礦山廢石與尾礦的處理與資源化

1. 礦山廢石與尾礦的處理與資源化-回收有價(jià)金屬

我國共生、伴生礦產(chǎn)多，礦物嵌布粒度細(xì)，以采選回收率計(jì)，鐵礦、有色金屬礦、非金屬礦分別為60%-67%、30%-40%、25%-40%，尾礦中往往含有銅、鉛、鋅、鐵、硫、鎢、錫等，以及鈧、鎵、鉬等稀有元素及金、銀等貴金屬。盡管這些金屬的含量甚微、提取難度大、成本高，但由于廢物產(chǎn)量大，從總體上看這些有價(jià)金屬的數(shù)量相當(dāng)可觀。

(1)鐵礦尾礦

鐵礦選廠主要采用高梯度磁選機(jī)，從弱磁選、重選和浮選民礦巾回收細(xì)粒赤鐵礦。如瑞典斯特拉薩鐵礦石選廠采用大型的Sala480型轉(zhuǎn)盤式磁選機(jī)處理弱磁選和螺旋選礦機(jī)的尾礦，從含鐵11.15%的尾礦中可得到含鐵42.61%的精礦，鐵回收率44.1%。我國大孤山選礦廠尾礦經(jīng)圓盤式碰選機(jī)粗選，粗精礦再磨后經(jīng)脫水槽、磁選機(jī)、細(xì)篩再選，每年可回收60%左右鐵精礦8萬噸。

除從尾礦中回收鐵精礦外，還可回收其他有用成分。芬蘭用Skimair型浮選機(jī)以“閃速“浮選法從磁鐵礦中回收銅；巴西從含鐵石英巖中回收金；我國攀枝花鐵礦年產(chǎn)鐵礦石1350萬噸，又從其尾礦中回收了釩、鈦、鈷、抗等多種有色金屬和稀有金屬。

(2)有色金屬礦山尾礦

美國猶他州阿爾丘爾和馬格納銅選廠處理堆積的尾礦，日處理礦量10.8萬噸，可得到含銅20%及少量鉬的精礦。澳大利亞北布羅肯希爾公司從堆存60多年的老尾礦中回收鋅，可得品位為44.7%的鋅精礦，回收率達(dá)87.7%。我國豐山銅礦對(duì)其尾礦經(jīng)重選—浮選 —磁選—重選聯(lián)合工藝試驗(yàn)，可得含銅20.5%的銅精礦、含硫43.61%的硫精礦、含鐵55.61%的鐵精礦，含WO382.7%的鎢 粗精礦。鐵山垅鎢礦對(duì)部分硫化礦尾礦進(jìn)行浮選回收銀試驗(yàn)，可獲得含銀808g/t的含鉍銀精礦，采用三氯化鐵鹽酸溶液浸出，最終獲 得海綿鉍和富銀渣。

(3)金礦尾礦

黃金價(jià)值高，但在地殼中含量很低，所以從金礦尾礦中回收金就顯得更為重要。澳大利亞新慶金礦選廠從1990年起建立尾礦處理廠，對(duì)尾礦首先經(jīng)脫泥旋流器回收含金硫化礦粗顆粒，然后用圓錐選礦機(jī)和螺旋選礦機(jī)分選，所得精礦磨醉后再浸出，大大提高了金的總回收率。我國湘西某金礦對(duì)老后礦采用浮選—尾礦氰化選冶聯(lián)合流程，金總回收率達(dá)到74%。黑龍江某金礦采用浮選法從氰化尾礦中回收銅，回收李達(dá)89.01%，我國南方某金礦采用浮選—尾礦氰化—浸渣浮選的工藝，從老尾礦中回收金、銻、鎢，回收率分別達(dá)到81.18%、20.17%、61.00%。

2.礦山廢石與尾礦的處理與資源化-生產(chǎn)建材

(1)尾礦制磚

尾礦磚種類多，廢物消耗大，既可生產(chǎn)免燒磚、墻體砌塊、蒸養(yǎng)磚等建筑用磚，也可生產(chǎn)鋪路磚、涂化飾面磚等。某金礦于1996年投資2000萬元引進(jìn)國家“雙免”磚生產(chǎn)技術(shù)，建成了4條生產(chǎn)線，每年消耗尾礦6萬噸。同濟(jì)大學(xué)與某鐵礦合作，研制出裝飾面磚，更適合作外墻貼面磚，還可調(diào)入不同色彩顏料做成彩色光滑的面磚，代替普通瓷磚、人造大理石等作室內(nèi)裝飾用。中國地質(zhì)科學(xué)院尾礦利用技術(shù)中心與湖南某鉛鋅礦合作，利用鉛鋅尾礦及當(dāng)?shù)睾┩恋容o料生產(chǎn)出6種顏色的墻地磚，經(jīng)北京市建材質(zhì)量監(jiān)督檢查站檢驗(yàn)，符合彩色釉面陶瓷地磚的圍家標(biāo)憋，現(xiàn)已投入大量生產(chǎn)。江蘇銅山縣某鄉(xiāng)有10多家矸石磚廠，年用矸石3.6萬噸，節(jié)約煤炭6300t，保護(hù)耕地300畝。

(2)生產(chǎn)水泥和混凝土

礦業(yè)廢物不僅可以代替部分水泥原料，且能起到礦化作用，從而有效提高熟料產(chǎn)量、質(zhì)量并降低煤耗。如某銅尾礦含Si0236.52%、 CaO25.62%、Al2034.84%、T-Fel6.27%，可以全部取代鐵粉，部分代替教土和石灰石原料，從而大大節(jié)約了鐵粉、黏土、石灰石以及 燃煤用電費(fèi)用，全年累計(jì)可節(jié)約資金上百萬元。山東省某縣特種水泥廠用5.32%的銅尾礦進(jìn)行配料后，熟料質(zhì)量有所提高，能滿足高標(biāo) 號(hào)水泥生產(chǎn)要求。每噸熟料耗煤比標(biāo)定指標(biāo)降低了15.7%，可代替復(fù)合礦化劑，生產(chǎn)成本降低12%。此外，尾礦還可作為配料來配制混 凝土，使混凝土具有較高的強(qiáng)度和較好的耐久性。根據(jù)不同的粒級(jí)要求，尾礦顆粒不必加工，即可作為混凝土的組紉骨科直接使用。

(3)生產(chǎn)玻璃

利用尾礦砂生產(chǎn)玻璃的研究應(yīng)用主要有以下兩種。

①利用高鈣鎂型鐵尾礦生產(chǎn)飾面玻璃

由于這種尾礦CaO、Mg0和FeO含量較高，玻化時(shí)容易鑄石化，適當(dāng)添加砂巖等輔助原料和采用合適的熔制工藝，可使之進(jìn)化成為高級(jí)飾面玻璃，鐵尾礦用量可達(dá)70%-80%，生產(chǎn)出的玻璃理化性能好，其主要性能優(yōu)于天然大理石。

②作為生產(chǎn)微晶玻璃的材料

微品玻璃也是一種高級(jí)裝飾材料，其制作成本較高，試驗(yàn)表明，在微品玻璃的配方中引入尾礦可大大改善產(chǎn)品的性能。

(4)用作其他建筑材料

廢石、尾礦還可以生產(chǎn)其他建筑材料，如陶瓷、石英砂等。如首鋼選礦廠利用尾礦生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)“中砂”，月生產(chǎn)能力4-6萬噸，綜合年效益可達(dá)500萬元。彩色石英砂是國內(nèi)近來開發(fā)的一種新型外墻裝飾材料，采用石英含量較尚的尾礦生產(chǎn)彩砂，則可省去破碎加工費(fèi)用，降低成本，已開始應(yīng)用。

3.礦山廢石與尾礦的處理與資源化-用作農(nóng)肥

有些層辦因其成分適宜，可用作土授改良劑或微量元素肥料，以有效改參土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高土壤的孔隙、透氣性、透水性，促進(jìn)作物增產(chǎn)。如鐵尾礦含有少量的磁鐵礦，經(jīng)磁化后，再摻加適量的N、P、K等，即得磁化復(fù)合肥；鎂尾礦中因含有CaO、MgO和SiO2，尾礦可用作土壤改良劑對(duì)酸性土壤進(jìn)行中和處理；錳層礦除含錳外，通常還含有P2O5、Clˉ、SO4ˉ、MgO和CaO等，可將其作為一種復(fù)合肥使用；銅尾礦施于缺鉬的土壤，既有利于農(nóng)業(yè)增產(chǎn)，又可降低食道癌的發(fā)病率。

4.礦山廢石與尾礦的處理與資源化-采空區(qū)回填、覆土造田

用來源廣泛的尾砂、廢石、尾礦代替砂石進(jìn)行地下采空區(qū)回填，耗資少、操作簡單，可防止地面沉降塌陷與開裂，減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。如銅陵菜銅礦利用全水速凝膠結(jié)充填工藝進(jìn)行回填，充填成本可減少13%左右；某金礦分礦采用高水固結(jié)尾砂充填采礦法，比原來水泥河沙膠結(jié)充填工藝優(yōu)勢(shì)明顯，提高了生產(chǎn)能力，節(jié)省了費(fèi)用。

南京某鉛鋅銀礦使用旋流器分選出租、細(xì)砂，將細(xì)層礦用箱式壓濾機(jī)壓成濾餅，伴以水泥及粗砂送入井下作充填料，既解決了尾礦堆存問題、防止地面陷落，又可每年節(jié)約幾十萬元的外購填料費(fèi)用。

某鎢礦在停用的尾礦庫進(jìn)行復(fù)墾，建起了一座早冰場(chǎng)，礦區(qū)公園也有一部分位于此后礦庫上。此外，對(duì)壩坡進(jìn)行了多年種植試驗(yàn)，完成了6000㎡以上的壩坡種植綠化。

某有色金屬公司在篦子溝銅礦的莫家洼和韓家溝兩個(gè)服役期滿已閉的庫田，運(yùn)土約14萬立方米，覆蓋土層平均厚度約400-600mm，共造田28.6萬平方米。經(jīng)多年耕作，種植的蔬菜、瓜果、糧食都獲得了好收成，收獲的小麥、玉米等經(jīng)化驗(yàn)含重金屆毒物都未超過國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，且尾礦庫被綠色植物覆蓋后，提高了當(dāng)?shù)乜諝鉂穸?，空氣中粉塵濃度大大降低。