【文章內(nèi)容簡介】 激消費(fèi)升級，為鋁業(yè)行業(yè)擴(kuò)大了市場空間。 尾礦回收利用項(xiàng)目外部不利條件 全球金融危機(jī)引發(fā)中國經(jīng)濟(jì)下行風(fēng)險(xiǎn)加大，鋁業(yè)市場需求有些萎縮，鋁產(chǎn)品價(jià)格還在低位震蕩。 尾礦回收利用還沒有健全的法律法規(guī)體系與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 行業(yè)管理機(jī)制不完善，處理技術(shù)較落后。 尾礦回收利用項(xiàng)目內(nèi)在優(yōu)勢 管理優(yōu)勢與技術(shù)優(yōu)勢。 行業(yè)資源優(yōu)勢。 產(chǎn)業(yè)鏈資源整合優(yōu)勢。 尾礦回收利用項(xiàng)目內(nèi) 在劣勢 專業(yè)人才缺乏。 缺乏一定的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)及管理模式。 信息管理與溝通成本、運(yùn)輸成本高。 第四章 項(xiàng)目主要技術(shù)分析 尾礦及其特性 尾礦的特點(diǎn) 尾礦是礦石經(jīng)選出有用礦物后 ,剩余的殘?jiān)? 一、是豐富的二次資源。我國礦山尾礦排放量大 ,據(jù)統(tǒng)計(jì) , 2021 年前 ,我國尾礦總量為 50. 26 億 t,占地 6. 5 萬 km2 , 2021 年后 ,我國每年排放尾礦達(dá)到 6億 t。我國礦山的尾礦中 ,鐵礦尾礦量達(dá) 26 億多噸 ,主要有色金屬尾礦量達(dá) 21 億多噸 ,黃金尾礦量達(dá) 2. 7 億多噸。金礦尾礦中含金為 0. 2～ 0. 6g/ t,鐵礦尾礦的全鐵品位 8% ～ 12% ,銅礦尾礦含銅 0. 02%～ 0. 1% ,鉛鋅礦尾礦含鉛鋅 0. 2% ～ 0. 5%,尾礦中還有大量的有用成分。因此 ,隨著礦業(yè)的蓬勃發(fā)展 ,尾礦不斷增加 ,這是一個(gè)尚未被挖掘且潛力很大的二次資源 ,若能充分加以開發(fā)和利用 ,可創(chuàng)造出不可估量的財(cái)富。 二、粒度細(xì)、泥化嚴(yán)重。我國多數(shù)礦石嵌布粒度細(xì) ,共生復(fù)雜 ,為獲得高品位精礦 ,多數(shù)采用細(xì)磨后選別。據(jù)統(tǒng)計(jì) ,細(xì)粒尾礦中粒度小于 0. 074mm 占 50%。如西石門鐵礦的細(xì)粒尾礦 , 0. 074mm 就占 70% ,這樣的尾礦不需要磨礦就可直接進(jìn)行回收和加工利用。由于尾礦是選別后的剩余物 ,含有大量的礦泥 ,且礦泥以細(xì)粒、微細(xì)粒形式存在 ,嚴(yán)重影響尾礦中的有價(jià)礦物的回收。雖然細(xì)尾礦對某些建材制品的強(qiáng)度會產(chǎn)生不利影響 ,但只要能根據(jù)其粒度、性質(zhì)找出不同的回收利用途徑 ,也會發(fā)揮很大的作用。 三、資源量大、種類繁多。由于我國礦床的成礦條件不同、礦床成因各異 , 故相應(yīng)礦石的尾礦性質(zhì)也不同。尾礦種類繁多 ,性質(zhì)復(fù)雜 ,以鐵礦山為例 ,鞍山式鐵尾礦中 90%是石英和綠泥石、角閃石、云母、長石、白云石、和方解石等硅酸鹽礦物 。馬鋼所屬礦山的尾礦以透輝石、陽起石、磷灰石、長石、石膏、高嶺土、黃鐵礦為主 ,含鋁量較高 。大冶、攀枝花、白云鄂博等礦山尾礦中含有銅、鈷、釩、鈦 ,有的含有價(jià)值很高的貴金屬和 稀土元素 等。在尾礦的開發(fā)利用中 , 不僅要根據(jù)其性質(zhì)、特點(diǎn)尋找加工利用的有效途徑 ,而且要考慮尾礦中的有價(jià)組分的合理回收 ,只有兩者有機(jī)地結(jié)合 ,才能使我國尾礦資源得到全面的開發(fā)利用。 尾礦的危害 隨著現(xiàn)代工業(yè)化的迅 速發(fā)展和對礦產(chǎn)品需求大幅度的增加 ,礦業(yè)開發(fā)規(guī)模隨之加大 ,尾礦的排放、堆積量越來越大。而大量堆存的尾礦給礦業(yè)、環(huán)境及經(jīng)濟(jì)等造成不少的難題 ,對礦山及周圍的生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的影響。 目前 ,我國尾礦的綜合利用率僅為 7%左右 ,大量的尾礦只能長期堆放在尾礦庫 ,有些邊遠(yuǎn)地區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦山選廠甚至直接將尾礦排放到大自然中。例如陜西省的幾十座鐵礦山 , 只有 1 /10 建有尾礦庫 ,其他尾礦均排入河溝 ,漫積成災(zāi) ,即使排放到尾礦庫的尾礦 ,也對礦山周邊地區(qū)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。尾礦在受到腐蝕時(shí) ,以及尾礦中的可遷移元素發(fā)生化學(xué)遷移時(shí) ,將 會對大氣和水土造成嚴(yán)重污染 ,并導(dǎo)致土壤退化 ,植被破壞甚至直接威脅到人畜的生命安全 。未復(fù)墾的尾礦庫表面的砂塵可被風(fēng)吹到尾礦庫周圍 ,有時(shí)甚至形成礦塵暴 ,嚴(yán)重惡化了周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境 。尾礦中的有害成份也對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。目前 ,我國因尾礦造成的直接污染面積已達(dá)到百萬畝 ,間接污染土地面積 66. 7 余萬 hm2。 尾礦的性質(zhì) 尾礦的成分包括化學(xué)成分與礦物成分 , 無論何種類型的尾礦 , 主要組成元素 , 不外乎 O、 Si 、 Ti 、 Al 、 Fe 、 Mn 、 Mg、 Ca 、 Na 、 K、 P 等幾種。但它們在不同類型 的尾礦中 , 含量差別很大 , 且具有不同的結(jié)晶化學(xué)行為。 尾礦的礦物組成 在尾礦的整體開發(fā)利用方面 , 以陜南旬陽某礦的尾礦為例 , 該尾礦的化學(xué)多項(xiàng)分析見下表。 例如：某礦尾礦為長英巖型 , 尾礦中金屬礦物為閃鋅礦、方鉛礦等。脈石礦物以石英、長石為主 , 其次為絹云母、白 云石、方解石等。尾礦的細(xì)度為 2200 目占 65 %左右。在尾礦中可綜合回收的有礦物為閃鋅礦 。 閃鋅礦一般呈暗紅色 , 粒徑 011～ 01074 mm。 鐵尾礦是一種復(fù)合礦物原料 ,是鐵礦石經(jīng)加工、磁選后以泥漿狀排放的礦物廢料。其成分包括化學(xué)成分和礦物成分 ,其主要成分是石英 ,主要含SiO2 ,Al2O3,Fe2O3 ,CaO,MgO 等 ,還含有少量其它如 K2O,Na2O 以及 S,P 等元素。 尾礦綜合利用的若干可能途徑 ．尾礦綜合利用途徑 尾礦是指礦石磨細(xì)選取有用成分后排放的尾礦漿脫水形成的固體物料 ，多由硅酸鹽、碳酸鹽和多種化學(xué)元素組成，有粒度細(xì)、數(shù)量大、成本低、可利用性強(qiáng)的特點(diǎn)。按尾礦占入選礦石量計(jì)，黑色金屬、化工礦山為 50％，有色金屬為 70％～ 9 5％，鎢、鉬、鉭、黃金等稀貴金屬高達(dá) 9 9 ％，幾乎用多少礦石就出多少尾礦。通常建設(shè)礦山時(shí)就要建可容納全部生產(chǎn)期間排出尾礦的尾礦庫。其工程投資大，占農(nóng)田林地多，危害生態(tài)平衡，對周邊房舍、田、林有潛在威脅，一旦造成災(zāi)難會比水庫跨壩更嚴(yán)重。 19 8 7 年湖南某礦跨壩形成的泥石流曾使大量人員傷亡，覆蓋方圓十多公里良田難以復(fù)種。 我國礦業(yè)鋼鐵、有色金屬、煤炭等產(chǎn) 量均居世界前茅，幾千座尾礦庫遍布全國。當(dāng)前世界尾礦年總排量約 50 億噸，我國在 2021 年已達(dá) 6 億噸左右。我國尾礦利用研究始于上世紀(jì) 8 0 年代，但當(dāng)今尾礦綜合利用率僅為 7% 左右，比發(fā)達(dá)國家落后近 50 個(gè)百分點(diǎn)。隨著國家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，有色金屬礦產(chǎn)資源日趨短缺，精礦價(jià)格大幅上揚(yáng)，不少礦山開始研發(fā)尾礦綜合回收利用新工藝并取得進(jìn)展。 尾礦中所含有價(jià)成分的品種與數(shù)量主要取決于選礦的目標(biāo)和技術(shù)水平，其綜合利用不同于電子垃圾等回收利用，沒有社會廣泛收集的過程，在企業(yè)內(nèi)已有工藝技術(shù)基礎(chǔ)上就可實(shí)現(xiàn)，成為生產(chǎn)過程的延續(xù)。迄今尾礦的 綜合利用途徑可大致分為整體利用和綜合回收利用有價(jià)成分兩種。 尾礦的整體利用，早在上世紀(jì) 60 年代就已開始，至今大多是用尾礦做磚等建筑材料、礦井充填料、造田復(fù)墾、改善生態(tài)環(huán)境等。作填充材料也是一種將尾礦存于地下，待科技水平提高后再利用的做法。利用尾礦尤其是不含有害物質(zhì)的尾礦很適合用于生態(tài)環(huán)境建設(shè)。對含有害物質(zhì)的尾礦，經(jīng)生化等方式處理，分解消除有害物質(zhì)后再整體用于造地等。 例如，在國內(nèi)，將鋁土礦細(xì)泥（無有害物質(zhì)）壓濾、干燥后送采空區(qū)形成 2～5m 厚基層，覆山坡土構(gòu)成耕地；某金礦用壓濾后的尾礦掩埋卵石崗造地 ，植樹造林，一舉獲得綠化、減少水土流失和林木銷售收入諸多效果；某銅礦用尾礦庫培植螺旋藻，其螺旋藻干粉遠(yuǎn)銷境外；有的礦山將尾礦庫植樹綠化，建造公園和旱冰場等，都有較好的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益。在國外，如加拿大在 W abus 湖筑堤壩，向其中排放尾礦以減少污染并形成濕地和栽培植物，給湖水復(fù)原創(chuàng)造條件，值得借鑒。有色冶金工業(yè)常用冶金化工方法綜合回收利用尾礦有價(jià)成分并加工成各種產(chǎn)品。本文擬扼要回顧近些年來國內(nèi)有關(guān)采用冶金、化工技術(shù)，創(chuàng)新工藝，開展有色金屬尾礦綜合利用研發(fā)的進(jìn)展，供交流參考。 . 從尾礦綜合回收有價(jià)成 分 尾礦中的有價(jià)成分，因限于科技水平而未能提取。上世紀(jì) 8 0 年代日本人得知浙江某礦山有需較大投資處理的尾礦，要低價(jià)購買。當(dāng)?shù)刂鞴懿块T認(rèn)為可能其中有我們不知道的有價(jià)成分而沒出售，后來才知道確含多種稀貴組分。 從鎢鉬尾礦綜合回收鎢、鉬、鉍、銅、鋅。我國鎢礦儲量居世界之首，但僅能滿足 20～ 45 年的需要。迄今主要利用的是占我國鎢礦資源總量 30% 的黑鎢礦，其余 70％為較難利用的白鎢礦、黑白混合礦，開發(fā)白鎢資源對我國鎢業(yè)持續(xù)發(fā)展意義重大。欒川鉬礦探明儲量 21 億噸，伴生除白鎢 62 萬噸外、還有錸、金、銀等。多年來單一選 別鉬，白鎢等稀貴金屬進(jìn)入尾礦。 2021 年回收白鎢工藝研發(fā)成功，投產(chǎn)后白鎢精礦年產(chǎn)能達(dá) 1 萬噸。隨著白鎢回收技術(shù)的突破，貴金屬金、銀等的回收也已提上日程。最近廖德華等對某浮選尾礦（含鉬 % ，含 W % ）可選性進(jìn)行研究指出：輝鉬礦天然可浮性好，只要鉬單體解離 或暴露出部分表面就能被捕收上浮，而鎢細(xì)粒嵌布，很難跟脈石分離，故白鎢精選的關(guān)鍵在于調(diào)漿?！霸谶m當(dāng)?shù)哪?shù)下，濃漿調(diào)藥、足夠的攪拌時(shí)間是白鎢精選取得合格精礦的基礎(chǔ)?！庇醚芯看_定的浮選工藝，小型閉路試驗(yàn)?zāi)塬@得含％、回收率為 ％的白鎢精礦和含 Mo ％、回收率 % 的鉬精礦。 我國鎢礦多伴生鉬鉍，雖然在重選中能綜合回收一部分，但因二者的自然可浮性好，在鎢重選搖床作業(yè)可浮而入尾礦，綜合回收率很低。近來傅聯(lián)海等在低濃度粗粒度條件下成功從鎢重尾礦浮選出了鉬鉍，對細(xì)泥尾礦在濃縮后直接浮選也可回收鉬鉍，鉬精礦、鉍精礦品位分別達(dá) 5% 、 % ，鉬、鉍總回收率分別達(dá) % 、 % 。某鎢錫礦枱浮中尾礦鉬、銅、鋅品位較高，葉雪均等進(jìn)行綜合回收浮選研究，用“鉬銅混浮 分離，鋅硫混浮 分離”流 程進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果確認(rèn)：試樣所含鎢、錫、鉬、銅、鋅等均有較高回收價(jià)值；效果良好，所得鉬精礦、銅精礦、鋅精礦的主金屬回收率分別可達(dá) 9 8 .43% 、 9 % 、8 % 。鎢在各浮選產(chǎn)品的損失率僅 8 .59 ％，為后續(xù)重選回收鎢打下了基礎(chǔ)。 . 從多金屬硫化礦尾礦綜合回收絹云母、鐵、硫、鉛、鋅、銀、銻 銀山鉛鋅礦積存 1 000 多萬噸尾礦，每年繼續(xù)排入新尾礦 50 萬噸，該尾礦含絹云母 29 %～ 34% ，大多呈單體狀，粒度較細(xì)。采用先浮硫化礦后浮絹云母工藝，絹云母回收率 60% 左右，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)銷 絹云母粉 900 噸，獲 19 98 年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。永平銅礦對堆放近 30 年表面氧化的尾礦經(jīng)石灰調(diào) pH，二粗二掃單一浮硫獲品位 % 、回收率 % 的粗硫礦。瀾滄鉛礦選廠處理高硫 硫化鉛鋅銀礦石，其中銀含量為 160g /t，銀的硫化物主要跟鉛鋅礦物及黃鐵礦物致密共生。目前用高堿優(yōu)先浮選工藝只回收鉛和鋅的硫化物，黃鐵礦全進(jìn)入尾礦，尾礦產(chǎn)率高達(dá) 82%～ 85% 。用簡單的螺旋溜槽重選技術(shù)就可從尾礦回收黃鐵礦精礦。該精礦不但可以制酸，而且其硫品位提高到 50%以上，制酸后燒渣就是鐵精礦（品位在 55% 以上），使硫、鐵都能得到充分利用，且尾礦減少 70% ~60% 。與此同時(shí)也應(yīng)提高銀的回收率，因采用高堿浮選工藝使部分銀的硫化物浮游性偏低，致尾礦含銀高達(dá) 60g /t 左右。該選礦廠多年累積尾礦達(dá) 270 萬噸，成分復(fù)雜，是處理硫化礦、氧化礦以及砂礦時(shí)產(chǎn)生的混合尾礦，所含金屬量分別是鉛 萬噸，鋅 萬噸，銀 噸；硫約 萬噸，還有少量的銦、鎘等 稀有金屬 。在 1991 年用 簡易重選與磁選工藝只回收了部分銀鉛精礦和鐵精礦。對氧化礦的研究表明，從中除能回收氧化鉛精礦外，還能浮選出氧化鋅精礦。其他鉛鋅選礦廠的經(jīng)驗(yàn)也都說明這部分氧化鋅礦物和過去處理硫化礦石的尾礦中的硫與銀都是可以回收的。目前應(yīng)該對已經(jīng)混堆的尾礦開展研究將其中的有價(jià)成分盡量充分回收。 某有色金屬礦廠 50 年來已堆積約 3 000 萬噸尾礦，其中含大量貴金屬等有價(jià)成分，難選礦物多，連生體、細(xì)粒、微粒，既呈硫化礦物又呈氧化礦物。近來，王雅靜等對其氧化程度深、有價(jià)成分多、品位低、粒度細(xì)的老尾礦進(jìn)行試驗(yàn)研究。鉛銻粗選用 ZnSO KCN 和 Na2SO3組合抑制劑能有效抑制 Z n、 As、 S；用黑藥和乙硫氮組合捕收劑可有效浮出 Pb、 Sb；粗選后利用鉛銻礦物跟其他礦物在比重上的差異而采用重選，將鉛銻粗精礦成功精選，所獲鉛、銻精礦鉛、銻品位分別達(dá) % 、 % ，作業(yè)回收率達(dá) % 、 % 。選別鉛銻后的尾礦鋅由原尾礦品位 %提高到 8 % ，在經(jīng)過一次粗選、兩次精選浮選可得品位 達(dá) % 的鋅精礦，作業(yè)回收率 % 。此創(chuàng)新“浮選 — 重選聯(lián)合”工藝可成功綜合回收該老尾礦多種有價(jià)成分。 此外 ，德興銅礦從廢石堆浸提銅；歸來莊金礦從尾礦中重復(fù)選礦多次提金；提取銦、鈷、鎵等稀有金屬的廠礦正日益增多；河北商務(wù)編輯部提供從某黑鎢礦浮選尾砂回收鎢新工藝，采用二段逆流浸出和離子交換法分出雜質(zhì)可得高純鎢酸銨溶液，其關(guān)鍵是礦物的分解和粗鎢酸鈉溶液制取純鎢酸銨；在原理方面，張杰和吳愛祥等研究超聲強(qiáng)化銅礦尾砂浸出以縮短銅礦尾砂浸出周期新技術(shù)，研究結(jié)果確認(rèn)：超聲波能形成強(qiáng)烈攪動，促進(jìn)溶質(zhì)擴(kuò)散；其空化作用使微氣泡破裂并形成沖擊波、微射流，對固相表層有沖擊破壞作用，可剔除反應(yīng)生成的覆蓋物，利于孔裂隙的發(fā)育和新反應(yīng)界面的形 成，尤其是在弱攪動作用達(dá)不到的浸出“死區(qū)”，超聲通過破壞固相結(jié)構(gòu)和溶液流動性，可提高浸出傳質(zhì)效果。研究提出了能提高資源回收率超聲強(qiáng)化尾砂管道浸出技術(shù) . 用尾礦制建筑材料 有色金屬礦山尾砂多以 SiO2為主并含 Ca、 M g 、 K 等的氧化物，在硅酸鹽類建筑材料生產(chǎn)中，可以代替主料石英砂，配以硅鋁鈣質(zhì)尾礦等用于燒造陶瓷、玻璃質(zhì)制品。我國礦業(yè)約在 20 多年前已開始用尾礦制微晶玻