铁尾矿综合利用(课件)
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这类尾矿以马钢南山、马钢姑山、安徽黄梅山和江苏吉山 等地的尾矿为代表，也常被称为马钢型铁尾矿。
铁尾矿综合利用
Dr.Feng
主要章节
1.中国铁尾矿的资源现状 2.铁尾矿综合利用的研究进展 3.国外尾矿处理的新技术 4.主要结论
2
第一部分 中国铁尾矿的资源现状
1.1 中国钢铁行业现状
中国 49% 21%
4% 4% 5% 5% 7% 2%
3%
日本 美国 印度 俄罗斯 韩国 德国 土耳其 其他
图1 2013年全球粗钢产量比例
9
中国铁尾矿的资源现状
1.4 铁尾矿的分类
按原矿的矿物性质，一般可将铁尾矿分为两大类，即磁铁 矿尾矿和赤铁矿尾矿。
排量大，磁铁矿的产量约为赤
磁铁矿尾矿 铁矿的三倍，所以磁铁矿尾矿
铁
的排量要大于赤铁矿尾矿。
尾
矿
产比高，由于赤铁矿比磁铁矿
赤铁矿尾矿
难选，单位产量的赤铁矿将产 生更多的尾矿，综合利用难度
也更高。
10
中国铁尾矿的资源现状
按铁尾矿的化学组成特征，可将铁尾矿分为五大类，即： 高硅型铁尾矿、高铝型铁尾矿、高钙镁型铁尾矿、低钙镁铝硅型 铁尾矿和多金属型铁尾矿。
1.4.1 高硅型铁尾矿
该类尾矿硅含量高、粒度细，不含有价的伴生元素，SiO2 含量一般在70%以上，尾矿中 90%以上是石英、绿泥石、角闪石 、 云 母 、 长 石 和 白 云 石 等 硅 酸 盐 矿 物 ， 平 均 粒 度 一 般 为 0.040.20mm。
大型铁尾矿库一旦溃坝，对坝下的村庄、农田以及周边的生 态将造成毁灭性的破坏。建国以来，已发生大小尾矿库溃坝的事 故数百起，西襄汾新塔矿业尾矿库溃坝是近期发生最严重的铁尾 矿库溃坝事故，事故泄容量26.8万立方米，过泥面积30.2公顷，波 及下游500米左右的矿区办公楼、集贸市场和部分民宅，造成277 人死亡、4人失踪、33人受伤，直接经济损失达9619.2万元。
40
400
819
743
300
686 627 619
30
200
443 383
20
326
275
100
208
10
148.
0
0
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
图3 中国近年铁矿石进口量及进口依赖度
伴随着钢铁行业的连年发展，中国的钢铁形势却出现了困
这类尾矿以鞍钢东鞍山、首钢大石河、太钢峨口、唐钢石 人沟和本钢南芬等地的尾矿为代表，也常被称为鞍山型铁尾矿 。
表1 鞍本地区铁尾矿的主要化学组成（%）
元素
Fe
SiO2
Al2O3
wenku.baidu.com
CaO
MgO
其它
含量
12.56
75.50
1.78
0.50
2.10
7.56
11
中国铁尾矿的资源现状
1.4.2 高铝型铁尾矿
该类尾矿排量相对较少，Al2O3含量高，一般不含伴生元素 和组份，个别尾矿伴生有磷、硫，通常含有长石、云母、高岭 土、绿泥石、磷灰石和黄铁矿等矿物，-0.074mm粒级含量占 30-60%。
7
中国铁尾矿的资源现状
1.3.2 污染环境
铁矿石都不程度地伴生有铜、铅和铬等重金属元素，进入尾 矿后这些有害元素会发生生物化学迁移，对大气、水体和土壤造 成严重污染；此外，某些残留在铁尾矿中的药剂对附近水体和农 田生态环境的影响也十分严重；尾矿中的硫化物会产生酸性水， 进一步淋浸重金属，迁移流失后对整个生态环境将造成极大危害 。
干旱多风地区，铁尾矿堆积库表层的粉尘可随风到达很远距 离，甚至会带来沙暴，使土地沙化、植被破坏甚至直接威胁到人 畜的生存；因铁尾矿堆积使周围土地沙化造成农田减、绝产等事 件时有发生。
8
中国铁尾矿的资源现状 1.3.3 安全隐患
由于中国铁矿的嵌布粒度细，常需深度细磨才能有效的实现 铁矿物的单体解离。因此，铁尾矿普遍粒度细、含水量高且难以 脱水。部分铁尾矿常处于不稳定的泥浆态，随着铁尾矿的不断堆 存，尾矿库坝体不断增高，尾矿库的安全隐患日益升高。
6
中国铁尾矿的资源现状
1.3 铁尾矿的危害
1.3.1 占用土地
中国的铁尾矿利用率远低于国外，与发达国家相比差距更大 ，大量尾矿只能堆存于尾矿库中。铁尾矿堆存需要建专门的尾矿库 ，因而占据大量的农田和林用土地，其中包括一些生产力很高的耕 地和良田。由于铁尾矿的排放量巨大，中国新增的铁尾矿堆积土地 面积约为120公顷/年。此外，尾矿库的建设需要花费大量的资金， 一般尾矿库的基建投资为 1~3元/t，运行费用 3~5元/t。据报道， 2000年，中国用于铁尾矿堆存的运营费用即超过7亿元，至2013年 ，该项运营费用可能已超过20亿元/年。
铁是钢材最主要的组份，是工业生产中必不可缺的金属。2013 年全球钢铁表观消费量为14.54亿吨，同比增长2.9%；2014年，全球 钢铁表观消费量将达到15.62亿吨，同比增长3.2%。
3
产量(百万吨)
中国铁尾矿的资源现状
800 700 600 500 400 300 200 100
0
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
图2 中国近二十年粗钢产量
中国是全球最大的钢铁生产国、出口国和消费国，自2000年 中国的钢铁产量开始急速增长，至2013年粗钢产量为7.79亿吨， 预计2014年表观钢铁消费量达到7.48亿吨。
4
中国铁尾矿的资源现状
进口量（百万吨）
进口依赖度（%）
900
80
800
70
700
60
600 50
500
境。2003年，中国超过日本成为全球最大的铁矿石进口国，中 国铁矿石的进口依赖度也连年攀升，2013年已超过了70%。这给 中国钢铁行业的健康平稳发展带来了严重的威胁。
5
中国铁尾矿的资源现状
1.2 中国铁尾矿的堆存量
尾矿是选矿产生的废弃物，是工业固体废弃物的主要组成 部分。2006年，中国总尾矿堆存量约80亿t，当年尾矿的排量 约为5亿吨，此后中国尾矿的排量逐年上升；至2012年，中国 尾矿年排量为15.81亿吨，依次推算，至堆量近200亿吨。而 中国作为全球最大的钢铁生产国，铁尾矿的堆存量约占总尾 矿堆存量的三分之一，则2014年中国总铁尾矿堆存量应有近 70亿吨。
铁尾矿综合利用
Dr.Feng
主要章节
1.中国铁尾矿的资源现状 2.铁尾矿综合利用的研究进展 3.国外尾矿处理的新技术 4.主要结论
2
第一部分 中国铁尾矿的资源现状
1.1 中国钢铁行业现状
中国 49% 21%
4% 4% 5% 5% 7% 2%
3%
日本 美国 印度 俄罗斯 韩国 德国 土耳其 其他
图1 2013年全球粗钢产量比例
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中国铁尾矿的资源现状
1.4 铁尾矿的分类
按原矿的矿物性质，一般可将铁尾矿分为两大类，即磁铁 矿尾矿和赤铁矿尾矿。
排量大，磁铁矿的产量约为赤
磁铁矿尾矿 铁矿的三倍，所以磁铁矿尾矿
铁
的排量要大于赤铁矿尾矿。
尾
矿
产比高，由于赤铁矿比磁铁矿
赤铁矿尾矿
难选，单位产量的赤铁矿将产 生更多的尾矿，综合利用难度
也更高。
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中国铁尾矿的资源现状
按铁尾矿的化学组成特征，可将铁尾矿分为五大类，即： 高硅型铁尾矿、高铝型铁尾矿、高钙镁型铁尾矿、低钙镁铝硅型 铁尾矿和多金属型铁尾矿。
1.4.1 高硅型铁尾矿
该类尾矿硅含量高、粒度细，不含有价的伴生元素，SiO2 含量一般在70%以上，尾矿中 90%以上是石英、绿泥石、角闪石 、 云 母 、 长 石 和 白 云 石 等 硅 酸 盐 矿 物 ， 平 均 粒 度 一 般 为 0.040.20mm。
大型铁尾矿库一旦溃坝，对坝下的村庄、农田以及周边的生 态将造成毁灭性的破坏。建国以来，已发生大小尾矿库溃坝的事 故数百起，西襄汾新塔矿业尾矿库溃坝是近期发生最严重的铁尾 矿库溃坝事故，事故泄容量26.8万立方米，过泥面积30.2公顷，波 及下游500米左右的矿区办公楼、集贸市场和部分民宅，造成277 人死亡、4人失踪、33人受伤，直接经济损失达9619.2万元。
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686 627 619
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443 383
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208
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148.
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2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
图3 中国近年铁矿石进口量及进口依赖度
伴随着钢铁行业的连年发展，中国的钢铁形势却出现了困
这类尾矿以鞍钢东鞍山、首钢大石河、太钢峨口、唐钢石 人沟和本钢南芬等地的尾矿为代表，也常被称为鞍山型铁尾矿 。
表1 鞍本地区铁尾矿的主要化学组成（%）
元素
Fe
SiO2
Al2O3
wenku.baidu.com
CaO
MgO
其它
含量
12.56
75.50
1.78
0.50
2.10
7.56
11
中国铁尾矿的资源现状
1.4.2 高铝型铁尾矿
该类尾矿排量相对较少，Al2O3含量高，一般不含伴生元素 和组份，个别尾矿伴生有磷、硫，通常含有长石、云母、高岭 土、绿泥石、磷灰石和黄铁矿等矿物，-0.074mm粒级含量占 30-60%。
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中国铁尾矿的资源现状
1.3.2 污染环境
铁矿石都不程度地伴生有铜、铅和铬等重金属元素，进入尾 矿后这些有害元素会发生生物化学迁移，对大气、水体和土壤造 成严重污染；此外，某些残留在铁尾矿中的药剂对附近水体和农 田生态环境的影响也十分严重；尾矿中的硫化物会产生酸性水， 进一步淋浸重金属，迁移流失后对整个生态环境将造成极大危害 。
干旱多风地区，铁尾矿堆积库表层的粉尘可随风到达很远距 离，甚至会带来沙暴，使土地沙化、植被破坏甚至直接威胁到人 畜的生存；因铁尾矿堆积使周围土地沙化造成农田减、绝产等事 件时有发生。
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中国铁尾矿的资源现状 1.3.3 安全隐患
由于中国铁矿的嵌布粒度细，常需深度细磨才能有效的实现 铁矿物的单体解离。因此，铁尾矿普遍粒度细、含水量高且难以 脱水。部分铁尾矿常处于不稳定的泥浆态，随着铁尾矿的不断堆 存，尾矿库坝体不断增高，尾矿库的安全隐患日益升高。
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中国铁尾矿的资源现状
1.3 铁尾矿的危害
1.3.1 占用土地
中国的铁尾矿利用率远低于国外，与发达国家相比差距更大 ，大量尾矿只能堆存于尾矿库中。铁尾矿堆存需要建专门的尾矿库 ，因而占据大量的农田和林用土地，其中包括一些生产力很高的耕 地和良田。由于铁尾矿的排放量巨大，中国新增的铁尾矿堆积土地 面积约为120公顷/年。此外，尾矿库的建设需要花费大量的资金， 一般尾矿库的基建投资为 1~3元/t，运行费用 3~5元/t。据报道， 2000年，中国用于铁尾矿堆存的运营费用即超过7亿元，至2013年 ，该项运营费用可能已超过20亿元/年。
铁是钢材最主要的组份，是工业生产中必不可缺的金属。2013 年全球钢铁表观消费量为14.54亿吨，同比增长2.9%；2014年，全球 钢铁表观消费量将达到15.62亿吨，同比增长3.2%。
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产量(百万吨)
中国铁尾矿的资源现状
800 700 600 500 400 300 200 100
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图2 中国近二十年粗钢产量
中国是全球最大的钢铁生产国、出口国和消费国，自2000年 中国的钢铁产量开始急速增长，至2013年粗钢产量为7.79亿吨， 预计2014年表观钢铁消费量达到7.48亿吨。
4
中国铁尾矿的资源现状
进口量（百万吨）
进口依赖度（%）
900
80
800
70
700
60
600 50
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境。2003年，中国超过日本成为全球最大的铁矿石进口国，中 国铁矿石的进口依赖度也连年攀升，2013年已超过了70%。这给 中国钢铁行业的健康平稳发展带来了严重的威胁。
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中国铁尾矿的资源现状
1.2 中国铁尾矿的堆存量
尾矿是选矿产生的废弃物，是工业固体废弃物的主要组成 部分。2006年，中国总尾矿堆存量约80亿t，当年尾矿的排量 约为5亿吨，此后中国尾矿的排量逐年上升；至2012年，中国 尾矿年排量为15.81亿吨，依次推算，至堆量近200亿吨。而 中国作为全球最大的钢铁生产国，铁尾矿的堆存量约占总尾 矿堆存量的三分之一，则2014年中国总铁尾矿堆存量应有近 70亿吨。