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-回收有價金屬

我國共生、伴生礦產多，礦物嵌布粒度細，以采選回收率計，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、镓、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，但由於廢物產量大，從總體上看這些有價金屬的數量相當可觀。

(1)鐵礦尾礦

鐵礦選廠主要采用高梯度磁選機，從弱磁選、重選和浮選民礦巾回收細粒赤鐵礦。如瑞典斯特拉薩鐵礦石選廠采用大型的Sala480型轉盤式磁選機處理弱磁選和螺旋選礦機的尾礦，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圓盤式碰選機粗選，粗精礦再磨後經脫水槽、磁選機、細篩再選，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型浮選機以“閃速“浮選法從磁鐵礦中回收銅；巴西從含鐵石英岩中回收金；我國攀枝花鐵礦年產鐵礦石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87.7%。我國豐山銅礦對其尾礦經重選—浮選 —磁選—重選聯合工藝試驗，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。鐵山壟鎢礦對部分硫化礦尾礦進行浮選回收銀試驗，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，對尾礦首先經脫泥旋流器回收含金硫化礦粗顆粒，然後用圓錐選礦機和螺旋選礦機分選，所得精礦磨醉後再浸出，大大提高了金的總回收率。我國湘西某金礦對老後礦采用浮選—尾礦氰化選冶聯合流程，金總回收率達到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，回收率分別達到81.18%、20.17%、61.00%。

2.礦山廢石與尾礦的處理與資源化-生產建材

(1)尾礦製磚

尾礦磚種類多，廢物消耗大，既可生產免燒磚、牆體砌塊、蒸養磚等建築用磚，也可生產鋪路磚、塗化飾麵磚等。某金礦於1996年投資2000萬元引進國家“雙免”磚生產技術，建成了4條生產線，每年消耗尾礦6萬噸。同濟大學與某鐵礦合作，研製出裝飾麵磚，更適合作外牆貼麵磚，還可調入不同色彩顏料做成彩色光滑的麵磚，代替普通瓷磚、人造大理石等作室內裝飾用。中國地質科學院尾礦利用技術中心與湖南某鉛鋅礦合作，利用鉛鋅尾礦及當地憨土等輔料生產出6種顏色的牆地磚，經北京市建材質量監督檢查站檢驗，符合彩色釉麵陶瓷地磚的圍家標憋，現已投入大量生產。江蘇銅山縣某鄉有10多家矸石磚廠，年用矸石3.6萬噸，節約煤炭6300t，保護耕地300畝。

(2)生產水泥和混凝土

礦業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量、質量並降低煤耗。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，從而大大節約了鐵粉、黏土、石灰石以及 燃煤用電費用，全年累計可節約資金上百萬元。山東省某縣特種水泥廠用5.32%的銅尾礦進行配料後，熟料質量有所提高，能滿足高標 號水泥生產要求。每噸熟料耗煤比標定指標降低了15.7%，可代替複合礦化劑，生產成本降低12%。此外，尾礦還可作為配料來配製混 凝土，使混凝土具有較高的強度和較好的耐久性。根據不同的粒級要求，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)生產玻璃

利用尾礦砂生產玻璃的研究應用主要有以下兩種。

①利用高鈣鎂型鐵尾礦生產飾麵玻璃

由於這種尾礦CaO、Mg0和FeO含量較高，玻化時容易鑄石化，適當添加砂岩等輔助原料和采用合適的熔製工藝，可使之進化成為高級飾麵玻璃，鐵尾礦用量可達70%-80%，生產出的玻璃理化性能好，其主要性能優於天然大理石。

②作為生產微晶玻璃的材料

微品玻璃也是一種高級裝飾材料，其製作成本較高，試驗表明，在微品玻璃的配方中引入尾礦可大大改善產品的性能。

(4)用作其他建築材料

廢石、尾礦還可以生產其他建築材料，如陶瓷、石英砂等。如首鋼選礦廠利用尾礦生產優質“中砂”，月生產能力4-6萬噸，綜合年效益可達500萬元。彩色石英砂是國內近來開發的一種新型外牆裝飾材料，采用石英含量較尚的尾礦生產彩砂，則可省去破碎加工費用，降低成本，已開始應用。

3.礦山廢石與尾礦的處理與資源化-用作農肥

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粒結構，提高土壤的孔隙、透氣性、透水性，促進作物增產。如鐵尾礦含有少量的磁鐵礦，經磁化後，再摻加適量的N、P、K等，即得磁化複合肥；鎂尾礦中因含有CaO、MgO和SiO2，尾礦可用作土壤改良劑對酸性土壤進行中和處理；錳層礦除含錳外，通常還含有P2O5、Clˉ、SO4ˉ、MgO和CaO等，可將其作為一種複合肥使用；銅尾礦施於缺鉬的土壤，既有利於農業增產，又可降低食道癌的發病率。

4.礦山廢石與尾礦的處理與資源化-采空區回填、覆土造田

用來源廣泛的尾砂、廢石、尾礦代替砂石進行地下采空區回填，耗資少、操作簡單，可防止地麵沉降塌陷與開裂，減少地質災害的發生。如銅陵菜銅礦利用全水速凝膠結充填工藝進行回填，充填成本可減少13%左右；某金礦分礦采用高水固結尾砂充填采礦法，比原來水泥河沙膠結充填工藝優勢明顯，提高了生產能力，節省了費用。

南京某鉛鋅銀礦使用旋流器分選出租、細砂，將細層礦用箱式壓濾機壓成濾餅，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、防止地麵陷落，又可每年節約幾十萬元的外購填料費用。

某鎢礦在停用的尾礦庫進行複墾，建起了一座早冰場，礦區公園也有一部分位於此後礦庫上。此外，對壩坡進行了多年種植試驗，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窪和韓家溝兩個服役期滿已閉的庫田，運土約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、玉米等經化驗含重金屆毒物都未超過國家食品衛生標準，且尾礦庫被綠色植物覆蓋後，提高了當地空氣濕度，空氣中粉塵濃度大大降低。