陜西省尾礦資源綜合利用

1、陜西省尾礦資源綜合利用研究bnfeigeoer陜西省礦產(chǎn)資源非常豐富，是我國資源大省之一，查明 有礦產(chǎn)資源儲量的礦物93種，其保有潛在價(jià)值居全國前列。隨著我 國社會主義現(xiàn)代化的迅猛發(fā)展，對各種礦產(chǎn)資源量需求的與日俱增， 礦產(chǎn)資源的供需矛盾也將日益加劇。因此，加強(qiáng)尾礦利用已成為目前 礦業(yè)工程發(fā)展的一項(xiàng)重大課題。我國對尾礦的處理在很大程度上是采用荒地筑壩堆存，并采取一 系列可靠的措施來進(jìn)行維護(hù)管理。每年要花費(fèi)10多億元用于堆放尾 礦，現(xiàn)有的尾礦已占地3 000km2,這對于我國這樣一個(gè)人多地少的國 家來說是非常不利的。因此，積極開展尾礦的綜合利用具有重大的意 義。選礦排出的大量尾礦如不及時(shí)處理，不

2、僅占用大量農(nóng)田和林業(yè)土 地，而且經(jīng)風(fēng)吹雨淋會對空氣、水體造成嚴(yán)重污染，破壞了周圍的自 然環(huán)境，對人類產(chǎn)生很大危害。因此，通過對尾礦開展研究利用，可 起到以下作用。(1) 通過金屬和有用組份的回收，強(qiáng)化了資源的合理利用；通過尾礦 大量的利用或充填，可以減少尾礦庫用地，節(jié)約了土地資源。(2) 尾礦綜合利用可減少沙塵對大氣的污染，以及水土流失和垮壩對 環(huán)境的危害。另外，尾礦壩庫的復(fù)墾還有利于綠化環(huán)境和減少c02 的排放，改善生態(tài)環(huán)境。(3) 尾礦綜合利用帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。2、發(fā)展現(xiàn)狀隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是選礦、冶金及非金屬材料技術(shù)的迅 速發(fā)展，為尾礦資源的綜合利用奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。尾礦的綜

3、合 利用主要包括兩方面：一是尾礦作為二次資源再選，再回收有用礦物, 如從煎茶嶺金尾礦中回收金。二是尾礦的直接利用，即將按成分歸類 為某一類或幾類非金屬礦來進(jìn)行利用。如微晶玻璃、高標(biāo)號水泥、陶 瓷等，不僅可以解決礦山勞動就業(yè)，而且可以提高效益，為發(fā)展綠色 礦山、走循環(huán)經(jīng)濟(jì)的道路，做出重大的科技貢獻(xiàn)。本文主要以金堆城 鉗業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司的鉗尾礦以及陜西省煎茶嶺金尾礦為研究對 象，介紹了我省目前尾礦綜合利用的簡要情況。2.1技術(shù)現(xiàn)狀在礦業(yè)領(lǐng)域，世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)把無廢料礦山作為礦山的 發(fā)展目標(biāo)，把尾礦的綜合利用程度作為一個(gè)國家科技水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá) 程度的標(biāo)志。其目的不僅僅是追求最大經(jīng)濟(jì)效益，而且

4、還從資源綜合 利用率、保護(hù)生態(tài)壞境等綜合因素加以考慮。前蘇聯(lián)、美國、加拿大等礦業(yè)發(fā)達(dá)國家尾礦的綜合回收工作做得 較好，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和學(xué)科間的相互滲透，尾礦利用的途徑也 越來越廣闊。國外現(xiàn)在尾礦的利用率達(dá)60%以上，歐洲一些小國的利 用率更高。我國的尾礦綜合利用研究起步較晚，近幾年，一些研究院所和高 等院校等單位與礦山企業(yè)緊密合作，從尾礦中回收有價(jià)金屬與非金屬 元素、尾礦制作建筑材料等方面己經(jīng)取得了實(shí)用性成果。2.1.1金堆城木子溝尾礦庫尾礦現(xiàn)狀(1)尾礦的成分分析木子溝尾礦庫約庫存尾礦5000萬噸。尾礦的主要礦物組成見表1;主要化學(xué)成分見表2。表1木子溝尾礦庫尾礦的礦物組成礦物石英微斜長

5、石鈣長石角閃石黑云母高嶺石方解石螢石黃鐵礦含量(%)571261181212表2木子溝尾礦庫尾礦的化學(xué)組成成分sio2ai2o3tio2tfezchtfe磁性鐵cumo含量(%)63.339.910.888.205.740.870.0210.027成分caomgok2ona2omnoso3p2o5h2o灼減含量(%)3.332.104.460.710.233.250.320.383.11(2)尾礦中主要有益元素的賦存特征把尾礦砂制成砂光片，在顯微鏡下對其進(jìn)行了礦物鑒定。主要金 屬礦物為：輝鑰礦、黃銅礦、磁鐵礦。(3)尾礦中有價(jià)元素再回收從表2中可以看出，尾礦中銅、磁性鐵含量分別是0.021%、

6、0.87%。該品位接近金鑰集團(tuán)現(xiàn)銅、磁性鐵的綜合回收品位。金鑰集 團(tuán)經(jīng)過五十年的發(fā)展，特別是是近二十年的發(fā)展，已經(jīng)掌握了低品位銅鐵綜合回收技術(shù)?，F(xiàn)在每年從含銅0.027%、磁性鐵0.97%的尾礦中回收銅1000噸，精礦品位18%；磁鐵3.6萬噸，精礦品位60%o 木子溝尾礦庫總庫容3230萬m，(比重或溶重1.53,尾礦重量4941萬噸)，其中有銅金屬大約1.04萬噸；有磁性鐵40多萬噸。(4) 尾礦整體利用通過對尾礦的化學(xué)成分分析，尾礦所含元素及礦物具有陶瓷、 水泥、微晶玻璃工業(yè)材料的成分相似。并對尾礦的混合樣進(jìn)行燒結(jié)試 驗(yàn)，確定尾礦具有燒結(jié)性，能夠燒制成品或者添加入石灰石可鍛燒高 標(biāo)號水泥

7、。同時(shí)發(fā)現(xiàn)尾礦中石英、長石含量豐富，能夠滿足建筑材料 及玻璃制作要求。2.1.2煎茶嶺尾礦現(xiàn)狀(1)尾礦的成分分析2010年設(shè)計(jì)研究院對煎茶嶺金礦己經(jīng)到服務(wù)年限尾礦庫的金尾 礦進(jìn)行了尾礦再選試驗(yàn)。尾礦的主要礦物組成見下表3；主要化學(xué)成 分見表4。金的物相分析結(jié)果見表5。表3煎茶嶺金尾礦主要礦物組成礦物名稱含量礦物名稱含量石英22滑石4白云石23綠泥石7菱鎂礦9針鐵礦2蛇紋石14表4主要化學(xué)成分見成份au*ag*cupbznsbmgofe含量（%）0.941.290.0030.0040.0050.000118.463.55成份stcmnpascaosio2燒失量含量（%）0.137.390.04

8、60.0610.0717.8925.0528.78表5原礦金物相分析結(jié)果相另u裸露金及半裸露金硫化物包裹金赤褐鐵礦包裹金碳酸鹽包裹金硅酸鹽包裹金相合含量(g/t)0.230.190.200.240.0840.944分布率（%）24.3620.1321.1925.428.90100.00（2）尾礦中有價(jià)元素再回收從上表4中可以看出，尾礦中金的品位為0.94g/t,尾礦庫底部金 品位可能更高，設(shè)計(jì)研究院于2010年開始研究，經(jīng)過氤化小試試驗(yàn), 金回收率將近70%o目前本項(xiàng)目正在研究中，氤化尾渣也在準(zhǔn)備進(jìn)一 步處理，為建材或水泥行業(yè)提供原料。硅酸鹽水泥熟料的化學(xué)成分，主要由氧化鈣（cao）、二氧化硅

9、 （sio2）>氧化鋁（a12o3）和氧化鐵眠2。3）四種氧化物所組成。水泥熟 料中各氧化物的含量對水泥的性質(zhì)有極大的影響。根據(jù)試驗(yàn)，用全粒 級尾礦或細(xì)粒級尾礦為原料，燒制井下膠結(jié)充填用的低標(biāo)號水泥，其 尾礦的礦物組分應(yīng)以石英、方解石為主，化學(xué)組分應(yīng)為：cao/sio2 > 0.5-0.7, cao > 1825%, a12o3 > 5%, mgo < 3%, s < 1.53%。由表 4 結(jié)果可知，如果能降低煎茶嶺尾礦中mgo的含量，再加入少量的石 灰石或石灰，就能為水泥行業(yè)提供原料。如果該項(xiàng)目研究成功，不僅為發(fā)展綠色礦山、可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn),也能為礦山提

10、供巨大的經(jīng)濟(jì)效益。2.2產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀金堆城鑰業(yè)集團(tuán)有限公司是亞洲地區(qū)最大的鉗采選冶加工貿(mào)一 體化的大型聯(lián)合企業(yè)。年開采礦石1000萬噸，年產(chǎn)在線尾礦996萬 噸，自從建礦以來，木子溝尾礦庫排放尾礦己經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，尾礦 庫已經(jīng)閉庫，有近5000噸的尾礦可以利用，栗西溝尾礦庫已累計(jì)堆 積了尾礦1.25億噸，尾礦原料充足。項(xiàng)目組在尾礦選礦和微晶玻璃研制、工藝改進(jìn)、產(chǎn)品的開發(fā)等方 面已經(jīng)取得了重要研究成果和發(fā)明專利，并在長期的選礦試驗(yàn)和尾礦 微晶玻璃工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)踐中積累了豐富科研工作經(jīng)驗(yàn)。本項(xiàng)目的實(shí)施，成本相對較低。因?yàn)槲驳V是通過采礦、運(yùn)輸、破 碎、再磨、選礦后的廢棄物，粒級較細(xì)。尾礦中回收有價(jià)元素，采

11、選 成本要遠(yuǎn)比礦山的現(xiàn)有采選成本要低。尾礦的整體利用可以說是一個(gè) “負(fù)成本效應(yīng)”，因?yàn)槲驳V制作微晶玻璃等相關(guān)制品所花費(fèi)成本只有 尾礦輸送、尾礦庫中長期投入、尾礦安全投入的幾百萬分之一。本項(xiàng)目的潛在經(jīng)濟(jì)效益非常巨大，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：其一尾 礦中有價(jià)元素再回收產(chǎn)生的效益是撿來的效益。其二尾礦的整體利用 可以大幅度公司現(xiàn)有尾礦的輸送、尾礦的安全投入的成本，如果尾礦 整體利用年10萬噸，每噸尾礦的輸送及安全投入每噸20元，那么每 年節(jié)省的成本為200萬元。其三是每年10萬噸尾礦做微晶玻璃或建 筑材料，能創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。綜合分析，尾礦綜合回收利用不僅能夠保障礦山可持續(xù)發(fā)展，而且有力推動本地區(qū)區(qū)域

12、經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本項(xiàng)目的實(shí)施，將直接促進(jìn)金堆城鉗業(yè)集團(tuán)有限公司的非鉗產(chǎn)業(yè) 多元化戰(zhàn)略，有利推動主鉗產(chǎn)業(yè)的持續(xù)節(jié)能減排，是國有大中型企業(yè) 履行社會責(zé)任重要體現(xiàn)。項(xiàng)目企業(yè)與科研院所合作，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合， 工藝及設(shè)備集成創(chuàng)新的研究企業(yè)節(jié)能減排，創(chuàng)建變廢為寶、循環(huán)利用 的經(jīng)濟(jì)聯(lián)合體，勢必對全省的礦山資源綜合利用起到重大示范作用。陜西省煎茶嶺金礦山主要采用浮選一氤化生產(chǎn)工藝。在20世紀(jì) 7080年代，由于受產(chǎn)業(yè)政策、技術(shù)水平、選冶工藝方法等因素的 制約，資源綜合利用程度普遍偏低，浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，尾礦金品位大多 在lg/t左右，有時(shí)可達(dá)能達(dá)到2-3 g/t,有些甚至更高。因此，具有較高 的回收價(jià)值。由于尾礦資源二次

13、利用的生產(chǎn)成本低，不再需要采礦、 破碎和磨礦作業(yè)，同時(shí)隨著黃金資源的貧乏和選冶技術(shù)水平的提高, 使得這些老尾礦資源有了較高的回收價(jià)值。設(shè)計(jì)研究院對煎茶嶺金尾 礦進(jìn)行了研究，不僅可以從尾礦中回收金，再選尾礦也可以為水泥和 建材行業(yè)提供原料。2.3市場現(xiàn)狀尾礦中有價(jià)元素回收產(chǎn)品既是產(chǎn)品也是中間原料，更是當(dāng)前正在 生產(chǎn)和銷售的產(chǎn)品。項(xiàng)目的目標(biāo)是提高現(xiàn)有產(chǎn)品的性價(jià)比，基本不涉 及產(chǎn)品市場擴(kuò)展問題，也不存在市場應(yīng)用方面的風(fēng)險(xiǎn)。尾礦也可以為 微晶玻璃、水泥等行業(yè)提供原料。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國內(nèi)市場前 景明朗。3、總體思路3.1立足自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究院選冶中心，是原中國有色金屬工業(yè)總公司地質(zhì)總局的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

14、，是西北乃至整個(gè)西部地區(qū)最具實(shí)力的有色、黑色和稀貴金屬選礦技術(shù)研究試驗(yàn)機(jī)構(gòu)之一。05年已取得了 “國土資源部地質(zhì)勘查選冶試驗(yàn)和巖礦鑒定兩個(gè)甲級資質(zhì)氣選冶中心現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)大樓面積2660平方米，裝備有完整獨(dú)立的重、磁、浮、化學(xué)選礦的小型實(shí)驗(yàn)室和擴(kuò)大連選試驗(yàn)設(shè)備，并有配套的破碎加工車間，選冶中心現(xiàn)有專業(yè)技術(shù)人員22名，研究生以上學(xué)歷者 10名，高級專業(yè)技術(shù)職稱者50%以上，均為多年從事選冶技術(shù)工作的, 有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的選礦專家。經(jīng)過多年的專業(yè)積累和市場磨練，選冶中心具有堅(jiān)實(shí)的技術(shù)能 力和明顯的專業(yè)特點(diǎn)：對于常規(guī)選礦試驗(yàn)，能嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范、快速準(zhǔn)確地 完成；對于現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)，具備將系統(tǒng)的理

15、論知識與現(xiàn)場可操作性良 好結(jié)合的能力，對于疑、難、細(xì)、雜等難選礦石的選礦試驗(yàn)，總結(jié)出 一套思路寬闊新穎、操作嚴(yán)密可行的試驗(yàn)研究方法，能為攻破難題提 供保證。選冶中心近50年來，先后承擔(dān)了國內(nèi)外500余項(xiàng)選礦工藝科研 課題，并多次派專家出國實(shí)施合作項(xiàng)目，取得了大量的科研項(xiàng)目，承 擔(dān)過的選冶試驗(yàn)主要有貴金屬：金銀等礦物；有色金屬：銅、鉛、鋅、 銳、鉗等礦物；稀有金屬：車尼、擔(dān)、鋰、鍍等礦物；非金屬：高嶺土、螢石、重晶石、透閃石、蘭晶石、磷灰石、鈉長石、電氣石以及稀土 礦物等。3.2加強(qiáng)戰(zhàn)略聯(lián)盟ii設(shè)計(jì)研究院在自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)與各大專院校、研究院所合 作，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，建立強(qiáng)強(qiáng)戰(zhàn)略聯(lián)盟。先后與

16、西安建筑科技大學(xué)、西 北大學(xué)等高等院校及西北有色地質(zhì)勘查局等單位合作，為礦業(yè)工作做出 了巨大的貢獻(xiàn)。設(shè)計(jì)研究院選冶中心擁有國土資源部頒發(fā)的“選冶試驗(yàn)”和“巖礦 鑒定”二項(xiàng)甲級資質(zhì)證書。質(zhì)量、環(huán)境、職業(yè)健康“三項(xiàng)體系”認(rèn)證證 書。是目前西北地區(qū)技術(shù)實(shí)力最強(qiáng)、裝備水平最高的專業(yè)性研究機(jī)構(gòu)。3.3著力開發(fā)應(yīng)用設(shè)計(jì)研究院與金堆城鑰業(yè)股份有限公司技術(shù)中心和煎茶嶺金礦 礦業(yè)公司發(fā)揮各自優(yōu)勢，針對礦山廢棄物，著力開發(fā)應(yīng)用研究，從尾 礦再選和整體利用出發(fā)，利用選礦新藥劑、新技術(shù)完成尾礦再選試驗(yàn)。3.4保持國際水平由設(shè)計(jì)研究院牽頭，聯(lián)合金堆城鉗業(yè)集團(tuán)和西安建筑科技大學(xué)等 單位和高等院校，以抓好生產(chǎn)經(jīng)營工作為依托

17、，以全面建立現(xiàn)代企業(yè) 制度為改革方向，加快改革與發(fā)展步伐，以主業(yè)做精，實(shí)力做強(qiáng)，產(chǎn) 業(yè)做大為遠(yuǎn)景目標(biāo)，積極開發(fā)利用兩個(gè)市場兩種資源”發(fā)展戰(zhàn)略。加 快尾礦高附加值綜合利用技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)尾礦資源綜合利用產(chǎn)業(yè)化，提升產(chǎn)業(yè)核心競爭力，使公司始終保持國內(nèi)鉗行業(yè)的領(lǐng)頭地位。3.5發(fā)展目標(biāo)項(xiàng)目推廣后，為有色金屬尾礦和金尾礦的再利用提供良好的技術(shù) 支持，將使陜西有色金屬礦山工業(yè)尾礦綜合利用的技術(shù)創(chuàng)新顯著增 強(qiáng)，尾礦整體利用產(chǎn)品品種不斷擴(kuò)大，性能顯著提高，為鞏固國內(nèi)龍 頭企業(yè)地位奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)和設(shè)備基礎(chǔ)，必將對提高陜西有色金屬礦 山資源價(jià)值、提高資源綜合利用研究和開發(fā)利用水平和高技術(shù)附加 值，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造

18、新的歷史條件。從全國來講，顯著的積極效 果，必將產(chǎn)生輻射和帶動作用，從而引導(dǎo)和拉動中國礦山企業(yè)實(shí)現(xiàn)新 技術(shù)改造和產(chǎn)業(yè)升級，實(shí)現(xiàn)中國尾礦綜合利用的新發(fā)展。更為重要地 是，通過技術(shù)研發(fā)和設(shè)備制造，進(jìn)一步增強(qiáng)國有企業(yè)的自主創(chuàng)新意識, 讓越來越多的企業(yè)關(guān)注循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)發(fā)展、支持變廢為寶的技術(shù)進(jìn) 步、參與技術(shù)提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用型企業(yè)向技術(shù)創(chuàng)新性企業(yè)的歷 史跨越。4 .重點(diǎn)任務(wù)4.1研發(fā)的項(xiàng)目及產(chǎn)業(yè)鏈4.1.1金堆城尾礦通過分析鑒定，金堆城木子溝尾礦中可回收的元素為鐵、硫、銅。 利用不同的選礦方法、采用新藥劑等從選鉗尾礦中綜合回收銅、鐵、 硫，最終尾礦生產(chǎn)微晶玻璃，實(shí)現(xiàn)無尾礦或少尾礦生產(chǎn)礦山。4.1.2煎茶嶺金尾礦尾礦中金的品位為0.94g/t,尾礦庫底部金品位可能更高，設(shè)計(jì)研究院 于2010年開始研究，經(jīng)過氤化小試試驗(yàn)，金回收率將近70%o目前本項(xiàng) 目正在研究中，氤化尾渣也在準(zhǔn)備進(jìn)一步處理，為建材或水泥行業(yè)提供原 料。4.2關(guān)鍵技術(shù)1）金堆城尾礦中有益組分含量偏低，利用金屬礦物的特性，通過 簡單的重力選礦，可將黃鐵礦、磁性鐵、黃銅礦初步富集，然后再采 用