對我國尾礦處置現狀進行了概述,并對尾礦綜合利用的目的與意義進行了分析,在此基礎上論述了尾礦綜合利用的幾種主要途徑,最后對我國尾礦綜合利用進行了展望。
關鍵詞:尾礦 回收 利用
中圖分類號:TE99文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)08(a)-0031-01礦產是人類賴以生存的重要資源,通常在礦產資源的開發過程中,會對礦石中某一或多個組分進行分選利用,未被利用的組分則會作為固體廢料的予以廢棄,由于這部分廢料中仍含有一定的有價值組分,因此可以作為尾礦加以利用。就目前而言,我國正處于一個經濟建設高速發展的時期,礦產資源的供需矛盾日益加劇,因此在礦產開發過程中實現對其最大程度的開發利用成為必須。而對于含有大量有用成分的尾礦廢棄物,對其再次進行有效開發和綜合利用,是進一步推進礦產資源可持續發展和建設節約型社會的重要環節。
1 我國尾礦處置現狀
根據《中國環境統計年鑒—2011》統計,全國黑色金屬、有色金屬、非金屬及其他采礦業2010年產生的工業固體廢棄物量達63160.07萬t,其中得到處置的廢棄物為33196.96萬t,占總量的52.6%,綜合利用的廢棄物為19224.05萬t,僅占總量的30.4%,而對于尾礦的綜合利用,其數值更低。在以往的礦山開采過程中,由于礦石自然品位較低、采選和加工技術及設備落后等原因,導致大量具有可回收資源的尾礦廢棄。近年來,雖然企業開始逐步重視尾礦的綜合利用,但仍存在以下問題:其一,尾礦產生量巨大,但利用率極低;其二,尾礦綜合利用的技術裝備水平有限,尚需加大技術資金的投入;其三,對尾礦綜合利用重要性雖有一定認識,但認識程度不夠;其四,政策法規不夠完善,現有政策對尾礦綜合利用支持力度不夠;其五,缺乏關于尾礦綜合利用的基礎數據統計,相關基礎工作仍很薄弱。由此可見,我國尾礦綜合利用仍任重道遠。
2 尾礦綜合利用的目的與意義
尾礦是礦山廢料中數量最大、綜合利用價值最高的一種,由于其大量堆砌存在一定安全隱患且會對環境造成污染,因此對尾礦進行綜合利用具有非常重要的意義。
2.1 尾礦資源具有巨大的開發潛力
由于早期礦石資源開采技術有限,開采模式單一,以及開采過程中存在的采富棄貧、采易棄難現象嚴重,直接導致了礦石開采尾礦殘存的礦石品位依然處于較高水平,甚至有部分尾礦品質高于國家的工業品位。如此大量有用組分殘留在尾礦之中,必然造成了尾礦資源的嚴重浪費。在礦石資源需求量不斷增大的今天,尾礦資源的進一步綜合利用有著廣闊的市場,特別是對于那些早期由于技術條件限制殘留下來的具有一定品位的尾礦,其再開采、再利用價值不可估量。因此,隨著技術進步,尾礦資源開發潛力將會得到更深層次的挖掘。
2.2 尾礦閑置堆放危害嚴重
在以往的尾礦處置中大多采取露天堆存的形式,這個過程無疑給環境帶來了嚴重的污染。首先,對于尾礦本身,其通常含有超標污染物或有害組分,如重金屬等,加上選礦過程殘留在尾礦中的化學藥劑,如選金使用到的劇毒氰化物等,因此尾礦如果未經處理就直接堆放,污染物將隨雨水遷移出來造成嚴重的環境污染.其次,由于采礦過程會產生大量的尾礦,因此大量的尾礦堆積必將占據大量的農用、林用土地,導致尾礦庫所在地區的土地資源失去平衡,以內蒙古為例,截止到2007年,內蒙古全區礦山開發占用破壞土地75801.27hm2,造成了當地土地不同程度的破壞、塌陷等情況。再次,堆砌的礦山中一些粒度較細的礦石容易被風吹起,可以被輸送到很遠的距離,容易引起沙塵暴天氣,加上一些有害物質,如石棉尾礦,其粉塵若被風揚起長距離飄散,其危害程度可想而知。最后,由于尾礦本身具有一定的流動性,尾礦庫堆積的越堆越高,其造成滑坡和塌陷的可能性就越大,特別是壩高超過100m的尾礦庫,一旦發生事故,后果不堪設想。
3 尾礦綜合利用途徑
3.1 尾礦再選
由于礦石開采中有很大一部分的礦產資源是共伴生礦,由于選礦技術差異和目標礦石的不同,大量有價值資源遺留在尾礦中。因此尾礦的再選,實際上是實現尾礦資源的充分利用。以金礦為例,我國早期建成的黃金礦山由于工藝水平落后,導致金的回收率較低,在黃金尾礦中金的品味仍具有較高水平,因此,河南銀洞坡金礦在1996年開始對原老尾礦庫進行再選,采用全泥氰化—炭漿提金工藝回收老尾礦中的金、銀,以金浸出率86.5%和銀浸出率48%計算,該尾礦庫可回收金760kg、銀5t,再創造的產值逾7000多萬元。此外,除貴金屬具有較高再選價值外,尾礦中的其余金屬也可進行再選利用,如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,其回收產品的價值占礦石總價值的60%以上。江西德興銅礦通過尾礦再選,年回收硫精礦1000 t、Cu 912t、Au 3314 kg,產值達1300多萬元。
3.2 做建材使用
由于尾礦由多種礦物質,如石英、白云石、云母等,其硅、鋁含量較高,這就為尾礦在建材業的應用提供了前提條件。因此,尾礦做建材使用是實現尾礦綜合利用的有效途徑之一,不僅實現污染物的減量化和無害化,而且變廢為寶,具有顯著的環境效益和經濟效益。在這些尾礦做建材的應用中,大多數都是以尾礦做建筑用砂和水泥,也有人將尾礦用來制磚,采用壓制成型法,制備出了顏色一致性好、抗凍性良好MU10等級以上的建筑用磚。除此之外,也有研究將尾礦用于生產市場需求量大的淺色微晶玻璃飾材,相對于生產一般的石材建材能取得更高的經濟收益。
3.3 做回填材料
尾礦做回填材料是直接利用尾礦的最有效的途徑之一。只要處理得當,尾礦可以是一種很好的填充材料,這種廢料回填的方法耗資少,成本低,填充費用僅為碎石的1/4~1/10,同時,尾礦回填能為采礦提供良好的條件,并進一步降低礦石貧化、提高出礦品位,因此受到了礦石開采行業的歡迎。在馬鋼姑山礦后觀音山礦段開采中,就使用到了這種方法,其以尾礦做填充材料,采年產礦石50萬t,年充填體積14.28萬m3,充填尾砂用量約13.4萬t,有效的使礦石損失貧化降低至10%以下。
3.4 其他
除了以上對尾礦利用的途徑外,尾礦綜合利用的途徑還有很多,其中研究較多的一種是將尾礦可以用作土壤改良劑和微量元素肥料,從而以使利于農作物的生長。也有研究者利用鐵尾礦砂制作磁屏蔽功能材料,這種應用既提高了鐵尾礦資源利用的水平,又能擴大鐵尾礦資源利用的范圍,還可以生產出低廉的磁屏蔽材料。
4 我國尾礦綜合利用展望
無論是尾礦的再選回收,還是尾礦的其他綜合利用途徑,都是在將尾礦資源變廢為寶,通過對資源的充分利用以實現尾礦綜合利用的經濟效益和環境效益。在礦產資源供需關系日益緊張和環境要求日益提高的今天,加強我國尾礦的綜合利用是今后我國采礦行業實現可持續發展和清潔生產的必經之路。在筆者看來,要想走好這條必經之路,必須解決好我國尾礦綜合利用中出現的利用率低下的問題。
參考文獻
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