矿业固体废物处理利用技术进展及案例分析

充填堆置 充填采空区是将矿山固体废物回填采空区，这是一种既经济又安 全的处置方法，既解决了固体废物的地面堆存和污染问题，又节省了 固体废物的处理成本，是减少矿山固体废物处置场建设最直接最有效 的途径，已被我国许多矿山所采用。 较为典型的例子是用煤矸石填充采空区。把尾矿砂与水泥混合， 作井下胶填充物也是一种好方法。对于强度要求较高的采空区，采用 废石棒磨制砂充填采空区技术，矿山环保取得明显成效。对有毒固体 废物的填埋要采取安全填埋法，要考虑废物的预处理、地下水保护系 统、场地及地表水控制管理等。
2、尾矿作为原材料, 积极开发尾矿制砖、 废石充填等项目。
3、绿化复垦和建坝处理。
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问题与建议
问题：
1、大部分矿山企业单纯追求短期效益，采选回收率低，矿山固体废物 依然大量堆存，其综合回收利用未能得到重视。 2、政府虽然制定了资源综合利用减免所得税部分资源综合利用产品企 业减免增值税的优惠政策，但没有具体制定针对尾矿和废石利用的鼓励 性政策，不能充分调动企业开展固体废物综合回收利用的积极性。 3、矿山固体废物综合回收利用的资金科技投入不足，其综合回收利用 水平较低。 4、目前我国矿山固体废物的综合利用大多局限于回收有用成分及用作 生产建筑材料，高附加值产品少，没有市场竞争力。
矿业固体废物处理利用技术 进展及案例分析
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Content
1
矿业固体废物概况
2 矿业固体废物的处理处置
3
矿业固体废物的利用
4
案例分析
5
建议及展望
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矿业固体废物 概况
矿业固体废物主要是指在采、选、冶生产过程中或生
产结束后堆积于地面及井下的废石、废渣、尾矿等固体堆积物。
具体的说, 在矿山采矿、选矿和冶炼（ 我国矿山主要为 采、选联合企业） 生产过程中可能产生污染的固体废物有：1、 基建及生产时期剥离的覆盖层和岩石；2、地面及井下开采过程中 产生的表外矿石、岩石, 即开采产生的废石；3、尾矿、水砂、废 石填料, 露天及井下装载、运输、卸矿过程中撒下的矿石；4、金 属冶炼过程中各种冶金炉（反射炉、电炉、鼓风炉、烟化炉）等产 生的炉渣；5、危险固体废弃物等。其中, 产生量较大的一类是矿 山采矿产生的废石, 另一类是矿山选矿产生的尾矿。
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矿业固体废物的 利用
PART II 尾矿
提取有价 组分
PA矿RT业II 固体废物
PART II 废石
生产建筑 材料
提取有价 成分
生产建筑 材料
生产硅酸 盐水泥
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尾矿的资源化
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提取有价组分
许多矿山尾矿中具有回收利用价值的有价组分，其品位常常大于相 应的原生矿品位，充分利用分选技术回收这些有价金属对充分利用 资源、延缓矿产资源的枯竭具有重要意义。 主要有用矿物为黄铜矿、辉铜矿和黄铁矿
a) 生产微晶玻璃 1、烧结工艺
生产工艺包括：烧结工艺和熔融工艺
2、熔融工艺
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尾矿生产建筑材料
b) 生产硅酸盐水泥
c)生产免烧砖 免烧砖是一种新型建筑材料，是由胶凝材料与含硅、铝原料按一定颗粒
级配均匀掺合，压制成型，并进行蒸压或蒸养而成的一种以水化硅酸钙、水化铝酸 钙、水化硅铝酸钙等多种水化产物为一体的建筑制品。
土地复原法
在被破坏的土地上回 填废石、尾矿，待其 沉降稳定后，加以平 整，覆盖土壤、栽种 植物，或建造房屋。 中国一些地区的铁矿 和铝矿废石场等已完 成土地复垦，种植植 物，发展生产。
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矿业固体废物的处 理处置
最终处置方法
充P填RO堆D置UCT
建立生态区
复垦造田
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矿业固体废物的处 理处置
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矿业固体废物的 利用
对金属矿山的尾矿(渣)及废石的资源化处理,首先要遵循“减 量化、资源化、无害化”原则,主要要考虑的是就地消化,尽可能地合 理利用,化害为利,同时能采取防护措施,减少它们对环境的污染。对待 需要资源化处理的金属矿山固体废物,不仅要考虑回收矿物的效果(损 失与贫化)及其经济利益,而且要考虑环境效益和社会效益。不少国家 都通过经济杠杆和行政性强制政策来鼓励和支持矿山固体废物资源化 技术的开发和应用,从消极的污染治理转为回收利用,向废物索取资源。
提取有价成分
废石中含有硫化铜、黄铁矿和多种金属硫化物，在氧、雨水 和铁硫杆菌作用下，产生出Cu、Fe、S、Al等离子的酸性水，造成水 体的污染。
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生产建筑 材料
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生产硅酸盐水 泥
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其他
粉煤灰
1、在水泥工业和混凝土工程中的应用 2、在建筑制品中的应用 3、作农业肥料和土壤改良剂 4、回收工业原料——Fe2O3，Al2O3
铜尾矿回收铜的工艺流程
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提取有价组分
银山铅锌尾矿中SiO2、Al2O3、K2O占总成分的80%以上。主要矿物为石英和 绢云母，其中石英含量为51～54%，绢云母含量为29～34%。且大部分绢云 母呈单体形状，粒度较细。
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尾矿生产建
筑材料
尾矿中含有的多种非金属矿物，如硅石或石英、长石及各类粘土或 高岭土、白云石或石灰石、蛇纹石等，都是较有价值的非金属矿物 资源，可代替天然原料作为生产建筑材料的原料。
物理法
化学法
向矿山固体废物喷 利用矿山固体废物
水，覆盖石灰、泥 与反应的化学试剂
土、草根、树皮等。 为防止受水冲刷、 被风吹扬而污染环
( 水泥、石灰、硅酸 钠等) ，可在其表面 形成坚固硬壳，以
抵抗水和空气的侵
境，采用该法处理 蚀。此法成本高，
铜尾矿最为有效。 化学试剂难选择。
植物法
在矿山固体废物堆场上 栽种永久性植物，可起 到良好的稳定和保护作 用。植物法可以和化学 法结合进行处理。在尾 矿场播下植物种子后， 施加少量化学药品防止 尾矿散沙飞扬，保持水 分，利于植物生长。
国内有关学者和企业提出了建立矿区工业旅游及生态旅游的新思路，并取 得了实质性进展，如招远市大秦家镇金矿的尾矿库，经过8 a 的排放堆积，已 将原来的一条小山沟基本填平，形成占地面积约17． 3 km2 的尾矿库，排放 量为140 多万t。将其建成漫溢型黄金尾矿库生态景观园示范区，即集休闲、娱 乐、健身于一体的市级开放式生态公园。该示范区建成后，绿地面积达到总面 积的80%，消除了尾矿库的粉尘污染，改善了周围的环境空气质量，有效防止 了水土流失，为市民提供了一处良好的休闲娱乐场所，生态、社会效益显著。
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矿业固体废物 概况 自建国以来，我国对矿产资源经过半个多世纪的大规
模开发，已成为居世界前列的矿业大国。但由于我国矿产资源 的特点和综合利用技术水平，导致了我国矿山固体废物排放量 巨大。截至2007 年，我国矿山固体废物堆存量达355.51 亿t， 其中尾矿80 多亿t; 矿山剥离废石200 亿t; 煤矸石51.51 亿t; 洗矸和煤泥24 亿t。
目前 100 万 t / a规模现已投入运行, 20 08 年实现利润5 . 5 亿 元, 20 09 年在全国金融危机背景下仍实现利润 1 . 7亿元, 2010 年上半年已实现利润 2 亿元。
该公司为创建环保生态型矿山企业, 解决工业固体废物日益增多及 尾矿库库容较小的矛盾, 通过积极探索废石、 尾矿等工业固体废物 的综合治理和应用技术之路。
尾矿堆存要求更特殊，尾矿坝基础材料要有足够的强度，还应具有 良好的不透水性。目前尾矿坝堆放有两种较好的方法：①尾矿半干堆垛 ；②粗细残渣的共处置。把固体废物堆放在堆放场后，可向固体废物堆 表层覆盖石块、泥土，种植植物或对其表层进行化学处理，以使固体废 物堆稳定，减少二次污染。
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矿业固体废物的处 理处置
煤矸石
1、用于制造砖块、水泥、加气混泥土、微孔吸音砖、瓷砖、 轻集料等各种建筑材料 2、用于复垦 3、用于道路工程 4、用于注浆技术
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案例分析-安徽省庐江龙桥矿 业有限公司
主要产品是铁精矿
一期建设规模为年采原矿 100万 t ，二期建设规模为年采原矿 300 万 t ，设计开采年限为 6 0a , 拥有一个库容为 276 万 m3的尾矿 库。
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案例分析-安徽省庐江龙桥 矿业有限公司
该公司在固体废物综合治理应用上采取多种技术措施, 主要表现在:
1、走二次资源 回收再生路。把回收再生利用矿山采、 选过程中产生的 大量废石、 尾矿等补充矿产资源做为大规模开采矿产资源中的一个重要 方面。公司在抓好主打产品铁精矿的同时, 努力做好尾矿中铜、硫的提取 与回收, 同时积极同科研单位研究, 加强对尾矿的再次选别, 以回收其中 的有价金属金、 银等有用组分。另一方面, 公司通过对球磨、 浮选等选 矿设备技术改造, 应用新的生 产工艺和流程, 提高了对铜、 硫的提取利 用, 使铜、 硫的回收率分别由原来的19 % 和 30 % 提高到 了26 % 和 39 %, 减少了资源的浪费。
理处置 建立生态区
加拿大铁矿公司( IOC) 的一个位于拉布拉多市铁矿厂，在过去的40 a 里向 Wabush 湖内排放了2 300万t 尾矿，严重危害了该湖的自然环境和生态环境。 为解决这一问题， IOC 联合当地政府、各投资方、环保组织和一些高校等积极 制定尾矿管理方案，最终确立了“尾矿生态化”计划。计划主体工程是沿尾矿 排放点在Wabush 湖内修筑一道堤坝，以拦截尾矿，然后在尾矿排放区域建造 一些陆地和人工湿地，种植植物，优化周围环境，提供野生动物栖息地，恢复 生态系统。
复垦造田
表土采掘→表土储存→回填整平→铺垫表土→复垦种植 ↑
固体废弃物
现在较为先进的复垦技术是开采与复垦紧密结合。如德国弗兰格尼 亚石膏矿床开采过程中就采用大型轮胎式装岩机处理粘土质覆盖物，其 运距较短，并能将剥离物及母土就近回填。复垦后的土地可用于农、林 、牧、渔及修建公共设施等。
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