国内尾矿资源的综合利用

国内尾矿资源的综合利用

彭亚

（中南大学资源与安全工程学院，长沙 410083）

摘要：综合阐述了我国尾矿资源的现状、对其进行综合利用的途径以及存在的问题，并就尾矿资源化利用提出了几点建议。

关键字：尾矿资源；现状；综合利用

我国是一个矿产资源丰富、种类齐全的国家。矿产资源是我们社会赖以生存和发展的物质基础。国内 95% 以上的一次性能源 80% 以上的工业原料 70% 以上的农业生产资料都来自矿产资源[1]（尾矿库复垦土地耕作效果试验研究-李朝阳等）。但由于我国贫矿多；单一矿少,共伴生矿多；矿石组成复杂,难选冶矿多的特点[2](把尾矿变成“香饽饽”——我国尾矿资源综合利用现状)，并且多数矿山选矿设备陈旧、老化现象普遍，以及管理水平和选矿回收率低[3]（尾矿资源化利用的问题、条件及相关政策建议-殷俐娟），矿产资源得不到充分的利用。据统计,我国现有矿山 15. 3 万个,其中 80% 的矿产资源为共伴生矿。我国共伴生矿产资源的综合利用率不到 20% ,矿产资源总回收率只有 30% 。即使在一些大型国有矿山企业开展了资源综合利用,也只占国有矿山的 10% 。大量有用资源进入了尾矿废石之中。

1 尾矿资源现状以及综合利用的必要性

1.1尾矿资源的堆存现状

尾矿是选矿厂在特定经济技术条件下，将矿石磨细选取有用组分后所排放的固体废料，是矿业开发特别是金属矿开发造成环境污染的重要来源。同时，受选矿技术水平、生产设备的制约，也是矿业开发造成资源损失的常见途径，因此尾矿具有二次资源与环境污染的双重特征[3]（尾矿资源化利用的问题、条件及相关政策建议-殷俐娟）。

一般而言,化工、黑色金属矿山中,尾矿的量要占矿石量的 50 %～80 % ；有色金属矿山中,尾矿量则要占到 70 %～95 % ；而在黄金、钼、钨、钽、铌等稀有金属矿山中尾矿量更是占到 99 %以上，几乎可以说是来多少矿石就得丢出去多少尾矿，量是十分巨大的[4]（矿山尾矿资源综合利用的探讨-刘敬等）。据统计，中国现有大中型尾矿库 1500 多座，如加上各种小型尾矿库，总计超过 1 万座。据中国矿业联合会绿色矿业办公室最新统计数据显示，目前我国各类矿石堆存的尾矿已高达 80.51 亿吨，并以年排放 6 亿多吨的速度在增长。尾矿的大量堆存是对资源的一种浪费，也会对环境造成很大的影响。

1.2尾矿资源综合利用的必要性

尾矿资源是金属和非金属矿山废弃物中数量最大、综合利用价值最高的一种资源[4]（矿山尾矿资源综合利用的探讨-刘敬）。将尾矿丢弃不仅需要占用大量

土地，给周围的生态环境造成很大的伤害，而且要投入各自处理和维护费用。而进行尾矿资源的综合回收与利用，不仅可以充分利用矿产资源，扩大矿产资源利用范围，延长矿山服务年限；也是治理污染、保护生态的重要手段；还可以节省大量的土地和资金，解决就业问题，造福于人类社会，实现资源效益、经济效益、社会效益和环境效益的有效统一[5]（尾矿综合回收与利用的效益-刘丽华）。所以在全球矿产资源供应紧张的局势下开发利用好长期累积的大量尾矿是我国矿业可持续发展的必然选择。

1.1.1 尾矿是一种宝贵的二次资源

尾矿中大多含有各种有色、黑色、稀贵、稀土和非金属矿物等,是宝贵的二次矿产资源，有待进一步的开发，回收。例如，从铜尾矿中可选出铜、金、银、铁、硫、萤石、硅灰石、重晶石等多种有用成分；从锡尾矿中也能回收铅、锌、锑、银等金属元素[6]（有色金属尾矿的问题及处理现状-孙燕等）。仅就从铁尾矿中回收精铁矿而言，全国铁尾矿品位平均 11% ，最高达 27% ，如以回收品位达 61% 的铁精矿，产率 2%～3% 计算，每年从铁尾矿中就可增产（300～400）×104 t 铁精矿，相当于投资几十亿元建设的一个大型联合企业[7]（铁矿尾矿的现状和综合利用途径-金末梅）。

1.1.2 尾矿的堆存会对环境造成影响

尾矿能带来经济效益，同时也能对环境造成较大的负面影响，主要体现在：矿山尾矿会直接造成环境污染：一、原矿直接携带超标污染物质，如放射性元素及其他有害组分；二、选矿过程中使用的化学药剂残存于尾矿并与其中某些组分发生反应，产生新的污染源；三、在地表堆放条件下，尾矿发生氧化、水解和风化等变化，使原本无污染的组分转变为污染组分，如有色金属矿山普遍存在的某些重硫化物；四、流经尾矿堆放场所的地表水，通过与尾矿相互作用，溶解某些有害组分并携带转移，造成大范围污染；五、由于金属矿山尾矿颗粒极细，排出的尾矿干涸后经风力携带极易扬尘造成污染；六、某些矿山尾矿直接排泄于湖泊、河流，污染水体，堵塞河道，引发大灾害[8, 9]（浅谈尾矿整体利用与矿山环境综合治理-杨保疆等；当前我国铁矿尾矿的资源状况利用现状及工作方向-王运敏等）。

矿山尾矿占用大量土地：目前，除了少部分尾矿得到应用外，多数尾矿只有堆存而未被利用，占用了大量土地资源。随着数量的增加，占用土地面积必将会继续扩大。

尾矿易产生安全隐患：由于尾矿库堆料超过库容、超龄服役，或遇山洪暴雨，或设计不合理，或安全措施不到位等原因，可引起塌陷、滑坡，造成尾矿库溃坝，带来泥石流灾害。尤其是坝高超过100m的大型尾矿库，一旦发生事故，造成的破坏将相当严重[3]（尾矿资源化利用的问题、条件及相关政策建议-殷俐娟）。

1.3尾矿的堆存会给国家和企业到来经济负担

由于尾矿堆存需要采取一系列措施来进行维护和管理，加上突发性原因会造成毁坏农田，或环境破坏的赔偿等，给国家和企业造成沉重的经济负担。据有关专家估算，我国冶金矿山尾矿堆放的基建费 l一3元/c 、经营管理费为3—5元/t ，每年堆放尾矿需花费1O—l5亿元，给国家和企业造成严重的经济负担[10]（江西省尾矿资源利用现状及对策-易先奎）。

2 尾矿资源综合利用的途径

1.1尾矿传统处理方法

尾矿无害化处理是目前世界各国采取的传统处理方法，为防止废石和尾矿受水冲刷和被风吹扬而污染环境，采用下列传统处理法：①物理法：向细粒尾矿喷水，覆盖石灰和泥土，用树皮、稻草覆盖顶部。②植物法：在废石或尾矿堆场上栽种永久性植物。③化学法：利用可与尾矿化合的化学反应剂(水泥、石灰、硅酸钠等)，在尾矿表面形成固结硬壳。此法成本较高，有的尾矿常同砂层交错，化学反应剂难于选择。④土地复原法：在开采后被破坏的土地上，回填废石、尾矿，沉降稳定后，加以平整，覆盖土壤，栽种植物或建造房屋[11]（尾矿化学处理与综合利用的国内外研究概况-王秀萍）。

1.2尾矿化学处理与综合利用技术研究

随着科学技术的迅速发展，近年来国内外诸多学者对尾矿进行了系统而深入的矿物学研究，研究揭示了尾矿矿物分解和形成的规律、水-气-矿物反应的机制。提出一些尾矿处理的新方法、新工艺。由此，传统概念的矿山尾矿固体废料，已从消极的环保治理转变为积极的资源化治理。

1.1.1 尾矿中金属和有用组分的回收

过去受思想认识和技术条件的限制，矿山选矿回收率不高，矿产综合利用程度不足，现已堆存甚至正在排出的尾矿中，含有丰富的有用元素[11]（尾矿化学处理与综合利用的国内外研究概况-王秀萍）。回收其中的有用物质和伴生元素是对尾矿综合利用的最直接的方法。如贺轶才真对晋南地区比较丰富的矽卡岩型铁矿尾矿资源含金量一般在 (0.3 ～0.7)×10-6 ,并且大部分为中粗粒金,单体解离度可达71.5% ,开发制造了集金重选设备,经生产验证取得了满意的效果,达到了在搅拌的同时富集金的目的,与摇床配套使用,形成了一套较完善的选矿流程,最终可获得 18.17 ×10- 6 的金精矿产品[12]（我国铁尾矿资源现状及综合利用-郭建文等）。又如河南银铜坡金矿尾矿中的金、银平均品位分别为 1175 g／t 和39 g／t 。该矿采用全泥氰化炭浆提金工艺，综合回收老尾矿库中的金和银，浸渣金、银品位分别为 0.21g／t 、11.64g／t ，金、银浸出率分别为 87.65 、69.84 。该矿采用浮选工艺综合回收氰渣中的铅、金、银和硫，铅精矿含 Pb 40O 、Au l5～25g／t 、Ag 250～300g／t ，Pb 、Au和Ag的回收率分别为 72 、82 和69 。我国丰山铜矿对其尾矿经重一浮一磁一重选联合工艺试验，可得含铜

82．7% 20.5 % 的铜精矿，含硫 43.61% 的硫精矿，含铁 55.61% 的铁精矿，含 WO

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的钨粗精矿[11]（尾矿化学处理与综合利用的国内外研究概况-王秀萍）。

1.1.2 利用尾矿生产建筑材料

我国铁矿资源嵌布粒度细，一般需经过二段磨矿，少数三段磨矿、选别，因此除预选抛出部分粗粒尾矿外，大部分选矿排除和堆存的尾矿粒度较细，一般尾矿粒度在 -0.074 mm 占 50%～75% ，仅长江中下游一带尾矿粒度较粗。同时尾矿的化学成分接近建筑用陶瓷材料、玻璃、砖瓦等所需要的成分，为开展尾矿用于制作建筑材料创造了条件。大致有以下几个方面。

（1）尾矿用作铺路材料、黄沙替代品等。铺路材料、黄沙替代品等是最基