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尾矿:放错了位置的资源

发布日期:2019-07-31 作者:广东11选5开奖结果 点击:

我国非油气矿产资源潜力巨大,2000米以浅平均资源查明率仅1/3。《2018年中国矿产资源报告》根据2017年全国重要矿产潜力动态评价结果,预测铅锌潜在资源量8.49亿吨,其中铅2.56亿吨、锌5.93亿吨,主要分布在新疆、云南、西藏、甘肃、青海、陕西等省(区);锰矿资源量48亿吨,主要分布在湖南、广西、贵州、四川、重庆等省(区);卤水锂资源量(LiCl)9248万吨,硬岩锂资源量(Li2O)801万吨,折合金属锂1886万吨,卤水锂主要分布在青海、西藏,硬岩锂主要分布在四川、新疆、江西、湖南等省(区)。大量的矿产资源探明储量的增加,意味着矿产资源利用率如果不提升,这些矿产资源开采之后处理尾矿的难度将会无法想象。尾矿作为选矿分选作业的产物之一,是入选物料富集得到精矿和中矿后的固体废弃物。尾矿还包括堆浸工艺、全泥氰化工艺产生的固体废弃物。而在自然资源部发布的《2018年中国矿产资源报告》中,也明确指出,要攻克矿产资源绿色利用核心技术,包括发展难选冶矿产资源利用技术与尾矿资源综合利用技术。今天我们就将共同探讨尾矿利用的相关问题。

资源密集地区更关注尾矿处理

攀枝花西部地区尾矿堆存量巨大。据初步调查统计,目前该地区有大小尾矿库147个,堆存量23168.1万吨,占地1906.39公顷,是四川矿山尾矿规模最大的地区。大量的尾矿堆积不仅占用土地、破坏生态环境,同时还是对矿产资源的严重浪费。

针对攀西地区巨量堆存的尾矿,自然资源部中国地质调查局成都综合利用所开展了尾矿可利用调查和综合利用技术攻关,研发成功适宜攀西地区铜矿、钒钛磁铁矿和稀土矿等尾矿综合利用的技术,为矿山地质环境保护与治理提供了新途径。

该所通过开展白马钒钛磁铁矿资源集中开采区尾矿综合利用技术研究,创造性地研发出“基性岩选铁尾矿梯次选别回收非金属长石及可利用矿物”工艺,实现钒钛磁铁矿尾矿的资源化、减量化。同时,提供了一种作为陶瓷、玻璃工业原料,突破了尾矿资源化利用的局限。这项工艺可获得硫钴精矿、铁精矿、钛精矿及非金属长石精矿四种产品,基本实现尾矿中有价元素的合理回收利用以及尾矿资源化减量,总体上可减少尾矿排放量19.66%。

针对白马钒钛磁铁矿资源集中开采区铅锌有色金属尾矿,该所查明矿石中可回收金属矿物以氧化锌为主,主要是菱锌矿和异极矿,确定采用“强磁-硫化胺法浮选”工艺可回收尾矿量4.3%左右的氧化锌精矿产品,氧化锌精矿锌含量≥32%,锌回收率≥66%,从而减少锌金属量的损失,使铅锌尾矿资源化,形成高附加值的氧化锌精矿产品。

同时,该所对白马钒钛磁铁矿资源集中开采区尾矿废水进行了采样分析,完成钒钛磁铁矿选矿废水中重金属汞、镉、铬、砷等有害成分含量及水质的分析,研发出适合该尾矿水水处理技术及循环利用工艺;通过水体质量分析,评估尾水处理难度以及超标成分;采用物理沉降、以及电化学处理尾水回用率高于80%,并符合污水综合排放标准GB8978-1996及农田灌溉水质标准GB5084-2005。

尾矿的价值巨大值得深刻挖掘

尾矿的综合利用主要包括两方面:一是尾矿作为二次资源再选,回收有用矿物;二是尾矿的直接利用,用于充填开采,修路,制备有机肥和建筑材料(水泥、砖、加气混凝土、耐火材料、玻璃、陶粒、微晶玻璃等)。也可两者结合共同利用尾矿,即先综合回收尾矿中的有价组分,再将尾矿直接利用,实现尾矿的综合利用。

我国的尾矿综合利用起步较晚,近几年发展迅速,取得了一定成绩,创造了良好的资源、环境和经济效益。如赣州稀土矿从稀土尾砂中年回收高岭土5万吨、REO稀土产品40吨、石英砂11万吨。镇江韦岗铁矿采用选矿—冶金联合流程,对含硫铁尾矿浮选、浮选尾矿制砖、浮选得到的高硫精矿焙烧制备烧渣、含硫烟气制酸、烧渣浸出后除杂产出合格铁精矿、浸出液中的多元素梯级分离回收、铜经萃取电积制取阴极铜、钴经沉淀得到碳酸钴,年可获利润3000万元以上。柿竹园有色金属矿伴生萤石资源占全国伴生萤石矿资源总量的76%,通过浮选柱回收尾矿中萤石精矿,低品位萤石生产无水氟化氢,采用辊压成型技术生产高强度萤石球团,年创利润5600万元。山东中矿集团玲南金矿利用重选-活化-浮选流程,对含金0.09克/吨的浮选尾矿进行再选回收,可以获得品位20克/吨、阶段回收率80%的金精矿;对氰化尾渣进行浮选,可获得合格的铜铅锌产品,三年累计增加经济效益1.6亿元。江西分宜珠江矿采用重选工艺回收了钨尾矿中的微细粒钨,钨精矿综合选矿回收率提高了8.24%。江铜永平矿浮选回收了矽卡岩型铜浮选尾矿中的硫精矿,不仅增加了经济效益,而且避免了大部分硫化物进入尾矿中从而对环境造成严重污染。白云鄂博尾矿中含铁、稀土、铌、氟、硫、钪等有价元素,应用浮选-磁选-重选联合流程年处理尾矿386万吨,可以回收205万吨资源量。司家营矿赤铁矿尾矿再选,每年增产铁精粉5万多吨,减少了尾矿排放。承德柏泉铁矿浮选回收选铁尾矿中的磷,盘活资源量550万吨,年增加产值近4000万元。

贵溪冶炼厂炉渣再选,每年可回收3.4万吨铜金属量,尾渣直接销售到水泥厂。南京梅山冶金发展有限公司矿业分公司从铁品位约18.5%的尾矿中回收铁品位大于29%低品位铁精矿,代替水泥原料中的铁粉供生产水泥使用,每减少尾矿的排放量16万吨。马钢南山铁矿通过高硫低硅铁尾矿的梯级利用技术,分粒级提取铁尾矿中的铁和硫,然后再将不同粒级的铁尾矿,分别用于生产绿色建材(加气混凝土砌块、预拌干混砂浆)和高附加值材料,年处理铁尾矿100万吨,实现了铁尾矿资源的循环利用。

以上尾矿成功再利用的例子不是偶然,而是基于中国绿色矿山建设的总体要求,因地制宜对尾矿进行合理处理并加以利用。尾矿综合回收利用技术的突破,将实现资源化、减量化和无害化,对提高矿山节能减排水平,保护有限的矿产资源及土地资源,保护矿山地质环境具有重要的战略意义。

尾矿大规模处置的技术趋势

尾矿大规模处置方式主要有尾矿湿式排放、干式堆存和尾矿充填三种方式。尾矿湿式排放和干式堆存均需设置尾矿库,尾矿库的基建投资一般约占矿山建设总投资的10%以上,占选矿厂投资的20%左右,有的几乎接近甚至超过选矿厂投资。尾矿设施的运行成本也较高,有些矿山尾矿设施运行成本占选矿厂生产成本的30%以上。近年来,随着国家对环保问题的日益重视和经济的不断发展,新建尾矿库愈加难以获得审批,且尾矿库建设费、征地费、安全生产许可证办理费、维护费和环评费等逐渐升高,尾矿库建设成本逐渐加大,尾矿充填采空区所能带来的经济效益日益凸显。

与尾矿湿式排放和干式堆存相比,尾矿充填成本较高,但与尾矿堆存处置方式相比,尾矿充填具有诸多优势。充填采矿法在我国有色矿山的应用历史悠久,与其他采矿方法相比,拥有采准切割工程量小灵活性大、矿石损失和贫化小、能够有效维护围岩和减少围岩的移动及大量冒落、薄矿脉或多品种矿石可以进行选别回采、可用废石、尾矿等固废作为充填料、控制地表塌陷和改善地下采矿环境等优点。特别对那些不稳固矿岩条件下的高品味矿石回采,尾矿充填采矿法既能充分回收地下资源,又有助于保护生态环境,已被越来越多的矿山所采用。

当前,政策、税收、资源、土地、环境、安全、社会效应等多方面叠加,更加突显了全尾膏体充填对于矿山企业的经济性和重要性。

一是充填采矿法提升矿产资源回采率。据统计,充填采矿法可以使地下采矿回采率提高20%~50%。矿山在地下开采过程中,为保护地表地貌、地面建构筑物和井巷工程,需留保安矿柱,回收保安矿柱不但能提高矿山收益,延续矿山服务年限,也符合国家对资源充分合理利用的需要。比如,闪星锑业有限责任公司锡矿山各类保安矿柱矿石量300.30万吨,锑金属量8.08万吨,占现有总储量的30%。该公司采取胶结充填法回采保安矿柱,矿体回采率大于90%,矿石贫化率小于8%,采场施工安全,地表未出现较大的沉降位移,因此取得了巨大的经济效益。据不完全统计,目前我国有色金属矿山所留的各类矿柱总量已达4000多万吨。随着矿山的生产,资源量逐渐枯竭,对矿山保安矿柱的回收显得极为重要。

除此之外,充填采矿法还可使原来根本无法开采的位于水体下面、重要交通干线下面和建筑物下(以下简称“三下”)的矿体能够被开采出来。以杨家湾铁锌矿为例,该矿区位于洛河上游,西侧有磨徐公路经过,属于典型的“三下”矿体,其矿体中含有约30%的磁铁矿和3%的锌矿。截至2012年底,一期回采采用无底柱分段崩落法开采,已造成地表3处塌陷,塌陷面积共约2000立方米,采矿损失率达21.0%,贫化率22.5%。二期用上向进路充填采矿法后,地表沉降和岩层位移得到了有效控制,采矿损失率为4.0%,采矿贫化率6.0%。以年开采20万吨矿石为例,不计算充填成本,可提升经济效益7743万元。

而且,自2017年起,利用充填采矿法采出的“三下”矿体,资源税可减免50%(黑色金属原矿征收每吨2元~30元,有色金属原矿每吨0.4元~30元),这将给矿山带来巨大的经济效益。以杨家湾铁锌矿年采20万吨原矿为例,以铁精粉资源税为销售额的2%、锌精粉资源税为销售额的3%计算,每年则需缴纳资源税共647.19万元,采用充填采矿法开采可减免323.60万元。

二是充填采矿提升矿山安全。随着现有探明的矿产资源不断消耗,采矿不断向深部发展,深井矿山在矿山中所占比例越来越大。目前,我国大型金属露天矿已所剩无几,有的已开采到了临界深度,面临关闭或转入深部开采。在约占矿山总数90%的地下矿山中,20世纪50年代建成的矿山,3/5因储量枯竭而接近尾声或已关闭,其余2/5的矿山已逐步转入深井开采。据统计,截至2009年,我国已有1/3以上的有色金属矿山已进入深井开采。深井开采处于高应力、高井温、高井深、高岩溶水压、采矿扰动的特殊环境,导致深部采场与巷道的维护也变得困难,造成高损失、高贫化和高安全事故的技术难题。实践证明,采用充填采矿法可限制围岩的位移和变形,减缓围岩移动的危害和降低地表下沉的程度,能有效控制采场地压,减少安全事故,提升采矿安全。

三是尾矿充填保护矿区生态环境。国土资源部等六部委联合推进绿色矿山建设。作为矿业转型发展的必然趋势和目标,矿山企业绿色转型势在必行。绿色矿山建设要求最大限度减少对自然环境的扰动和破坏,选择资源节约型、环境友好型开采方式,并切实履行矿山地质环境治理恢复与土地复垦义务,实现矿区环境天蓝、地绿、水净。尾矿作为矿山生产过程中产生量最大的固体废弃物之一,如何妥善有效处置成了重中之重。尾矿库维护周期长、消耗大,带来环境问题的同时也存在一定的安全隐患,后期闭矿复垦成本较高,终究不是解决尾矿的最佳办法。利用尾矿充填技术将尾矿充填至采空区,不仅省去了尾矿库建设维护等各种费用,而且避免了尾矿堆存带来的一系列环境污染和安全隐患等诸多问题,避免矿山采区地表塌陷,切实减少矿山建设对自然环境的扰动和破坏,并大大降低矿山环境治理和土地复垦的难度,助力矿山绿色转型。

来源:综合自网络


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关键词:尾矿治理,尾矿资源,综合利用

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