鐵尾砂綜合利用現(xiàn)狀

1、鐵尾砂綜合利用現(xiàn)狀尾砂屬于工業(yè)固體廢物，根據(jù)國(guó)家有關(guān)的規(guī)定（工業(yè)廢物處 理處置規(guī)范），本著減量化、資源化、無(wú)害化的原則對(duì)尾礦砂進(jìn) 行回采和利用，需要進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)，分析預(yù)測(cè)在尾礦砂回采 利用過(guò)程中的環(huán)境影響，主要是：1、大氣環(huán)境影響（大風(fēng)干燥天氣的揚(yáng)塵污染）；2、地表水環(huán)境影響（尾礦砂進(jìn)入地表水體，懸浮物和尾礦 中污染物使水質(zhì)變差）；3、聲環(huán)境影響（尾礦砂回采中機(jī)械車輛操作噪聲對(duì)聲環(huán)境 敏感目標(biāo)的影響）；4、生態(tài)環(huán)境影響（尾礦庫(kù)回采過(guò)程出現(xiàn)爆管，尾砂大量下 泄，壓覆地表植被、農(nóng)作物）；以上影響主要反應(yīng)出尾礦砂回采過(guò)程造成尾礦庫(kù)潰壩引發(fā) 的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，而且在對(duì)尾礦砂回采項(xiàng)目進(jìn)行中還涉及工程占地、

2、 廠區(qū)的生產(chǎn)生活廢水、廢氣、生活垃圾產(chǎn)生及排放，均對(duì)區(qū)域環(huán) 境造成較大影響。對(duì)尾礦砂治理主要有以下幾點(diǎn)：1、選用優(yōu)質(zhì)管材、防止尾礦砂輸送管破裂；2、設(shè)立備用輸送管道；3、加強(qiáng)監(jiān)控、巡查；4、對(duì)尾礦砂綜合利用，在對(duì)尾礦砂進(jìn)行污染物含量鑒定后 可作為其他行業(yè)的原材料，填充料（制磚、路基填充）。5、對(duì)尾礦砂壓覆區(qū)域進(jìn)行覆土，種植植被，恢復(fù)生態(tài)。一、鐵尾砂資源狀況特點(diǎn)我國(guó)鐵尾礦資源狀況的特點(diǎn)主要包括如下幾點(diǎn)：1、鐵尾礦的產(chǎn)量大而利用率低。目前，我國(guó)的尾礦綜合利 用率只有7%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)堆存的鐵尾礦量高達(dá)十幾億 噸，占全部尾礦堆存總量的近30.0%。2、鐵尾礦的類型特點(diǎn)。鐵尾礦按照伴生元素的含量

3、分為兩 大類。一是單金屬類鐵尾礦，其按照礦物組成，一般將其分為四 種類型：高硅型、高鋁型、高鈣鎂型和低鈣鎂鋁硅型（簡(jiǎn)稱低硅 型）。劃分依據(jù)是其存在的主要元素，并有利于選擇不同的利用 途徑。另一是多金屬類的鐵礦尾礦，主要有攀鋼鐵尾礦和白云鄂 博鐵尾礦，此類鐵尾礦特點(diǎn)是礦物成分復(fù)雜，伴生元素多。3、鐵尾礦的分布特點(diǎn)。我國(guó)鐵尾礦排放量堆積分布不均， 按企業(yè)所有制分，國(guó)有重點(diǎn)礦山最高，地方國(guó)有次之，鄉(xiāng)鎮(zhèn)民辦 礦山最低;按地區(qū)分，河北、遼寧、山東、山西、四川5省最高。 距離城市近的礦山尾礦堆存量小，偏遠(yuǎn)地區(qū)礦山尾礦堆存量大。4、鐵尾礦化學(xué)成分特點(diǎn)。各礦山的尾礦化學(xué)成分略有差異， 大致如下:Fe 一 般為

4、 6%17%，SiO2 一 般為 30%80%，Al203 一 般 為 1%-11%，Mg0 一般為 1%10%，Ca0 一 般為 13%-22%，S，Cu，T i02, V205等有價(jià)元素在尾礦中雖不同程度地存在，Au，Ag，Ga、 稀土等元素很少，甚至為微量。從尾礦化學(xué)成分分析來(lái)看，尾礦80%-90%沒(méi)有回收利用S, Cu, Ti02，V20，等有價(jià)元素和Au，Ag，個(gè)Ca、稀土等元素的價(jià) 值。5、尾礦的粒度特點(diǎn)。我國(guó)鐵礦資源嵌布粒度細(xì)，一般須經(jīng) 二段磨礦、選礦，因此，除預(yù)選拋出部分粗粒尾礦外，大部分選 礦排出和堆存的尾礦粒度較細(xì)。尾礦粒度一般在-0.074mm的占 50%-75%。僅長(zhǎng)江

5、中下游一帶尾礦粒度較粗，為-0.074mm占30%。二、鐵尾礦堆存的危害尾礦堆積引發(fā)重大的環(huán)境污染問(wèn)題。主要表現(xiàn)在：污染土壤 和水體，破壞生態(tài)環(huán)境。尾礦長(zhǎng)期露天堆放，致使其中的有害成 分經(jīng)風(fēng)化、雨淋、地表徑流的腐蝕后極容易滲入土壤和水體，經(jīng) 過(guò)長(zhǎng)期過(guò)量積累，殺死土壤中的微生物，使土壤鹽堿化、中毒，危害農(nóng)作物的生長(zhǎng)，使水質(zhì)酸化、富營(yíng)養(yǎng)化，影響水系的生態(tài)平 衡。尾礦中的有關(guān)成分以及殘留的選礦藥劑對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響 也非常嚴(yán)重。尤其是含重金屬的尾礦其中的硫化物產(chǎn)生酸性水進(jìn) 一步淋浸重金屬，其流失將對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境造成危害，其影響將 是持久的。殘留于尾礦中的氤化物、氯化物、硫化物、松油、凝 劑、表面活性劑

6、等有毒有害藥劑，在尾礦長(zhǎng)期堆存時(shí)會(huì)受空氣、 水分、陽(yáng)光作用和自身相互作用，產(chǎn)生有害氣體或酸性水，加劇 尾礦中重金屬的流失，流入耕地后，破壞農(nóng)作物生長(zhǎng)或使農(nóng)作物 受污染；流人水系則又會(huì)使地面水體和地下水源受到污染，毒害 水生生物，而且會(huì)造成其它災(zāi)害，有時(shí)甚至涉及相當(dāng)長(zhǎng)的河流沿 線。因此，合理處理、處置礦山固體廢物，減少和控制其造成的 災(zāi)害和污染，是目前我國(guó)礦山固體廢物處理與處置領(lǐng)域最迫切的 任務(wù)，也是我國(guó)礦山與環(huán)保部門(mén)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。三、鐵尾砂的綜合利用現(xiàn)狀目前，鐵尾礦的綜合利用主要集中在兩個(gè)方面：一是將 鐵尾礦作為二次資源進(jìn)行再選，從中回收有用礦物；二是對(duì) 鐵尾礦進(jìn)行簡(jiǎn)單的物理加工處理后直接利

7、用，即未經(jīng)過(guò)再選 的尾礦直接利用，如利用尾礦筑路、制備建筑材料、作為采 空區(qū)填料、作為硅鋁質(zhì)、硅鈣質(zhì)、鈣鎂質(zhì)等重要非金屬礦用 于生產(chǎn)高新制品。1、鐵尾礦再選和回收利用鐵尾礦中的有價(jià)元素目前，國(guó)內(nèi)外在鐵尾礦再選與有價(jià)元素的綜合回收方面 的研究成就比較突出。美國(guó)、前蘇聯(lián)等國(guó)家在鐵選廠的尾礦 中回收有價(jià)金屬均取得了顯著成績(jī)。自20世紀(jì)80年代末特 別是90年代以來(lái)，我國(guó)一些礦山企業(yè)從提高經(jīng)濟(jì)效益考慮， 陸續(xù)建成了一些鐵尾礦回收選廠，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 陳祿政等采用連續(xù)離心分離技術(shù)回收細(xì)鐵尾礦中鐵，鐵品位 達(dá)到62.32%，鐵回收率為65.02%。沈立義采用磁化焙燒工 藝，焙燒溫度800C，焙燒時(shí)

8、間15min，摻碳量7%，從大紅 山鐵礦400萬(wàn)t/a選礦廠鐵尾礦獲得品位64.71%的鐵精礦， 全鐵回收率86.85%，劉俊等以自行研制的LC1作捕收劑，水 玻璃作脈石礦物抑制劑，采用銅硫混浮-銅硫混合精礦再磨- 銅硫分離原則流程對(duì)某鐵礦磁選尾礦進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究，獲 得了銅精礦品位22.13%，銅回收率81.88%，硫精礦品位 31.69%，硫回收率76.34%的指標(biāo)。徐利華等通過(guò)碳熱還原燒 結(jié)，從鐵尾礦中濾取了 Ce、Y和Nb等稀有金屬，同時(shí)燒結(jié) 合成7Fe3Si-Ti（C，N）復(fù)合多相材料。2、利用鐵尾礦作為采空區(qū)的充填材料充填采空區(qū)是目前直接利用鐵尾砂的最有效的途徑之 一。鐵尾砂是一種

9、較好的充填料，可就地取材、廢物利用， 而且還能免除采集、破碎、運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)充填料的費(fèi)用，該方 法可以對(duì)大量尾礦進(jìn)行處理。一般情況下，用鐵尾礦做充填 料，費(fèi)用較低，僅為碎石水泥充填費(fèi)用的1/41/10。尾礦直 接填充采空區(qū)，充當(dāng)井下填料，主要用做膠結(jié)充填料中的骨 料，這在一些貴金屬和有色金屬礦山已有成功實(shí)例。但是， 目前通常采用的膏體膠結(jié)充填方法采用尾砂充填采空區(qū)的 工藝較復(fù)雜，成本較高，也限制了鐵尾砂的大量使用。因此， 新型的充填模式和充填工藝的研究迫在眉睫。3、利用尾礦庫(kù)復(fù)墾植被在國(guó)外，許多國(guó)家都十分重視對(duì)尾礦庫(kù)的復(fù)墾工作，礦山的土地復(fù)墾率已達(dá)80%。我國(guó)礦山的土地復(fù)墾工作起步于 20世紀(jì)60

10、年代，在80年代后期至90年代進(jìn)展較快。1988 年11月，國(guó)務(wù)院頒布了土地復(fù)墾規(guī)定，規(guī)定了 “誰(shuí)破 壞，誰(shuí)復(fù)墾”的原則。馬鞍山礦山研究院于90年代初，在 馬鋼姑山鐵尾礦庫(kù)和排土場(chǎng)開(kāi)展了揚(yáng)塵抑制及植被復(fù)墾的 技術(shù)研究，對(duì)尾礦庫(kù)復(fù)墾的技術(shù)條件以及揚(yáng)塵抑制有關(guān)資料 進(jìn)行了收集，并在尾礦庫(kù)壩坡和排土場(chǎng)進(jìn)行了植被試驗(yàn)。4、鐵尾礦用作建筑材料鐵尾礦在建筑材料方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)在:(1)用于水泥生產(chǎn)。利用鐵尾礦中硅含量高的特點(diǎn)， 鐵尾礦可代替部分粘土用作硅質(zhì)校正料，利用鐵尾礦中鐵含 量高的特點(diǎn)，可代替鐵粉用作鐵質(zhì)校正料。以尾礦為主要原 料研制水泥及其制品成為一種發(fā)展方向。國(guó)內(nèi)在這些方面做 了許多嘗試，施正

11、倫等將尾礦作水泥礦化劑和鐵質(zhì)原料，尾 礦按質(zhì)量比5%的摻量配置水泥生料，熟料可在1300C燒成， 比傳統(tǒng)熟料燒成溫度降低了 100-150C，從而節(jié)約了熟料燒 成煤耗，縮短了煅燒時(shí)間，提高了熟料產(chǎn)量；施正倫等還用 研究了尾礦代粘土在干法回轉(zhuǎn)窯水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)了 1%、2%、3%、5%四個(gè)摻量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明熟料平均日產(chǎn)量提 高10.07%，熟料標(biāo)煤耗降低8.29%；孫貴信等用鐵礦尾礦配 料生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥熟料，鐵尾礦用量為5.8%，鐵礦尾礦熟料比 硅石熟料28d抗壓強(qiáng)度增加了 5.8MPa。遼寧工源水泥集團(tuán)在 新建2500t/d新型干法水泥熟料線上使用鐵尾礦作為硅質(zhì)原 料，可穩(wěn)定生產(chǎn)普通52.

12、5級(jí)高標(biāo)號(hào)水泥，噸熟料成本降低 約5元。尾礦除用于燒制水泥熟料外，還可直接用作水泥混合 材。倪明江等選取6種金屬尾礦進(jìn)行水泥混合材活性試驗(yàn)研 究，結(jié)果表明，尾礦摻量小于30%時(shí)，水泥強(qiáng)度滿足32.5等 級(jí)水泥強(qiáng)度要求。許小榮等將銅尾礦作為水泥混合材。鐵尾礦用于水泥熟料生產(chǎn)，一般用量在10%以用于水泥 混合材，由于鐵尾礦膠凝活性較差，一般用量在20%以下， 鐵尾礦消耗量均不大。提高其膠凝活性而使其用量增加將成 為擴(kuò)大尾礦消耗量的重要途徑。（2）用作混凝土原料。近些年來(lái)，將鐵尾砂作為細(xì)骨 料應(yīng)用于混凝土制備中，可以大量消耗鐵尾礦，同時(shí)緩解河 砂緊缺狀況。但是鐵尾礦代替河砂應(yīng)用于混凝土主要問(wèn)題在 于

13、:鐵尾礦粒度細(xì)，細(xì)度模數(shù)偏小，同時(shí)鐵尾礦表觀密度相 對(duì)河砂較大。因此將鐵尾礦應(yīng)用于混凝土需分級(jí)處理，或者 與河砂混用。下立波等利用尾礦特細(xì)沙制備高性能混凝土。 孫書(shū)武等將尾礦砂代替部分河砂，成功應(yīng)用于商品混凝土。（3）尾礦用于制備墻體材料。長(zhǎng)期以來(lái)，墻體材料一 直以粘土燒結(jié)磚為主，除應(yīng)用粉煤灰、煤矸石等工業(yè)廢渣外， 在利用鐵尾礦研制生產(chǎn)墻體材料方面也做了大量工作，其研 究較多的是蒸養(yǎng)磚、燒結(jié)磚、免燒免蒸磚、加氣混凝土等。 這些產(chǎn)品大多可以消耗大量尾礦，并具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。 武漢理工大學(xué)陳吉春等人以武鋼程潮鐵礦的低硅鐵尾礦為 主要硅質(zhì)原料，經(jīng)過(guò)合理的配方研究，已經(jīng)成功地試制出低 硅鐵尾礦加氣混

14、凝土。鞍鋼礦渣廠利用大孤山選礦廠尾礦配 入水泥、石灰等原料，制成加氣混凝土，其產(chǎn)品重量輕、保 溫性能好，并已應(yīng)用于工業(yè)及民用建筑。牛福生等人以唐山 鐵尾礦為主要材料，通過(guò)接加適量的水泥、粉煤灰、粗骨料 和一定的外加劑，經(jīng)常溫常壓養(yǎng)護(hù)28d后，抗壓強(qiáng)度可達(dá)到 28.30MPa，抗折強(qiáng)度為5.63MPa。黃世偉等人以梅山鐵尾礦 為原料，制出性能良好的鐵尾礦免燒免蒸磚，其抗壓強(qiáng)度達(dá) 24.89MPa。張錦瑞等人利用唐山地區(qū)高硅鐵尾礦為原料，添 加部分校正材料，經(jīng)配料、坯料制備、振動(dòng)成型后蒸壓養(yǎng)護(hù) 11h，24h抗壓強(qiáng)度達(dá)到28MPa（4）尾礦用于制備裝飾建筑制品。鐵尾礦用作裝飾材 料，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，并能生產(chǎn)出高附加值的產(chǎn)品，對(duì)其進(jìn) 一步開(kāi)發(fā)利用有很強(qiáng)的促進(jìn)作用。利