 20左右,大部分资源和产品需依靠进口. 若能对有色金属尾矿中有用矿物充分加以回 收,不仅可延长我国矿产资源的开采年限,而且能振 兴我国矿业.合理开发利用尾矿资源,提高尾矿利用 率,更多地回收资源,可以提高矿产资源保障程度. 1. 2 经济效益 1. 2. 1 尾矿综合回收的经济效益 1 金尾矿再选回收 河南银洞坡金矿于1996年开始采用全泥氰化 -炭浆提金工艺处理尾矿,金浸出率达8615 ,银 浸出率为48.该矿现有金品位大于215 g/t的尾 矿38万t,预计可回收黄金760 kg,白银5 t,价值在 1亿元以上. 河南金源公司在回收黄金的生产工艺中,部分 黄金以包裹金的形式流失进入尾矿,该公司采用重 选溜槽摇床回收尾矿中含有色裹金的重砂,重砂 再磨再选回收的工艺,产出金精矿近60 t,品位16 g/t以上.月回收金金属量都在215 kg以上,按当年 合质金91120元/g,含量金67120元/g,平均79120 元/g计算,年可获效益153万元. 汉阴金矿根据尾矿性质,选用场强为135135 kA /m的湿式磁选机从尾矿中分选铁精矿,其铁精 矿品位为65.可年产钛铁矿360 t,石榴子石468 t 和选铁时未选净的磁铁矿216 t,并回收细金屑 11218 kg,共创产值可达170万元. 陕南恒日金矿从尾矿中可分选出品位为65 ～68的铁精矿,精矿产率达3112 ,每年可产铁 精矿1 100 t,并采用摇床从中回收金11530 9 kg,共 创产值近30万元. 2 有色金属尾矿再选回收 武山铜矿为高硫型铜矿床,硫回收率只有40 左右,尾矿中含硫高达20.该矿投资40万元,建 立尾矿库再选收硫工程,每年获得硫精矿品位为 94183的硫精矿4144万t,回收率达到7912.直 接净收益为37213万元,间接收益为15万元,共计 净增效益约400万元. 广东阳春石菉铜矿尾矿库是一个已经闭库的尾 矿库.库 中 尾 矿 含 铜 品 位0175 ,含 铁 品 位 22193. 2007年石菉铜回收厂对原石箓铜矿尾矿 中的铜和铁矿物进行回收,年产电解铜约1 536 t, 铁精矿7155万tFe 50 ;年利润总额为1 464125 万元,其中净利润为1 098119万元. 江西德兴铜矿从废弃的炉渣中回收铜.含铜品 位018的电炉渣经过浮选等工艺作业后,得到品 位达3以上的铜精矿,再次进入冶炼系统.每年可 回收铜金属5 000 t左右.另外,江西德兴铜矿还通 过尾矿再选,年回收硫精矿1 000 t、Cu 912 t、 Au3314 kg,产值达1 300多万元. 金堆城钼业集团用选钼尾矿选硫,硫精矿年产 量突破50万t,品位达46 ,年产铜金属1000 t和 磁铁3万t .磁性铁品位达到62 ,工业生产回收率 达到51以上,年产62以上铁精矿312万t .每年 从选钼尾矿中综合回收的产值高达1亿元左右,取 得了良好的经济效益. 洛阳栾川钼业有限责任公司从浮钼尾矿中回收 白钨和钼矿物.该矿对含WO301143浮钼尾矿进 行常 温 浮 选、 精 选 加 温、 酸 浸,取 得 了 精 矿 含 WO3531566 ,的白钨精矿,回收率达到71182. 2004年生产白钨精矿1 559 t, 2005年生产白钨精矿 1 407 t,创产值7 300多万元.同时二次回选钼精矿 30 t,创产值600多万元,两项累计创利税800余 万元. 03 南 方 金 属 SOUTHERN METALS2009年第3期 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 3 铁尾矿再选回收 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,回收产品的价值占矿 石总价值的60以上. 太钢峨口铁矿是一座年产矿石380～400万t 的磁铁矿山,矿石中伴生有大量的碳酸铁, 20世纪 90年代,企业开展了回收碳酸铁的科技攻关,在原 生产工艺基本不变的情况下,对尾矿进行再选,从而 使资源的回收率由原来的60提高到80 ,每年可 多回收碳酸铁精矿53万t . 11212 尾矿综合利用经济效益 我国矿山尾矿主要矿物成分由硅酸盐、 铝硅酸 盐、 碳酸盐矿物和微量金属矿物组成,化学成分以 SiO2、A12O3、CaO、MgO、Fe2O3、K2O、Na2O为主,是 建筑、 陶瓷、 玻璃工业的重要矿物原料,整体利用有 着重要的经济价值和发展前景.例如,上海梅山铁矿 目前年产干尾矿50万t,作为填塘、 铺路和建筑石材 等出售.尾矿综合利用实施后,经济效益十分明显, 金属回收部分可实现效益280万元/a,尾矿综合利 用项目预计效益1 095万元/a. 江苏省丹徒白云总厂过去只生产建筑用白云石 块石,其尾矿已堆成几十亩的废渣山,企业经济效益 差.近年来开展资源综合利用,将优质石料用作工艺 品原料;碎石制成各种规格的石子与石屑,用作混凝 土、 水泥构件、 内墙粉刷、 砌墙浆料等,所有矿石包括 石屑,全部回收,资源利用率达100.同时还综合 利用废渣山,仅处理尾矿每年即创收50万元,全厂 总计年创产值900多万元 [3 ]. 113 环境效益 尾矿库占地面积大,对周边生态环境破坏严重. 尾矿中的氯化物、 氰化物、 硫化物等成分及残留的选 矿药剂等有毒有害药剂会造成对地表水、 地下水及 周边环境造成污染,它们氧化分解产生的有害气体 和大风天气下的扬尘,也会对大气环境造成污染.目 前,我国因尾矿造成的直接污染土地面积已达百万 亩,间接污染土地面积1 000余万亩.开发利用尾矿 资源,减少尾矿的排放与堆存量,可减少有害成分, 清除污染隐患. 清原金铜矿尾矿库面积22万平方米,先后投资 100万元进行治理,覆土面积17万平方米,植树种 草7万平方米,目前这里已成为较好的休闲娱乐场 所.从2001年起,鞍矿着手实施了以“ 向城市沙漠 宣战 ” 为重点的矿山复垦工程,投资4 000多万元, 完成矿山植被恢复1559万平方米,占矿山可恢复面 积的70 , 3～5 a后,尾矿库上种植的大片经济林, 其经济价值达几个亿,环境效益是无法估量的.另 外,矿山采空区的回填是直接利用尾矿最行之有效 的途径之一.有些矿山由于种种原因,无处设置尾矿 库,而利用尾矿回填采空区意义就非常重大.如安徽 省太平矿业有限公司前常铜铁矿位于淮北平原,由 于地理因素无处设置尾矿库,选矿厂排放的尾矿经 过技术处理后,全部用于填充采空区.济南钢城矿业 公司采用胶结充填采矿法,提高矿石回采率20以 上.莱芜矿业公司利用尾矿充填越庄铁矿露天采坑, 再造了土地,治理了环境.凡口铅锌矿利用尾矿作采 空区充填料,其尾矿利用率达95.用尾矿做充填 料,其充填费用较低,仅为碎石水力充填费用的1 /4 ～1 /10 [4 ]. 这不仅解决了尾矿排放问题,避免了尾 矿造成的环境污染,取得了良好的环境效益,还为我 国矿山企业废弃尾矿库治理探索出了一条经济、 可 行的新路子. 114 社会效益 从尾矿中回收有价金属和矿物,投资少,见效 快,可解决部分职工再就业向题.另外,如何提高矿 产资源的利用率是实现矿产资源可持续发展的一个 关键问题,合理开发利用尾矿资源能最大限度提高 矿产资源的利用率,节省大量的矿产资源以实现可 持续发展. 2 结语 尾矿综合回收与利用有非常重要的现实意义和 深远意义.将尾矿丢弃不仅需要占用大量土地,给周 围的生态环境造成很大的危害,而且要投入各种处 理和维护费用.所以无论是尾矿再选回收,或是尾矿 综合利用,都是在变废为宝,既保护了资源,又充分 利用了资源,同时又净化了环境,可谓一举多得.目 前许多工业发达的国家已把矿业废料的开发利用作 为矿山开发的新目标,把尾矿的综合利用及治理的 程度作为衡量一个国家科技水平和经济发达程度的 标志.因此,我们必须加速尾矿综合利用及治理的进 程,树立长远的观念,把尾矿综合回收利用及治理作 下转第52页 13 总第168期 刘丽华尾矿综合回收与利用的效益 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 将导致第二相电极与废钢挤压折断. 故障特征这种故障表现为电极起弧后总是断 第二根或第三根电极. 防范措施定期检查和监视三相电流互感器及 其传输通道的信号是否平衡. 操作建议如果确认某相电极发生电弧,但看不 到该相电极的二次电流显示,就可以判断为该相电 流信号通道出现故障. 4. 3 电极调节器执行机构 液压驱动机构状况 异常 在电极自动下降过程中,当某第一相电极下端 接触到炉内废钢时,该相电极应该立即停止下降;如 果液压驱动机构的制动力变小或者系统的延时系数 变大,则会延迟电极执行机构的动作及时到位,电极 端头与废钢可能发生较大碰撞,导致电极折断. 故障特征这种故障断电极也具有随机性.当 电极液压驱动机构状况异常时,往往表现为在正常 冶炼过程中,三相电极负荷电流不平衡、 不稳定、 波 动大. 防范措施定期检测电极液压驱动机构的制动 力和系统延时系数是否变化. 操作建议在配料时考虑在料篮顶部放一层轻 薄料,以减小缓冲电极端头与废钢发生接触时的 碰撞力. 综合以上分析,建议电炉主控在电炉冶炼时 前要注意以下事项 1 在高压送电后,要观察二次短网空载电压三 相是否平衡由三相短网对地绝缘电阻决定,不平 衡电压宜在10以内 . 2 在电极自动下降前,确认电极正下方的废钢 层没有不导电物体. 3 在第一相电极下降接触到废钢后,观察该相 电极二次电压是否立即下降. 4 在某相电极发生电弧时,是否能看到该相电 极的二次电流显示电流表指针有大摆动 . 5 发生断电极时,首先要分析排除机械原因, 然后分析电极控制原因.电极调节器控制原理在电 炉条件准备就绪、 高压开关合闸送电后,电极控制手 柄置于自动位置时,三相电极就会在电极调节器的 控制下同步向炉内下降.当某第一相电极的下端与 炉内废钢或钢水接触时,该相二次对地电压立即 会下降到空载电压的20以下,于是该相电极立即 停止下降,等待某第二相电极继续下降直至起弧,这 时第一相电极会自动向上提升直至起弧.或者,在电 极自动下降过程中,某两相电极的下端同步接近炉 内废钢或钢水直至两相同时起弧则停止下降.在 两相起弧后,电极调节器控制第三相电极继续下降 直至起弧.在三相电极起弧后,电极调节器将根据工 艺曲线设定的冶炼电流,自动控制三相电极、 调节电 弧长度、 改变二次回路阻抗,使电极电流尽量等于设 定的冶炼电流.这就是电极调节器起弧控制和基本 工作原理. 上接第31页 为保护有限的矿产资源、 促进经济发展、 保持矿业持 续发展的必要措施. 综上所述,尾矿的综合回收与利用会产生较大 的资源、 经济、 环境和社会效益,人们越来越认识到 尾矿综合回收与利用是提高矿产资源利用率及保持 矿业可持续发展的必要措施,对保护人类赖以生存 的生态环境有着重要意义.人类赖以生存的地球的 资源是有限的,在矿石日趋贫化、 资源日渐枯竭、 人 们环境意识日益增强的今天,尾矿综合回收与利用 必将成为矿业可持续发展的必然选择. 参考文献 [1] 雷 力,周兴龙,李家毓,等.矿山尾矿二次资源综合 利用现状与思考[J ].金属矿山,2008, 11 126 - 130. 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