尾礦綜合利用現(xiàn)狀和方向
尾礦再磨設備
尾礦是選礦廠在特定經(jīng)濟技術條件下,將礦石磨細、選取“有用組分”后所排放的固體廢棄物,也就是礦石經(jīng)選別出精礦后剩余的固體廢料。一般是由選礦廠排放的尾礦礦漿經(jīng)自然脫水后所形成的固體礦業(yè)廢料,是工業(yè)固體廢料的主要組成部分,其中含有一定數(shù)量的有用金屬和礦物,可視為一種“復合”的硅酸鹽、碳酸鹽等礦物材料,并具有粒度細、數(shù)量大、成本低、可利用性大的特點。桂林鴻程作為尾礦磨粉機生產(chǎn)廠家,我們的尾礦再磨設備在尾礦綜合利用中得到了廣泛的應用,今天為大家介紹一下尾礦綜合利用現(xiàn)狀和方向
一、尾礦分類
尾礦類型分類。按行業(yè)劃分主要包括黑色金屬尾礦、有色金屬尾礦、稀貴金屬尾礦和非金屬尾礦。
1)黑色金屬尾礦。包括鐵尾礦、錳尾礦。大部分鐵尾礦、錳尾礦都含有可進一步提取的殘余鐵、錳,其余組分主要是硅酸鹽類礦物。部分鐵尾礦和錳尾礦還含有可提取的有色、稀有或稀土金屬(如四川攀枝花的釩鈦磁鐵礦型尾礦和內(nèi)蒙古白云鄂博的多稀土金屬伴生型鐵尾礦及“錳三角”地區(qū)的部分錳尾礦)。
2)有色金屬尾礦。主要包括銅尾礦、鉛鋅尾礦、鎳尾礦、錫尾礦等。有色金屬尾礦一般都含有多種殘余的有色金屬、硫化礦物、石英、長石、云母等氧化礦物和硅酸鹽類礦物。有色金屬尾礦中殘余的有色金屬大部分對于周邊環(huán)境來說都是潛在的重金屬污染源,尤其是砷、鉛污染最為嚴重。大部分有色金屬尾礦由于含有較多的硫化物,也是酸性廢水的潛在發(fā)生源,是對環(huán)境構成酸污染的潛在危害。
3)稀貴金屬尾礦。主要包括黃金尾礦、銀尾礦、鎢尾礦、鉬尾礦、鈮鉭尾礦等。稀貴金屬尾礦除了含有可以再提取的有價稀貴金屬外,具有與有色金屬尾礦相近的礦物組成,即尾礦的主要成分也是石英、長石、云母等礦物。部分稀貴金屬礦物中含有較多的方解石、螢石等礦物,是氟的潛在污染源。
4)非金屬礦尾礦。種類繁多,主要包括石灰石尾礦、大理石尾礦、高嶺土尾礦、石英巖尾礦(又稱玻璃尾礦)、花崗巖尾礦、石墨尾礦、滑石尾礦、石棉尾礦、硅藻土尾礦、膨潤土尾礦、珍珠巖尾礦、蛭石尾礦、云母尾礦、鋁礬礦(鋁土礦)尾礦等。非金屬礦尾礦按所含主要成分分為碳酸鹽類(如石灰石尾礦、大理石尾礦)和硅酸鹽(氧化硅)類(其他尾礦類型)。大部分非金屬尾礦所含的原目標礦物都不具有再選價值,多采用整體利用或自然堆存,但總量少,堆存分散。由于大部分非金屬礦尾礦不含高濃度的有毒有害物質(zhì),又屬硅酸鹽或碳酸鹽類,在堆存過程中易于土壤化,再加上單庫容一般較小,所以非金屬礦尾礦堆存帶來的環(huán)境危害和安全風險相對較小。
二、尾礦化學成分分類。據(jù)中國地質(zhì)科學院尾礦利用技術中心提出的按尾礦中其化學成分不同,可把尾礦分為7種類型。在第7種復成分類型中,又根據(jù)尾礦中礦物成分不同劃分為5個子類型。該分類在實際開發(fā)利用尾礦過程中時更為有效、實用些。
1)高硅型尾礦:SiO?含量達80%以上,其它任何一種組分的含量均不足10%,這類尾礦主要見于產(chǎn)狀較單純的脈狀鎢礦、金礦尾礦、部分見于鐵回收率很高的含鐵石英巖型尾礦。
2)鈣鎂質(zhì)尾礦:CaO和MgO總含量達30%以上,SiO?含量不足30%,其它任何常量組分含量均不足10%。這類尾礦主要見于部分以碳酸鹽巖為主的尾礦。
3)鋁硅質(zhì)尾礦:Al2O3含量達15%以上,SiO?含量達60%以上,其它任何常量組分含量均不足10%,這類尾礦主要見于以鋁過飽和的花崗質(zhì)巖石為主的尾礦,粘土巖及其它富鋁沉積巖或長英質(zhì)巖石為主的尾礦。
4)鐵硅質(zhì)尾礦:Fe2O3和FeO總含量達20%以上,SiO?含量達60%以上,其它任何常見組分含量均不足10%,這類尾礦主要見于部分以中基性、中酸性巖漿巖及其變質(zhì)巖為主巖的鐵尾礦,含鐵礦石英巖型尾礦。
5)堿鋁硅質(zhì)尾礦:K2O和Na2O總含量達10%以上,Al2O3含量達10%以上,SiO?含量達60%以上,其它任何常量組分含量均不足10%,這類尾礦可見于以長英質(zhì)巖石為主的尾礦。
6)鈣鋁硅質(zhì)尾礦:CaO含最10%以上,Al2O3含量10%以上,SiO?含量達40%以上,其它常量組分含量均不足10%,這類尾礦可見于部分矽卡巖型礦床、斑巖型礦床。
7)復成分尾礦:SiO?含量通常在40%到60%之間,多種其它常量組分含量超過10%,系最為常見的尾礦類型,多數(shù)巖漿型、矽卡巖型、變質(zhì)巖型、斑巖型、火山巖型、碎屑巖型內(nèi)外生礦床的尾礦都可為該類尾礦。
三、工業(yè)用途分類。這種分類主要根據(jù)尾礦可否利用和利用方向進行,一般將尾礦分為三大類。
1)有價組分再選回收型尾礦:尾礦含有可再選回收的有價組分,其開發(fā)利用應首先考慮有價組分的再選回收,這類尾礦又可根據(jù)可再選回收組分進行亞類劃分,如含全尾礦,含鐵尾礦,含銅尾礦,含螢石尾礦等等。
2)整體利用型尾礦:尾礦無可再選回收的有價組分,但環(huán)境有害組分含量不超過環(huán)保法定標準,可以將其依層次進行整體利用。這類尾礦又可根據(jù)其整體利用的最佳途徑進行亞類劃分。如微量元素肥料型尾礦,鑄石原料型尾礦,微晶玻璃原料型尾礦,玻璃原料型尾礦、陶瓷原料型尾礦等等。
3)無直接利用價值型尾礦:或因尾礦整體性能差,或因環(huán)境有害組分含量超標,使得尾礦無工業(yè)利用價值,這類尾礦即稱無直接利用價值尾礦。其分布不甚廣泛。
四、環(huán)境危害途徑分類。依據(jù)尾礦對環(huán)境造成危害的途徑來劃分尾礦類型,較常見的類型包括:
1)無環(huán)境危害型尾礦:尾礦對環(huán)境無任何危害,這類尾礦可見于部分以重選為基礎的中粗粒尾礦。例如:華南部分脈狀鎢礦尾礦,華北部分含鐵的石英巖尾礦。
2)放射性污染型尾礦:尾礦放射性元素含量超標,而構成對環(huán)境的危害,可見于部分放射性元素和含放射性組分超標的尾礦。
3)重金屬污染型尾礦:尾礦含超標的重金屬組分,特別是在堆放環(huán)境中經(jīng)風化、氧化和水解等作用,重金屬活性增強,而其含量又超標的尾礦,系常見尾礦類型,銅礦、鉛鋅礦等多數(shù)有色金屬礦尾礦都屬于這種類型。
4)其它有害元素污染型尾礦:含有除放射性元素,重金屬元素之外的環(huán)境有害元素的尾礦,如含砷、硫,鎘等元素,當其含量超標時,即屬于這種類型。
5)選礦藥劑污染型尾礦:由于含某些影響環(huán)境質(zhì)量的選礦藥劑而造成環(huán)境污染的尾礦。
6)粉塵污染型尾礦:一些尾礦雖然不含超標的環(huán)境污染組分,但由于堆存環(huán)境長期或周期性干燥,使得尾礦細顆粒經(jīng)風力攜帶,污染大氣。
7)復合污染型尾礦:多途徑污染環(huán)境的尾礦屬此類、系常見尾礦類型。
五、環(huán)境危害程度分類。依尾礦對環(huán)境的危害程度進行劃分,通常將尾礦劃分以下幾類:
1)環(huán)境的任何危害。
2)潛在環(huán)境危害型尾礦:尾礦無直接影響環(huán)境質(zhì)量的超標有害組分。但通過在堆存環(huán)境中較長時間的尾礦、選礦藥劑、空氣、水等相互作用,使得某些組分發(fā)生性狀變化,而構成對環(huán)境的危害。
3)輕度環(huán)境危害型尾礦:有一定途徑對環(huán)境造成危害,但這種危害的程度較輕,短期內(nèi)不引起明顯的環(huán)境變異,有生命體內(nèi)不留下明顯的危害痕跡。
4)重度環(huán)境危害型尾礦:存在一種或多種嚴重環(huán)境危害途徑,短期內(nèi)即可引起明顯的環(huán)境變異、在生命體內(nèi)留下明顯危害痕跡的尾礦屬于這種類型。例如引起大氣質(zhì)量明顯降低,動植物畸變,生長緩慢,局部多發(fā)性疾病和早衰等的尾礦,都是重度環(huán)境危害型尾礦。
六、尾礦綜合利用現(xiàn)狀
1、尾礦中金屬和有用組分的回收
尾礦中還殘留有價成分,因限于科技水平而未能提取干凈?;厥掌渲械挠杏梦镔|(zhì)和伴生元素是尾礦綜合利用首先必須做的最直接的方法。我國尾礦有價組分再選回收技術研究真正大范圍研究是在20世紀70年代后期開始,目前,全國礦山已經(jīng)普遍開展此項工作,取得了一定成績,創(chuàng)造了良好的資源、環(huán)境和經(jīng)濟效益。
一些老尾礦,由于受到當時條件的限制,損失于尾礦中的有用組分會更大一些。例如云錫老尾礦數(shù)量已達1億t以上,基保平均含錫為0.15%,損失的金屬錫達20成t以上,吉林夾皮溝金礦,老礦區(qū)金礦尾礦存量約30萬t,含金品位約0.4~0.6g/t(新尾礦庫),1~1.5g/t(老尾礦庫),損失的金屬量約1.6t、鉬280t、銀2t、鉛500t;陜西雙王金礦,選金尾礦中含有純度很高的鈉長石,儲量達數(shù)億t,成為僅次于湖南衡山的第二大鈉長石基地,若加工成半成品鈉長石粉,其價值就高達200億元。
2、尾礦資源化整體利用——尾礦生產(chǎn)各類建筑材料系列產(chǎn)品
建筑行業(yè)里作為建筑原材料的混凝土,其使用范圍非常廣泛,功能作用尤為重要。顯然,在“雙碳”經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天,眾多建材企業(yè),已經(jīng)把尾礦作為一種強有力的替代性傳統(tǒng)建材原料,用來生產(chǎn)各類混凝土系列制品,在建筑物的工程使用量將會呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。同時也成為解決礦山尾礦堆存的最有效途徑之一,現(xiàn)在全國的尾礦建材屆業(yè)內(nèi)已是廣泛共識和產(chǎn)業(yè)實踐。
尾礦是一種經(jīng)濟實用的復合礦物原料。應用于適用的建材系列產(chǎn)品配方的原料,即作為硅酸鹽系列產(chǎn)品生產(chǎn)物料,來積極開發(fā)利用消耗掉,實現(xiàn)尾礦“減量化、無害化、資源化”。我國大部分尾礦粒度較細,一般尾礦粒度在 -0.074 mm 占 50%~75% ,僅長江中下游一帶尾礦粒度較粗。由于尾礦的化學成分接近建筑用建材、陶瓷、玻璃、磚瓦等所需要的原料成分,為開展尾礦生產(chǎn)建筑材料創(chuàng)造了條件。
1)尾礦生產(chǎn)硅酸鹽水泥、建設砂、商品砂漿、固化劑膠凝材料、建筑陶瓷、玻璃、園林景觀石等;
2)尾礦生產(chǎn)新型墻體材料制品。包括燒結磚、混凝土自保溫復合砌塊、多孔磚、混凝土輕質(zhì)隔墻板、加氣塊、陶粒等;
3)尾礦生產(chǎn)彩色屋面瓦、保溫材料、生態(tài)透水磚、草坪磚等;
4)尾礦生產(chǎn)高附加值微晶材料系列產(chǎn)品。微晶石、微晶發(fā)泡陶瓷板材復合多功能一體板、防腐耐磨板、管材、耐火材料等;
5)尾礦應用于公路路基材料,白炭黑、凈水劑化工產(chǎn)品;
6)尾礦應用于農(nóng)林土壤改良劑,填海造地等;
7)尾礦生產(chǎn)裝配式建筑復合多功能一體板材。
3、尾礦用作礦山地下開采采空區(qū)的填充物
可以利用全尾礦、廢石來進行高濃度井下充填,替代普通砂、石作粗、細骨料和部分膠凝材料以及部分外加劑。充填成本將在大幅度降低的同時,能更有效減少井下充填膠凝材料的水化熱反應所產(chǎn)生的不利耐久性及各項性能不利方面的影響。是礦山采空區(qū)的回填是直接利用尾礦最行之有效的途徑之一。一般每采 1t 礦石需要回填 0.25~0.4 m3 廢石。而且尾礦做充填料,其充填費僅為碎石水力充填費用的 1/4~1/10。不僅解決了尾礦排放問題,減輕了企業(yè)的經(jīng)濟負擔,還取得了良好的社會效益。
有的礦山由于地形的原因,不可能設置尾礦庫。如安徽前常銅鐵礦,地處淮北平原,由于地形及環(huán)保等特殊要求,必須將選礦廠排出的尾礦全部充填于采空區(qū)。近10多年來,隨著在充填料制備、輸送技術、膏狀充填材料開發(fā)應用和充填回采工藝技術等方面均取得了長足的發(fā)展,加之井下無軌自行設備的廣泛應用,我國充填技術達到了世界先進水平,充填采礦法現(xiàn)已成為我國一種高效的開采方法。目前,我國應用充填采礦法的有色金屬礦山占30%以上。