一、尾礦再選－從尾礦中回收有價(jià)成分

開展尾礦再選是提高資源利用率的重要措施，也有利于減少尾礦的排放、馬鞍山礦山研究院是國內(nèi)最早開展尾礦資源綜合利用的單位之一，先后完成了30多項(xiàng)尾礦資源利用的研究項(xiàng)目。研究并采用重選、磁選聯(lián)合流程回收馬鋼南山鐵礦尾礦中硫、鐵，每年可回收30%品位的硫精礦5萬多t，鐵精礦7萬多t；對濟(jì)源鋼廠選廠尾礦采用同樣工藝，可獲產(chǎn)率2.5％，鈷品位0.59%的一級硫鉆精礦和品位64%～66%的鐵精礦；對山西臨鋼二峰山鐵礦尾礦進(jìn)行了多種選別流程的對比試驗(yàn)研究，分別獲得鐵精礦品位62%～67%，磁性鐵回收率80%以上的技術(shù)指標(biāo)。馬鋼桃沖鐵尾礦中含有85.36%的鈣鐵石榴石，且儲量大。為充分利用這一資源，馬鞍山礦山研究院與桃沖鐵礦研究成功了強(qiáng)磁選一次粗選、二次精選、一次分級搖床選別流程，選出了石榴石含量97.39%，回收率41.00%以上，磁性物含量0.54%的石榴石精礦。

尾礦綜合利用和減排系統(tǒng)工程示意見圖1。

圖1尾礦綜合利用與減排系統(tǒng)工程示意

我國尾礦的再選發(fā)展非常迅速，攀枝花鐵礦每年從鐵尾礦中回收V，Ti，Co，Sc等多種有色金屬和稀有金屬，回收產(chǎn)品的價(jià)值占礦石總價(jià)值的60%以上。

江西德興銅礦通過尾礦再選，年回收硫精礦1000t，Cu9.2t，Au33.4kg，產(chǎn)值達(dá)1300多萬元。陜西雙王金礦從尾礦中回收硫精礦，產(chǎn)值達(dá)3.4億元，又從尾礦回收鈉長石精礦，其產(chǎn)值超過金的產(chǎn)值。從尾礦再選所取得的成果可以看出，不僅提高了資源的回收率，也給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

“首鋼大石河鐵礦裴莊東土線干選回收礦石工藝研究”項(xiàng)目針對首鋼大石河鐵礦裴莊東排土場資源特點(diǎn)，成功地研究開發(fā)了從廢石中回收磁鐵礦石的“粗選與分級精選”新工藝。該工藝流程合理，適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)，具有國內(nèi)外新穎性，屬國內(nèi)首創(chuàng)并達(dá)到了國際先進(jìn)水平。生產(chǎn)實(shí)踐表明，新工藝投產(chǎn)后，按裴莊東排土場現(xiàn)有生產(chǎn)規(guī)模，每年可從廢石中回收磁鐵礦石36萬t(鐵品位＞24%），可多產(chǎn)鐵精礦10.42萬t(品位66%計(jì)），按首鋼內(nèi)部價(jià)格計(jì)算，選礦廠年經(jīng)濟(jì)效益1000萬元，同時(shí)可減少排土場占地。該項(xiàng)研究符合國家高效利用礦產(chǎn)資源的有關(guān)政策，在國內(nèi)同類型礦山具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

二、尾礦用作建筑材料

對于尾礦建材的開發(fā)研究，國外起步較早。早在20世紀(jì)60年代初，前蘇聯(lián)就開始了尾礦建材的研究和生產(chǎn)，如克里沃羅格鐵礦除將尾礦進(jìn)行適當(dāng)分級后用作混凝土的粗細(xì)骨料外，還用細(xì)粒級的尾礦生產(chǎn)硅酸鹽建筑制品；庫爾斯克則建起了以尾礦為主要原料的水泥廠和玻璃廠；科夫多爾和卡齊卡納爾采選公司還用含大量硅酸鎂的選礦尾礦，研制出鎂質(zhì)水泥和水泥制品。加拿大以尾礦研究墻體材料，魁北克礦山還用磨細(xì)的尾礦燒制出耐火硅磚。美國除從廢石中回收螢石、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，也有人用鐵燧石巖尾礦制成密度可調(diào)的輕質(zhì)磚。日本有人將鐵尾礦與10%的硅藻土混合，燒制成輕質(zhì)骨料。

烏克蘭則將石英巖尾礦加以分級，＞0.14mm的作為建筑用砂，＜0.04mm的用來生產(chǎn)氣孔玻璃和泡沫玻璃，0.14～0.04mm的用作混凝土填充料和制作泡沫混凝土材料。國外許多金屬礦山都將二次資源進(jìn)行了優(yōu)化處理，并將剩余的尾礦用于制造尾礦磚和建筑材料等。

我國以尾礦或礦山廢石作為建筑材料的研究與應(yīng)用已經(jīng)20多年。礦山廢石及選廠尾礦已可作為鐵路、公路道渣及混凝土粗骨料來使用。多種礦山尾礦被作為免燒尾礦磚、砌塊、廣場磚、鋪路磚及新型墻體材料的原料，有些礦山則將尾礦制成陶瓷墻地磚、瓦、輕質(zhì)材料；還有很多礦山的尾礦成為良好的水泥材料，有望形成尾礦水泥系列。

從20世紀(jì)80年代起，首鋼礦業(yè)公司就開始與有關(guān)單位進(jìn)行尾礦砂石開發(fā)與應(yīng)用研究。1991年，尾礦應(yīng)用研究通過了成果鑒定，并榮獲天津市科技成果獎(jiǎng)。但由于種種原因該成果沒有得到大規(guī)模推廣應(yīng)用。2004年起，尾礦骨料的利用得到迅速的發(fā)展。目前，該公司200萬t鋼新建工程完全使用尾礦骨料，還供應(yīng)北京、天津部分建筑工程使用。到2005年初，減少尾礦排放量70萬t，從而降低管道磨損，降低電耗、備件消耗，累計(jì)節(jié)省尾礦運(yùn)輸費(fèi)用130萬元，少占用尾礦庫容量40萬m3，延長尾礦庫使用年限，合計(jì)增收節(jié)支646萬元。另外，通過尾礦利用，減輕了對周邊環(huán)境的污染，為保護(hù)灤河水質(zhì)做出了貢獻(xiàn)，環(huán)境效益明顯。

安鋼集團(tuán)舞陽礦業(yè)公司2005年全年剝離量1400萬t，可利用的圍巖量1000萬t，尾礦砂164萬t。該公司已建成了一條年處理量800萬t的尾礦骨料生產(chǎn)線，從試產(chǎn)分析，可節(jié)約廢料專門存放所使用的土地6.67hm2/a，延長輸送系統(tǒng)、庫容壽命帶來的效益約90萬元/a，目前生產(chǎn)砂石產(chǎn)品的利潤630萬元/a，總經(jīng)濟(jì)效益合計(jì)約1320萬元/a。

北京密云鐵礦目前年生產(chǎn)精礦粉45萬t，產(chǎn)生圍巖200多萬t，尾礦砂100萬t。圍巖已全部加工成建筑骨料，產(chǎn)值4000多萬元。尾礦砂全部作為建筑細(xì)骨料，其中30%直接作為建筑用砂，其余用于建筑磚和砌塊等產(chǎn)品，產(chǎn)值1000多萬元�；咀龅轿驳V的零排放，已初步建成花園式礦山。歷年積累的尾礦也處理了將近2000萬t，為解決首都建設(shè)用骨料做出了貢獻(xiàn)，產(chǎn)生了巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

武漢理工大學(xué)與武鋼（集團(tuán)）礦業(yè)公司合作，以該公司所轄程潮鐵礦的低硅尾礦為原料，成功地進(jìn)行了低硅尾礦加氣混凝土的研制。主要技術(shù)指標(biāo)為尾礦原料中SiO2含量大于40%，加氣混凝土產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到GB11968－97標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)成本低于粉煤灰和黃沙系列的加氣混凝土。

北京建筑工程學(xué)院等單位利用密云鐵礦的圍巖碎石和選礦后產(chǎn)生的尾礦代替?zhèn)鹘y(tǒng)砌塊生產(chǎn)中的粗細(xì)骨料試制混凝土小型空心砌塊，采用振動加壓成型，通過對樣品進(jìn)行檢測及經(jīng)濟(jì)分析表明，可以制成符合國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格為390mm×190mm×190mm的承重混凝土小型空心砌塊，砌塊的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級達(dá)到10MPa以上，砌塊中固體廢棄物的最高利用量在原料配比中可達(dá)85%，其中尾礦用量可達(dá)20%以上。

承德銅興礦業(yè)公司以低硅尾礦為主要原料，摻入適量礦渣和粉煤灰等固體廢棄物，輔之激發(fā)劑，經(jīng)過加壓成型后，在170～220℃下，采用蒸壓養(yǎng)護(hù)方式制成標(biāo)準(zhǔn)磚。該磚平均抗壓強(qiáng)度達(dá)到16.2MPa，抗折強(qiáng)度為3.6MPa，抗凍性指標(biāo)合格。固體廢棄物利用率達(dá)到90%以上。

濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司為解決原郭店鐵礦選礦后的廢棄尾礦占用排放場地問題，同時(shí)達(dá)到合理利用尾礦資源、三廢治理的目的，經(jīng)考察、技術(shù)論證后，投資30萬元建成了尾礦免燒磚生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為500萬塊/a，所產(chǎn)免燒磚以選礦后的尾礦為主要原料，并配以公司鋼渣處理生產(chǎn)線所產(chǎn)鋼渣粉（鐵渣粉、礦渣）及少量的水泥等為輔料，這樣不僅做到廢物的合理利用，同時(shí)每年可節(jié)省尾礦倒運(yùn)費(fèi)用近10萬元。

山東金洲礦業(yè)集團(tuán)有限公司所轄的3家礦山企業(yè)共有5個(gè)尾礦庫，總儲量達(dá)313萬t。該公司投資3000多萬元上馬了尾礦堆浸項(xiàng)目、加氣混凝土砌塊項(xiàng)目和6000萬塊/a蒸壓磚項(xiàng)目，先采用堆浸技術(shù)回收提取尾礦中的金、銀，堆浸回收率達(dá)65%至70%，回收后的尾礦再用于制造加氣磚和蒸壓磚二其中22萬t/a尾礦綜合利用生產(chǎn)砌塊、蒸壓磚工程項(xiàng)目獲“山東省循環(huán)經(jīng)濟(jì)十大示范工程”稱號。專家稱，此項(xiàng)工程具有技術(shù)先進(jìn)可靠、資源產(chǎn)出率高、綜合利用特征明顯、經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)，值得推廣利用。

為提高尾礦產(chǎn)品的附加值，近年來，國內(nèi)有關(guān)高校、科研院所與礦山企業(yè)相結(jié)合，開發(fā)出了�；u、微晶玻璃、建筑陶瓷、工藝美術(shù)陶瓷和日用陶瓷、鑄石和水泥等高附加值產(chǎn)品。

山東焦家金礦是中國最大的金礦之一，該金礦尾礦化學(xué)成分接近于常見商品�；u的化學(xué)成分，其礦物組成以石英及長石為主，接近于常見商品�；u的配料。試驗(yàn)表明，以80%尾礦加20%高可塑性粘土制成的試樣，其最佳煅燒溫度為1150℃，吸水率＜0.2%的燒成溫度的可變化范圍是30℃。板狀試樣經(jīng)煅燒后不變形，不開裂，抗壓強(qiáng)度可達(dá)295MPa，顏色美觀，光澤度等達(dá)到了普通商品�；u的水平。焦家金礦尾礦綜合利用工程—年產(chǎn)20萬t陶瓷商品化原料及年產(chǎn)400萬m2高檔墻地磚生產(chǎn)線，2000年獲建材行業(yè)第九次優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)，并獲第十屆全國優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)銀質(zhì)獎(jiǎng)。

利用尾礦生產(chǎn)微晶玻璃，國內(nèi)已有30多年的研究歷史。中國地質(zhì)科學(xué)院尾礦利用技術(shù)中心曾利用鐵、銅、金等20余種礦產(chǎn)、上百座礦山尾礦資源開發(fā)出白、紅、黃、綠、黑、蘭、灰等300余種花色品種產(chǎn)品，先后在北京、天津、山西、廣東、云南、重慶、河北、山東、江西、江蘇、四川、新疆、吉林、內(nèi)蒙、湖南、河南、安徽、遼寧等省市數(shù)十家企業(yè)進(jìn)行中試和工業(yè)化試驗(yàn)生產(chǎn)，獲得成功。在微晶玻璃配方中，尾礦利用率可達(dá)60%～80%，生產(chǎn)成本大幅度降低。

三、尾礦用作土壤改良劑及磁化復(fù)合肥

絕大多數(shù)尾礦肥料屬于微量元素肥料，一般從無污染組分，富含有利于植物生長，促進(jìn)土壤營養(yǎng)組分轉(zhuǎn)化吸收和質(zhì)量優(yōu)化的微量元素的尾礦獲得，部分屬于復(fù)合礦物肥料或土壤改良劑，通常從含鈣、鎂、錳、磷等組分較高的尾礦獲得。礦物在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，國外的研究工作起步較早。前蘇聯(lián)利用含鈣、鎂、硅尾礦改良酸性土壤，還利用銅選廠尾礦未經(jīng)處理直接制作農(nóng)用微量元素化學(xué)肥料，皆取得了良好的增產(chǎn)效果。馬鞍山礦山研究院在國內(nèi)率先進(jìn)行了利用磁化鐵尾礦作為土壤改良劑的研究工作。試驗(yàn)表明，磁化尾礦施入土壤后，提高了土壤的磁性，引起了土壤中磁團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的變化，尤其是導(dǎo)致“磁活性”粒級和土壤中鐵磁性物質(zhì)的活化，使土壤的結(jié)構(gòu)性、孔隙度、透氣性均得到改善。田間小區(qū)試驗(yàn)和大田試范試驗(yàn)表明，土壤中施入磁化尾礦后，農(nóng)作物增產(chǎn)效果十分明顯，早稻平均增產(chǎn)12.63％，中稻平均增產(chǎn)11.06%，大豆增產(chǎn)15.5%。該院又將磁選廠鐵尾礦與農(nóng)用化肥按一定的比例相混合，經(jīng)過磁化、制粒等工序，制取出了磁化尾礦復(fù)合肥，并在當(dāng)涂太倉生態(tài)村建成一座年產(chǎn)1萬t的磁化復(fù)合肥廠，這種磁化復(fù)合肥深受當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的歡迎。

四、尾礦充填礦山采空區(qū)

礦山采空區(qū)的回填是直接利用尾礦最行之有效的途徑之一。有些礦山由于種種原因，無處設(shè)置尾礦庫，而利用尾礦回填采空區(qū)意義就非常重大。如安徽省太平礦業(yè)有限公司前常銅鐵礦位于淮北平原，由于地理因素?zé)o處設(shè)置尾礦庫，選礦廠排放的尾礦經(jīng)過技術(shù)處理后，全部用于填充采空區(qū)；濟(jì)南鋼城礦業(yè)公司采用膠結(jié)充填采礦法，提高礦石回采率20%以上；萊蕪礦業(yè)公司利用尾礦充填越莊鐵礦露天采坑，再造了土地，治理了環(huán)境；凡口鉛鋅礦利用尾礦作采空區(qū)充填料，其尾礦利用率達(dá)95%。用尾礦做充填料，其充填費(fèi)用較低，僅為碎石水力充填費(fèi)用的1/4～1/10。這不僅解決了尾礦排放問題，減輕了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，并取得了良好的社會效益。銅陵有色集團(tuán)公司冬瓜山銅礦，對數(shù)百萬立方米的特大型地下采空區(qū)全尾砂處理與利用。該工程不僅在充填方法、充填率上有成功的經(jīng)驗(yàn)，而且在技術(shù)上有新的突破，經(jīng)濟(jì)效益巨大，僅節(jié)約尾礦庫建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用一項(xiàng)，就可為示范礦山產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益1800萬元，該礦尾砂充填系統(tǒng)的建立和運(yùn)行，標(biāo)志著我國地下礦山無（少）廢技術(shù)生產(chǎn)開采進(jìn)入到新的階段，為大中型礦山建設(shè)生態(tài)礦山樹立了樣板。

五、濃縮尾礦的露天“干堆”處理

將礦山尾礦濃縮成膏體，實(shí)現(xiàn)其露天堆存，這種尾礦處理方法有很多優(yōu)點(diǎn)，可以改善尾礦堆存的穩(wěn)定性，大力保護(hù)水資源和減少對環(huán)境的影響。如金嶺鐵礦采用XMZ500/1500UA壓濾機(jī)進(jìn)行尾礦脫水，技術(shù)先進(jìn)，設(shè)備工作性能穩(wěn)定，操作簡便，運(yùn)行可靠。尾礦壓濾干堆技術(shù)在金嶺鐵礦的應(yīng)用，不僅給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且也有著非常顯著的安全效益和社會效益。尾礦壓濾干堆技術(shù)的實(shí)施，解決了尾礦較長期貯存問題，節(jié)約了大量的基建費(fèi)用；尾礦壓濾干堆安全系數(shù)大，可完全消除對井下安全生產(chǎn)的危害；尾礦排放濃度從32%提高至79%以上，回水利用率提高到93.45%，有利于保護(hù)地下水資源；提高了土地資源的利用率，減少了對土地的占用。

六、尾礦庫復(fù)墾和礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)

尾礦庫占地面積大，對周邊生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重。國外許多國家雖然人少地多，但對土地的復(fù)墾卻十分重視，如德國、加拿大、澳大利亞等國家的礦山土地復(fù)墾率已達(dá)80%以上。我國這方面雖然起步較晚，但是近年來發(fā)展非常迅速，特別是國務(wù)院《土地復(fù)墾規(guī)定》的頒布，大大促進(jìn)了土地復(fù)墾工作的進(jìn)展。

對礦業(yè)開發(fā)形成的尾礦庫、排土場、渣場、露天采礦坑等損毀壓占的土地，采取綜合整治措施，經(jīng)過工程復(fù)墾、生物復(fù)墾和監(jiān)測、管理、修理3個(gè)階段，使其變成農(nóng)田、林地、草場、魚塘，恢復(fù)土地的使用價(jià)值和環(huán)境生態(tài)。

2001年開始，馬鞍山礦山研究院與馬鋼姑山礦業(yè)公司合作選擇了經(jīng)濟(jì)果木和中草約材，在鐘山排土場進(jìn)行試種。到目前為止，該礦的排土場植被恢復(fù)已取得了初步的成績，已種植葡萄0.13hm2，杜仲0.27hm2，白臘0.13hm2，栽種香樟1800棵，意經(jīng)形成了杜仲園、香樟園、葡萄園和油桃園等。2006年排土場收獲葡萄2500多kg，加上其他經(jīng)濟(jì)作物，所獲經(jīng)濟(jì)收益超過萬元。在對鐘山排土場進(jìn)行生態(tài)復(fù)墾的同時(shí)，姑山礦業(yè)公司也加快了對礦山尾礦庫的植被復(fù)墾，選擇的紫穗槐、三葉草等植被已經(jīng)覆蓋了尾礦庫干坡段，不僅有效地抑制了二次揚(yáng)塵，而且尾礦庫的安全也有了了保障。該項(xiàng)技術(shù)于2005年獲得中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會、中國金屬學(xué)會科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

七、閉坑采場建尾礦庫

“首鋼大石河鐵礦利用閉坑采坑作尾礦庫研究與實(shí)踐”項(xiàng)目通過對采坑的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、資源利用狀況、采場邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行的較全面研究，確定其作尾礦庫的可行性；利用有效庫容3446.8萬m3的閉坑采坑作尾礦庫，實(shí)現(xiàn)了輸送與放礦、回水與排洪設(shè)施一體化，工藝設(shè)施及生產(chǎn)組織與管理簡單，屬國內(nèi)首創(chuàng)。生產(chǎn)實(shí)踐表明，利用大石河采坑作尾礦庫，解決了建設(shè)常規(guī)山谷型尾礦庫征地、動遷及初期壩、排洪系統(tǒng)、尾礦泵站、排滲設(shè)施的建設(shè)周期長以及巨額投資問題。比新建山葉口尾礦庫可減少一次性投資39223.21萬元，由于減少了四級泵站的運(yùn)行，年節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用667萬元。同時(shí)利用尾礦砂對采坑進(jìn)行回填可解決閉坑采坑的治理問題，有利于保護(hù)土土資源和生態(tài)環(huán)境，經(jīng)濟(jì)和社會效益十分顯著，在類似露天礦山企業(yè)具有推廣應(yīng)用前景。

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