【文章內(nèi)容簡介】 、碳酸鹽化、螢石化、綠泥石化等。其中以黑云母化、硅化、碳酸鹽化分布廣泛，與礦化關系密切。 蝕變形成的黑云母呈棕褐色、棕色，黑云母含鐵量較高，與礦化關系密切。黃銅礦中棕褐色黑云母殘余晶片邊緣周圍有一圈棕色黑云母，棕褐色黑云母進一步蝕變形成棕色黑云母，蝕變越強，礦化越有利。且這兩種黑云母常硅化所形成的石英產(chǎn)在一起，周圍伴有大量的黃鐵礦和黃銅礦，形成了近礦蝕變。根據(jù)折光率Ng和其他光性特征可將黑云母分為三類：少鐵黑云母、鐵云母、鐵黑云母。按其產(chǎn)出狀態(tài)可分為兩種： ，在其它礦物受改造的同時，SiO2重熔結晶，形成齒狀變晶鑲嵌聚合體。在黃鐵礦富集的條帶狀黃鐵—黃銅礦石中，石英和黑云母緊密共生作為主要脈石礦物存在。黃銅礦呈不規(guī)則狀沿粒狀黃鐵礦和石英粒間充填，并逐漸包圍石英。一部份黃銅礦中合有石英包體。可見石英稍早于黃銅礦，約與黃鐵礦同時生成。 ，有兩種：①呈他形粒狀變晶鑲嵌的石英細脈，無礦化；②在方解石脈旁呈自形長柱狀晶體、常見含硫化物的石英脈破碎后又被含硫化物的方解石脈交代并將之“膠結”或切穿它。推測為變質熱液活動晚期的低溫生成物。碳酸鹽化包括鎂菱鐵礦化、含鐵白云石化和方解石化三種，且多為方解石化。黃銅礦、黃鐵礦呈不規(guī)則粒狀嵌布于方解石脈內(nèi)。 普遍存在，主要以鐵鎂礦物蝕變分解而成，交代長石、石英、石榴石等以葉片狀集合體出現(xiàn)；沿黃鐵礦等裂隙充填；呈細脈狀產(chǎn)出，在壓碎的巖石中，以“碎屑”膠結物的形式出現(xiàn)。綠泥石是變質熱液后期低溫的產(chǎn)物或是退變質作用和風化作用的產(chǎn)物。 第四章 尾礦處理和環(huán)境保護礦產(chǎn)資源是人類生存和發(fā)展的重要要物質基礎之一。我國95%的能源和85%的原材料來自礦產(chǎn)產(chǎn)資源。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，科學技術水平的提高、人類利用礦產(chǎn)資源的種類、數(shù)量愈來愈多。利用范圍愈來愈廣。到目前為止，全世界已發(fā)現(xiàn)的礦物有3300多種，其中有工業(yè)意義的有1000多種，每年開采各種礦產(chǎn)150億t以上，包括廢石在內(nèi)則達1000億t以上[4]。以礦產(chǎn)品為原料的基礎工業(yè)和相關加工工業(yè)產(chǎn)值約占全部工業(yè)產(chǎn)值的70%左右，成為當今世界持續(xù)發(fā)展面臨的最重要的問題之一。不論從全球還是從中國看，礦產(chǎn)資源開發(fā)對社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的意義都是十分重要的。 在工業(yè)上用量最大，對國民經(jīng)濟發(fā)展有重要意義的金屬礦產(chǎn)主要有鐵、錳、銅、鉛、鋅、鋁、鎳、鎢、鉻、銻、金、銀等。以上礦石儲量和開采量都很大，但因礦石的品位普遍較低，多數(shù)為貧礦，需要經(jīng)過選礦加工后才能作為冶煉原料，所以就產(chǎn)生出大量的尾礦。隨著經(jīng)濟發(fā)展對礦產(chǎn)品需求的大幅度增加，礦產(chǎn)資源開發(fā)規(guī)模隨之加大，尾礦的產(chǎn)出量還會不斷增加[5]。為了管理好這些尾礦，就需要有尾礦工程，這樣需要耗費大量的人力、.、山地。同時，隨著尾礦量的增加，尾礦壩越堆越高，堆壩和管理工作量越來越大，越來越困難，細粒尾礦還會對大氣、土壤和水資源產(chǎn)生嚴重污染[7]。尾礦庫還有發(fā)生事故的危險，一旦發(fā)生，后果十分嚴重。因此，研究尾礦的處理，就是將這些尾礦變廢為寶，化害為利，作為一種資源來對待，走出一條資源開發(fā)與環(huán)境保護相協(xié)調的礦業(yè)發(fā)展道路—“綠色礦業(yè)”之路 近年來，國外非常重視尾礦的處理和環(huán)境保護，如英國、俄羅斯、加拿大、美國等均投入大量的資金，研究尾礦的處理技術，并取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益[7]。我國在金屬礦山尾礦處理研究方面也取得了一定的進展和成績。面臨礦產(chǎn)資源今后嚴重短缺的形勢，越來越多的人認識到尾礦利用具有經(jīng)濟意義、環(huán)境保護效益和礦產(chǎn)資源持續(xù)供給的作用。尾礦利用的重要性，現(xiàn)已得到普遍認同。 國內(nèi)外尾礦處理現(xiàn)狀 隨著世界礦產(chǎn)資源的漸趨枯竭、原礦品位日趨貧化，尾礦作為二次資源加以開發(fā)利用已逐漸引起人們的重視。特別是進入六十年代以來，許多國家逐漸建立起“二次原料工業(yè)”，開始對長期存放的尾礦重新開發(fā)利用。綜合起來，國外尾礦資源開發(fā)利用主要具有以下幾方面的特點: (1)政府高度重視:迄今，德國、美國、英國、日本、前蘇聯(lián)、澳大利亞和匈牙利等國，都制訂了二次資源管理法規(guī)和包括尾礦在內(nèi)的廢料排放標準，對尾礦開發(fā)利用措施不力、環(huán)境質量不達標的礦業(yè)開發(fā)單位，限期整改、予以經(jīng)濟處罰直至取消注冊登一記，同時在貸款和稅收等方面給以優(yōu)惠政策刺激二次資源開發(fā)利用。由于政府和各相關部門的高度重視和上述政策措施的施行，這些國家的尾礦開發(fā)利用成效顯著。僅以德國為例，其包括尾礦在內(nèi)的各種工業(yè)廢料的利用率已達80%以上。 (2)尾礦資源勘查評價加強:將尾礦視為二次資源予以勘查評價，查明其化學成分、礦物成分、有用組分類型和含量及其賦存狀態(tài)，顆粒粒度大小和分布、工藝性質及其與成分和粒度等的關系、產(chǎn)量和儲量等，是尾礦開發(fā)利用的基本前提。將尾礦視為環(huán)境污染源予以勘查評價，查明各種有害組分及其含量和賦存狀態(tài)、污染機理及環(huán)境危害程度等，是尾礦綜合治理的基本前提。由于早期礦業(yè)開發(fā)普遍忽視了尾礦資源和環(huán)境特性的研究，只是將其作為廢料堆存起來。而從六十年代起，德國、美國、日本、加拿大、前蘇聯(lián)、澳大利亞等國出于尾礦開發(fā)利用和壞境綜合治理及其戰(zhàn)略的目的陸續(xù)進行了研究，迄今為止，大多至少完成了一輪重點礦山的尾礦資源和環(huán)境綜合勘查研究。如前蘇聯(lián)通過尾礦資源勘查評價，于八十年代初在建筑材料工業(yè)部建立了國家級采礦工業(yè)聯(lián)合體尾礦數(shù)據(jù)庫。 (3)回收各種有用組分的新工藝、新設備研究取得成效:七十年代以來，前蘇聯(lián)、美國、加拿大、英國、德國、日本、南非和澳大利亞等國針對尾礦資源的特點，大力開展選冶新工業(yè)、新設備的研究，建立了一批二次選礦廠，從尾礦中分選回收有用組分，取得了令人矚目的成就，獲得了良好的資源效益和經(jīng)濟效益。如，九十年代的俄羅斯已能從含金僅30mg/t的尾礦中回收金，其回收率達85% (4)高技術含量高附加值的尾礦新材料和新產(chǎn)品的研究開發(fā):六十年代起，部分國家將無再選價值得尾礦整體利用，開發(fā)其某些特殊性能，以其為主料制造微晶玻璃、陶瓷、水泥等高附加值產(chǎn)品，并實現(xiàn)了部分產(chǎn)品大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，獲得了良好的資源效益和經(jīng)濟效益。例如，庫而斯克建立起了以尾礦為主要原料的水泥廠和玻璃廠。 (5)全面開展環(huán)境綜合治理、高效整體利用、朝“無廢料礦山”目標邁進:很多國家根據(jù)具體尾礦資源特點和經(jīng)濟技術條件的不同，開辟了不同層次開發(fā)利用尾礦資源的新途徑，朝礦山無廢生產(chǎn)目標邁進。比如，利用尾礦制作礦物廢料和土壤改良劑、尾礦磚、混凝土骨料和砂漿、鐵路道渣和筑路碎石、井下回采充填或造地綠化等。如美國除從尾礦中回收螢石、長石、石英等外，目前絕大多數(shù)尾礦被用作混凝土填料和鋪路材料，也有人用鐵隧石巖尾礦制成密度可調的輕質磚。 從國際方面看，雖然各國的應用方向和利用程度各不相同，但都對尾礦的資源化利用十分重視，利用率基本都在60%以上，有些工業(yè)發(fā)達國家己把建設“無廢料礦山”作為奮斗目標[8]。 國內(nèi)尾礦處理 由于長期受傳統(tǒng)觀念束縛、開發(fā)利用意識淡薄、技術和信息落后，大多數(shù)礦產(chǎn)的礦石品位低，多呈多組分共生，礦物嵌布粒度細，再加上我國中小型礦床多，選礦設備老化現(xiàn)象普遍，自動化水平低，管理水平不高，選礦回收率低等原因，我國尾礦資源開發(fā)利用的研究程度和實際利用水平明顯落后于某些先進國家和資源的嚴重浪費。特別是老尾礦和由于受到當時選冶水平的限制，損失到尾礦中的有用組分更大一些。因此，目前不少礦山已經(jīng)進入中晚期開采。近十多年來，隨著環(huán)保工作的重視和要求更加嚴格以及科學技術的進步，一些礦山企業(yè)通過和研究所、高等院校等單位的緊密合作，選擇走多種礦物產(chǎn)品共同開發(fā)和綜合利用的路子，使得我國的尾礦資源化綜合利用取得了一些成績。其原因一方面和國家的日益重視有關，另一方面和我國的資源特點及利用狀況有關?？偟膩碚f，具有以下幾方面突出特點: (1)政府和企業(yè)的尾礦綜合利用意識逐步提升:1990年，成立了我國首家尾礦利用研究機構—中國地質科學院尾礦利用技術中心。1992年，國家召開了尾礦綜合利用的學術研討會并出版了論文集。國家計委和科技部等制訂的“中國21世紀議程”等一系列政策法規(guī)已將尾礦綜合利用作為今后發(fā)展的重要內(nèi)容之一，并于1994年，在北京召開了“中國21世紀議程”高級圓桌會議。我國均參加了1998年1月在美國召開的“98尾礦與礦山廢物會議”和同年八月在加拿大召開的“第三屆國際礦產(chǎn)與冶金工業(yè)廢物處理與回收討論會議”。2013年4月15日，中國尾礦綜合利用產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟在北京召開了“尾礦聯(lián)盟制定系列標準啟動會議”。八十年代后期以來，至少出現(xiàn)了百家以上的尾礦資源開發(fā)利用及相關學科領域研究的研究集體并且發(fā)表了不少這方面論文。與此同時，我國涌現(xiàn)出一大批積極開發(fā)利用尾礦資源的礦山企業(yè)。這些，都標志著我國已把尾礦資源的開發(fā)利用提高到了相當重要的位置。 (2)有價組分回收利用效益良好:有價組分回收利用已取得了良好的資源、環(huán)境和經(jīng)濟效益。比如，礦資源再回收工作。如金川鎳礦從尾礦中進一步回收鎳，使鎳的選礦回收率從原來的50%左右增加到90%，同時還回收了如Cu，Co，Ag，Se及鉑族金屬等。武山銅礦為高硫型銅礦床，硫回收率只有40%左右，尾礦中含硫高達20%，每年約有5萬t黃鐵礦流失。該礦投資40萬元，建立尾礦庫再選收硫工程(包括尾礦的采掘、輸送、選別三部分)，每年增產(chǎn)4. 44萬t硫精礦，直接凈收益372. 3萬元，間接收益15萬元，共計凈增效益約400萬元。另外，如安慶銅礦從尾礦中回收鐵和銅，每年可獲得品位16. 94%的銅精礦2. 56t，品位43%的鐵精礦53. 5t，年創(chuàng)產(chǎn)值491. 5萬元。新疆可可托海87選礦廠從尾礦中綜合回收白云母，與外商合資興辦了一座年產(chǎn)5000t云母粉聯(lián)營廠，年創(chuàng)產(chǎn)值800萬元，利稅273萬元[9]。 (3)尾礦整體利用高附加值產(chǎn)品已經(jīng)起步:尾礦的整體利用以沒有再選價值的尾礦為對象。如用尾礦加工制造墻體裝飾材料、建筑用磚、各種板材和填料等。如 1998年，北京首鋼鐵礦與中國地質科學院合作，“利用廢石和尾礦生產(chǎn)空心砌塊中試”項目，尾礦綜合利用量62%，產(chǎn)品符合國家標準，獲地質礦產(chǎn)部科技成果鑒定，填補了北京該類成果空白。1999年9月，首鋼遷安鐵礦引用該科技成果投資上線，國內(nèi)第一條空心砌塊、彩色鋪地磚和建筑用砂石料生產(chǎn)線正式實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。產(chǎn)品銷往天津、河北、北京等地，效益顯著。2004年，北京威克冶金礦山公司(原密云縣鐵礦)“尾礦微晶玻璃配方工藝設計與試驗”項目尾礦綜合利用率最高達80%，也先后完成驗收。利用密云縣鐵尾礦開發(fā)出紅、綠、藍、黑色多彩色微晶玻璃配方工藝技術，為產(chǎn)業(yè)化工程示范提供了較完備的生產(chǎn)基礎配方和工藝條件。2003年，北京首鋼鐵礦“利用廢石年生產(chǎn)150萬m建筑用砂石料產(chǎn)業(yè)化’項目，2004年，北京威克冶金礦山公司“利用廢石年生產(chǎn)300萬m建筑用砂石料產(chǎn)業(yè)化’夕項目都先后投產(chǎn)，現(xiàn)運行正常，經(jīng)濟效益顯著，實現(xiàn)了礦山排石場當年無廢石堆積治理目標。江蘇青山高嶺上礦的尾礦選取硫精礦后，最終尾礦的成分和性質與普通陶瓷高嶺上相近，直接用于陶瓷工業(yè)，實現(xiàn)了無尾礦生產(chǎn)。 (4)我國尾礦資源開發(fā)利用的任務還是任重道遠:綜前述，我國在尾礦資源化利用方面取得了一些成績，但是鑒于以下幾點，不可否認的是，與國際先進水平還有非常明顯地差距: ①.高附加值產(chǎn)品少，缺乏市場競爭力。目前我國尾礦在工業(yè)上的應用，大多停留在對尾礦中有價元素的回收或生產(chǎn)較低檔次的建材產(chǎn)品，甚至是直接作為砂石的代用品出售，而一些高檔建材產(chǎn)品，由于種種原因仍未實現(xiàn)真正的工業(yè)化。 ②.綜合利用率低。目前，%，而國外對尾礦的利用都在60%以上，甚至一些小國已向無廢礦山的目標前進。 ③.投入不足，政策扶持力度有待加強。長期以來，尾礦利用項目在資金上得不到保證，投入嚴重不足。目前，我國沒有專項資金支持資源綜合利用，融資渠道狹窄，再加上礦山行業(yè)發(fā)展效益參差不齊，尾礦利用資金籌措非常困難。在政策扶持上，國家雖然先后出臺了資源綜合利用減免所得稅、部分資源綜合利用產(chǎn)品企業(yè)減免增值稅的優(yōu)惠政策，但還沒有具體制訂針對尾礦利用的鼓勵性政策。 ④.資源意識和環(huán)境意識不高，資源利用的法律、法規(guī)建設落后，尾礦利用基礎管理薄弱，缺少尾礦利用的基礎資料等[10]。 礦山尾礦處理現(xiàn)狀 尾礦處理主要方法隨著科學技術的發(fā)展和人類對尾礦資源開發(fā)利用研究的不斷深入,礦山企業(yè)于尾礦開發(fā)利用主要集中于以下幾個方面。(1).從尾礦中回收有價組分通過改進生產(chǎn)工藝，從尾礦中回收原來尚不能分選或原來沒有打算分選的有價組分。由于選礦技術的進一步提高，原來不能分選的，現(xiàn)在能分選。原來分選效果差的，現(xiàn)在變好了。特別是對老尾礦進行再分選，具有客觀的經(jīng)濟效益。例如安康金礦采用三段干式磁選一搖床精選工藝，每年從尾礦中分選鐵精礦1700t,回收金2. 187kg，年創(chuàng)產(chǎn)值44. 12萬元。陜南恒口金礦應用磁選從尾礦中可分選出品位為65%~68%的鐵精礦1100t，采用搖床回收金1. 53kg,年創(chuàng)產(chǎn)值30萬元。(2).用銅尾礦回填和復墾 采礦區(qū)充填是直接利用尾礦的最有效途徑之一。尾礦只要處理得當，是一種很好的填充材料，具有就地取材、來源豐富和輸送方便的特點，并省去擴建、增建尾礦庫的費用。將尾礦用于礦并充填料，費用僅為碎石的1/4 1/10。有些礦山由于地形原因，不可能設置尾礦庫，將尾礦填于采空區(qū)就更有意義。國外礦山土地復墾率已達80%以上，我國礦山的土地復墾工作起步于上世紀60年代，在80年代后期至90年代進展較快。馬鞍山礦山研究所于90年代初在姑山尾礦庫和排土場開展了揚塵抑制及植被復墾的技術研究，現(xiàn)在開發(fā)研制的“冶金礦山土地復墾專家系統(tǒng)”，可為不同地區(qū)不同氣候條件不同土壤及礦石特征的礦山提供有關最佳復墾方案等方面的專家咨詢[11]。 (3).尾礦建材開發(fā)研究利用 我國對于尾礦建材的開發(fā)研究主要集中于以下幾個方面: ①利用尾礦生產(chǎn)墻體材料—蒸壓尾礦磚、尾礦加氣混凝上、尾礦空心砌塊、蒸養(yǎng)磚、免蒸免燒磚、燒結磚等。如利用矽卡巖型金屬尾礦生產(chǎn)免蒸免燒磚。 ②利用尾礦生產(chǎn)水泥—熟料水