尾礦綜合利用技術探討

胡 俊

（江西銅業集團有限公司，江西 南昌 330096）

1 引言

尾礦綜合利用既是國內各大礦山企業長期科研攻關的努力方向，也是國家重點扶持和推廣的項目［1］。政府部門先后出臺了多項稅收優惠和產業引導政策。隨著科學技術的不斷進步，尤其是選礦、冶金及非金屬材料在各個領域廣泛的應用，為尾礦綜合利用奠定了堅實的技術基礎。尾礦綜合利用主要包括兩方面：一是尾礦作為二次資源再選，回收的有用礦物作為鐵礦、銅礦、鉛鋅礦等產品的冶煉原料，繼續回收鐵精礦、銅精礦、硫精礦、鉛鋅精礦或其他礦物精礦，提高回收效率。二是尾礦的直接利用，是指未經過再選的尾礦直接利用，即將尾礦按其成分歸類為某一類或幾類非金屬礦來進行利用。如利用尾礦筑路、制備建筑材料、作采空區填料、作為硅鋁質、硅鈣質、鈣鎂質等重要非金屬礦用于生產高新制品。

2 尾礦綜合利用及研究現狀

目前部分礦山企業尾礦綜合利用意識淡薄，資源浪費現象嚴重。首先，礦山企業為了追求短期經濟利益，盲目開采、采富棄貧、忽視其共伴生組分、人為縮短礦山壽命，造成大量資源的浪費與破壞。其次，生產技術落后，資源利用率偏低。歐美等發達國家的綜合利用率達80%～90%，趨勢是開展“無廢工藝”。在國內，因為礦產資源的綜合利用起步較晚、生產技術落后等原因導致尾礦資源綜合利用指數和回收率低、綜合利用技術水平不高等問題。最后，政策法規條文尚待進一步明確，缺乏完善的法律法規和政策措施來為尾礦資源的綜合利用保駕護航，導致企業積極性不高，對于綜合利用的資金投入匱乏［2］。

近幾年，在國內外金屬產品價格攀升的拉動下，國內尾礦再選規模在一定程度上迅速發展，特別是一些大型礦山冶煉企業在再選技術方面進行了很多研究，不僅提高了資源的回收率，也給企業帶來客觀的經濟效益［3］。

3 尾礦綜合利用技術

近年來，我們始終堅持科研攻關戰略，以科技攻關和技術創新為抓手，依托內部的科研機構，通過不斷的實踐積累，探索出了新技術、新工藝、新設備，并成功應用于尾礦綜合回收利用，效果顯著。

3.1 重-浮復式閉路預選新工藝

含銅尾礦先采用JJF-16m3浮選機作為預先浮選作業，浮選得到的粗精礦利用旋流器作為重選設備進行再次富集，根據溢流、沉砂的粒級、品位等特性，溢流返回上道浮選工序再選別，沉沙進入下道工序，構成重-浮復式閉路預選新工藝流程。由于重選作業產品—精、尾礦分別進行處理，重選精礦（即旋流器分級沉沙）進入磨礦作業，重選尾礦（即旋流器分級溢流）返回至掃選作業，與掃選作業給料混合后進行再選別。這樣既有利于尾礦中金屬的高效回收，又進一步提高了精礦品位，實現了進一步提高產能和指標的效果，最終增加了銅金屬的產量。同開路相比，提高系統效率30%～40%，解決了重-浮復式作業回收率低的技術難題。

3.2 新型磨礦介質——鋼棒在尾礦細磨中的工業應用

針對預選粗精礦的粒級組成及特性，通過更換磨礦介質，用小鋼棒替代傳統的磨礦介質鋼球。工業試驗后，二段再磨細度提高了10%。隨著磨礦效果的提高，粗粒級礦物單體解離度上升，有用礦物回收更充分，改善了浮選指標，提高了生產效益。我公司在試驗應用取得成功的基礎上，先后在選一、選礦廠兩個工段進行了推廣應用。

3.3 KLM-75kW 立磨機及CGF-40m3 粗顆粒型浮選機的應用

我公司原φ900×1800mm 臥式球磨機作為二段再磨設備，存在磨礦效果差、處理量偏低、作業環境差等主要問題，隨著一段作業粗精礦量的增加，二段再磨設備成為整個流程中制約產量提升的瓶頸因素。針對上述問題，我們選用了新型KLM-75kW 立磨機替代原磨礦設備。KLM-75kW 立磨機具有磨礦產品粒級分布合理、過磨欠磨粒級少、能耗低、介質單耗低、磨礦噪聲低等優點，與常規工藝相比能耗降低30%以上，產品細度合格率提高20%。實現了優質低成本細磨貧連生體礦物的目的。

尾礦中含銅有用礦物大部分是以貧連生體形式存在于粗粒級礦物中（+120 目），針對尾礦中含銅有用礦物粒度較粗、可浮性較差的特性，北京礦治研究總院研制出適用于尾礦再選的預先浮選作業中粗粒級礦物回收的浮選設備—CGF-40m3粗顆粒型浮選機。CGF-40m3機械攪拌式浮選機作為尾礦預先浮選作業樣機，設備性能穩定，結構工藝參數合理，液位自動控制系統平穩，滿足了浮選工藝對設備的要求，預先浮選作業銅回收率可達 20%以上，銅富集比2.50 倍以上。該浮選機不僅可高效回收選廠一段尾礦粗顆粒礦物，而且還有占地面積小，處理能力大的優點。

4 下一步的展望

近年來，我們在尾礦回收方面采用的一些新技術，取得了一定的成效，但距離打造國內外一流的尾礦選銅標桿企業仍有一定的差距［4］，有鑒于此，為進一步推進尾礦回收技術的可持續發展，早日實現低成本高效尾礦回收目標，今后一段時間內，我們將重點開展好以下兩方面的技術攻關。

4.1 鋼球與礫石混合介質的立磨新工藝

將一段常規磨礦工藝改為鋼球與礫石混合介質的立磨工藝。入選原料主要為部分尾礦和球磨倒吐的頑石廢礦。由于磨礦給礦中的頑石粗細極不均勻，粒級范圍極寬，最大粗顆粒達20～30mm，細顆粒僅為0.10mm，極難選配合理的球徑，導致磨礦效率不高，磨礦產品-0.074mm 粒級僅占40%～50%，給后續浮選作業帶來不利影響，浮選指標差。根據磨機給礦特點，結合立磨機在二段再磨的使用實踐，我們擬采用立磨機取代傳統的臥式磨機，嘗試將難磨頑石廢料替代部分磨礦介質，采取鋼球和礫石混合介質的立磨工藝，可以節約磨礦介質的消耗；同時，隨著磨礦時間的增加，部分頑石中的有用礦物會逐漸解離，使得頑石中的有用組分得到一定程度的回收。既解決了頑石廢料的堆存排放難題，又將頑石廢料資源化再利用，還降低了磨礦介質單耗，最終提高技術指標和經濟效益。

4.2 開展尾礦回收銅及伴生金屬的工業應用

目前，尾礦回收僅限于一段尾礦的回收。我們通過與北京礦治研究總院合作，對二段尾礦分級沉砂進行工藝礦物學研究及系統的選礦試驗研究后，獲得了適合處理二段尾礦的選礦工藝技術，在給礦（二段尾礦）品位大于0.14%時，預浮選作業銅回收率可達28%，經再磨再選后，最終銅精礦品位可達到14%以上，達到了預期的目標。實現二段尾礦回收銅及伴生金屬的工業應用后，將大幅增加銅及伴生金屬的產量。

5 尾礦綜合利用存在的主要問題

（1）尾礦制作建材，因市場需求，經濟效益和環保法規方面等問題，難以推廣應用［5］。目前國內某礦山正在進行產業化生產，尾礦制作建材要求含硫必須小于等于0.5%，對生產工藝技術要求較高。

（2）尾礦有價元素回收技術不成熟，回收白鎢，褐鐵礦等均在試驗階段。

（3）尾礦庫屬于礦山重大危險源，利用必須遵守嚴格的管理制度和技術標準。根據《尾礦庫安全監督管理規定》，尾礦回采再利用應當進行回采勘查、安全預評價和回采設計。尾礦綜合利用成本較高，而企業為了生存和發展，必須以盈利為目前，很難投入較大的資金進行綜合利用新技術的開發。

6 結語

尾礦新技術研究及資源綜合利用是一個巨大的系統工程，需要政府部門的政策支持。尾礦庫通常遠離城市發達區域，尾沙制作建材銷售半徑短、市場容量有限，亟待政府部門出臺相應扶持政策。在市政工程、公路鐵路等基礎建設方面，政府采購可以優先考慮尾沙制磚，推動礦山和建材企業開展循環經濟項目合作，礦山為水泥廠提供尾沙制作硅酸鹽水泥，所生產的水泥返銷到礦山用于充填，中間環節給予稅收減免會優惠，從而推動尾礦綜合利用加速發展［6］。