我國鐵尾礦綜合利用及產業化推廣技術研究

摘 要：在介紹我國鐵尾礦資源現狀及產生的危害的基礎上，總結和分析了我國在尾礦綜合利用方面取得的階段性成果，并對我國鐵尾礦綜合利用如何實現產業化問題進行了剖析。

關鍵詞：鐵尾礦；綜合利用；產業化

Abstract：On the basis of introducing the present situation and harm of iron tailings resource in China， The achievement of the iron tailings in comprehensive utilization is summed up， and how to realize the industrialization of comprehensive utilization of iron tailings is analyzed.

Keywords：iron tailings； comprehensive utilization； industrialization

我國鋼鐵產量排名世界第一，每年排放的尾礦越來越多。據2005年中國冶金礦山企業協會數據統計，我國鐵尾礦產量約4億噸，鐵尾礦已成為我國排放量最大的固體廢物之一，大量鐵尾礦堆積占用土地資源，不僅污染環境而且影響安全生產，因此受到社會廣泛關注[1-3]。隨著經濟的發展，礦石資源的消耗量增加，作為二次資源利用的尾礦已在國內外備關注。我國于1986年首次在《中華人民共和國礦產資源法》中將尾礦綜合利用以法律的形式提出，這為開展鐵礦的綜合利用創造了條件[4]。在我國制定的“中國21世紀議程”中，也將尾礦的利用作為今后發展的主要內容之一[5]。近年來，針對鐵尾礦的產業化利用已經取得了一定的階段性成果，總結這些研究成果，對于更好地開展鐵尾礦的資源化利用以及進行產業化推廣具有一定的參考價值。

1 鐵尾礦資源現狀及危害

1.1 鐵尾礦資源現狀

據有關部門統計數據，迄今我國累計產生約59.7億噸鐵尾礦，其中堆存的鐵尾礦量占全部尾礦堆存總量的近1/3[6]。礦山鐵尾礦排放量和堆存量分布不均，從區域分布來看，河北、遼寧、山東、陜西和四川五省最高；從空間分布來看，這些尾礦主要分布在遠離城市的偏遠地區。

我國礦業起步較晚，選礦技術落后，尾礦中含有大量可回收資源。我國鐵尾礦資源按照伴生元素的含量可分為單金屬類鐵尾礦和多金屬類鐵尾礦兩大類[7]。

1.2 鐵尾礦的危害

（1）破壞礦區周邊環境。尾礦中的元素發生生物化學遷移可導致土壤退化，植被破壞甚至威脅到人畜的生命安全；尾礦中殘留的各種藥劑和重金屬離子，會嚴重污染地表水源及地下水源。而對于一些未復墾的尾礦庫，特別是在干旱多風地帶，表面的細砂可被風吹到庫區周邊，形成沙暴。

（2）浪費土地資源。堆放鐵尾礦庫要消納大量肥沃的土地。而且隨著礦山的開發，其實際消納的土地面積將繼續擴大，致使礦區周邊的土地資源失去平衡。

（3）尾礦處理的管理費用高。尾礦庫的維護非常昂貴，據統計，我國冶金礦山每噸尾礦需尾礦庫基建投資1-3元，生產經營管理費用3-5元[8]。

（4）尾礦的大量堆放存在安全隱患。壩體高度越大，危險性越高。特別是壩高超過100m的大型尾礦庫，一旦發生垮壩事故，后果不堪設想。2008年9月8號山西襄汾尾礦庫垮壩再次給人們敲響了警鐘。

2 鐵尾礦綜合利用現狀

目前關于鐵尾礦的綜合利用技術主要體現在以下幾方面：（1）鐵尾礦再選；（2）鐵尾礦井下充填；（3）用作建筑材料；（4）用作土壤改良劑及微量元素肥料。

2.1 鐵尾礦再選

該技術適用于鐵元素含量較高的尾礦，尤其是對老尾礦的再選。我國自20世紀80年代末特別是90年代以來，各地礦山企業陸續開展尾礦再選，提高了經濟效益。

2.2 鐵尾礦井下充填

利用尾礦充填礦井，既能夠保護采空區域不塌方，又部分解決了尾礦的堆放問題。但在采用該技術時，應綜合考慮有無其他更好的利用價值，因為一旦充填到井下，尾礦資源就徹底失去了利用價值。

2.3 鐵尾礦用作建筑材料

鐵尾礦用于建筑材料、路基集料，對尾礦的化學成分無嚴格的要求，不需要加工，可直接利用，可最大程度減小對環境的影響。因此，鐵尾礦可大量用于建筑行業。

2.3.1 利用鐵尾礦制磚

利用鐵尾礦制造建筑用磚可以起到保護耕地的作用。此外，鐵尾礦在制造彩色地板磚、路面磚、釉面磚等更多種類的尾礦磚產品方面，也有很好的前景。

2.3.2 利用鐵尾礦制作水泥

尾礦用于制作水泥一般有兩種方法：一是以鐵尾礦代替通常水泥配方使用的鐵粉，在這種工藝中，尾礦在水泥原料配方中的用量<5%，難以大規模消耗尾礦；二是用鐵尾礦代替水泥原料的主要成分，如果尾礦成分不完全符合水泥配方要求，則需要另外配入一些成分[9]。

2.4 鐵尾礦用作微量元素肥料

一些尾礦中可能含有Zn、Mn、Cu、Mo、V、B等微量元素，這些元素適合植物生長、促進土壤營養組分轉化吸收和質量優化。因此利用尾礦可以生產出含鉬、錳、稀土、鋅等微量元素肥料。但尾礦產量大，肥力有限且不能像普通肥料那樣容易自然分解、消失，不能大規模使用，只能小范圍少量使用。

3 鐵尾礦綜合利用實現產業化問題

3.1 加大關于鐵尾礦開發的科技投入力度

尾礦作為二次礦產資源，其開發必須建立在科學的基礎上。應在研發數字規劃與區域管控技術以及建立數據庫的基礎上摸清各礦山尾礦資源情況，支持尾礦區域科學發展。和其他國家相比，我國鐵尾礦研究成果較少，研究基礎仍很薄弱。建議國家相關部門加大對科技的投入力度，加強鐵尾礦研究重點機構的能力建設。

3.2 大力擴展尾礦產品市場

近些年來，不少尾礦產品，由于技術落后而缺乏市場，至今生產規模較小。因此，對于尾礦常規利用低附加值問題，急需研發提高生產附加值技術，研發新技術、新工藝和新設備。提升尾礦利用水平，徹底實現尾礦資源利用最優化。面對尾礦利用規模小，產業鏈難以形成問題，急需研究尾礦資源集成利用技術，實現產學研一體化，構建以技術研發為引導的尾礦利用產業鏈。

3.3 構建產業示范園

面對尾礦復合利用困難問題，急需研究建立多種尾礦復合利用技術，建立多種尾礦集成利用產業化示范推廣基地，構建尾礦綜合利用科技示范園區。要制定相應的政策促進尾礦綜合利用，多渠道吸收外部開發資金，盡快實現規模化或產業化生產。

4 結束語

在資源日漸枯竭、環保意識日益增強的今天，大力開展鐵尾礦綜合利用符合國家倡導的發展循環經濟、降低資源消耗的政策，是一項利國利民的事業，相信通過產學研的緊密結合，我國礦山鐵尾礦綜合利用必將取得可觀的成果。

參考文獻

[1]金家康，孫寶臣.淺談鐵尾礦綜合利用的現狀和問題[J].山西建筑，2008（14）：34-36.

[2]張淑會，薛向欣，金在峰.我國鐵尾礦的資源現狀及其綜合利用[J].材料與冶金學報，2004，3（4）：241-245.

[3] Kanga1 O，Guney A. Pilot scale tests for evaluation of feldspar tailings for ceramic industry[J].Key Engineering Materials，2004，264（2）：1415-1418.

[4]張錦瑞，倪文，賈清梅.唐山地區鐵尾礦制取蒸壓尾礦磚的研究[J].金屬礦山， 2007（3）：85-87.

[5]Das S K，Kumar Sanjay，Ramachandraro P.Exploitation of iron ore for the development of ceramic tiles[J].Waste Management，2000（20）：725-729.

[6]魏瑞麗.鋼鐵工業主要固體廢棄物資源化利用的技術現狀分析研究[D].西安：西安建筑科核大學，2010.

[7]牛福生，吳海軍，吳根.鐵尾礦地磚的制備及其機理分析[J].再生資源研究，2007（4）：41-44.

[8]張崇森.礦產資源綜合利用與環境保護之關系的探討[J].礦冶，2003，l2（2）：22-51.

[9]李國風.鞍鋼西尾礦庫現狀和尾礦的綜合利用[J].中國礦業，1999，8（3）：61-65.

作者簡介：邢志杰（1983-），男，湖北人，碩士，研究方向：土壤污染治理研究。