铁尾矿无害化处理及生态应用研究

７８　安全与环保

黄　金

ＧＯＬＤ

２０１５年第１０期／第３６卷

铁尾矿无害化处理及生态应用研究

收稿日期：２０１５－０８－２５

作者简介：夏洪波（１９７７—），女，黑龙江依安人，工程师，硕士，主要研究方向为矿业安全；北京市朝阳区芍药居３７号楼１０８室，国家安全生产监督

管理总局信息研究院，

１０００２９；Ｅ-ｍａｉｌ：ｂｏｂｏ-ｓｎａｋｅ＠１２６．ｃｏｍ夏洪波１，董志灵２，张夫道２

（１．国家安全生产监督管理总局信息研究院；２．北京海达华尾矿资源利用技术有限公司）

摘要：利用北京市怀柔区汤河口尾矿库回采的铁尾矿为原料，通过加工、精准分离和无害化处理，采用硅酸盐矿物制备和纯化等新技术和关键设备，可将８０％左右的铁尾矿制成建筑用砂原料、铁精粉、精制石英砂、高纯石英粉、高纯超细硅微粉、纳米ＳｉＯ２、高纯黑云母粉、硫酸铝等产品，而剩余２０％左右的无害化尾渣可作为原料用于生产纳米生态缓释肥料和纳米－亚微米生态修复功能材料。该项目的研究和实施，对促进发展循环经济以及节约矿产资源和保护生态环境，都具有极为重要的产业示范意义。

关键词：铁尾矿；无害化处理；硅酸盐矿物；生态修复材料

中图分类号：ＴＤ９２６．４　Ｘ７５１ 文章编号：１００１－１２７７（２０１５）１０－００７８－０４文献标志码：Ａ

ｄｏｉ：１０．１１７９２／ｈｊ２０１５１０１８

０引言

北京市怀柔区汤河口尾矿库（下称“汤河口尾矿库”）建于２０世纪８０年代，１９８９年投入使用。目前，汤河口尾矿库铁尾矿堆积标高为６２２．

５ｍ，总库容约１５０万ｍ３；由于此铁矿资源枯竭，该尾矿库已经完成服务使命。为彻底消除尾矿堆存带来的环境和安全隐患，北京市安全生产监督管理局、北京市怀柔区政府于２０１１年批准了将该尾矿库予以回采并综合利用的工程方案。具体工程方案：首先，回收尾矿中的铁；其次，将回收铁后的尾矿筛分为粗砂和细砂两部分，其中粗砂作为建筑用砂产品，细砂用于烧制黏土砖或制备免烧砖。该工程于２０１３年９月正式开工，然而根据２０１４年北京市新增产业的禁止和限制目录（京政办发［２０１４］４３号），北京市今后严禁建设烧制黏土砖或制备免烧砖产业；因而，如果没有其它更好的利用途径，该尾矿库在回采过程中最终将有约５０万ｔ左右的尾矿细砂（下称“尾泥”）无法予以消化和安全处置，其安全危害和环境污染隐患可能比不进行回采还要严重。

针对汤河口尾矿库回采施工过程中存在的实际问题，以及后续工程建设的需求，本文开展了尾矿资源高效开发与无害化生态应用技术试验研究，并根据中试生产试验结果，制定了技术方案和生产工艺。采用硅酸盐矿物制备和纯化等新技术生产了铁精粉、精制石英砂、高纯石英粉、高纯超细硅微粉、纳米ＳｉＯ２、高纯黑云母粉、硫酸铝等产品。采用该项技术生产的无害化金属尾矿缓释肥料已在山东、河南、陕西、四川

等地区进行了定位试验研究，主要粮食作物均增产１５％～４０％。

１

工程建设

１．１

临时工业生产设施

临时工业生产设施主要包括铁尾矿建筑用砂石

料加工系统、精准分离和无害化处理系统、硅酸盐矿物回收制备系统、废水处理和循环利用系统及其相关公用辅助设施等。土地占用以临时用地为主，厂房采

用钢架结构［１－３］

，待汤河口尾矿库回采工程完成后，

该临时工业生产设施将全部拆除，并恢复地形地貌和植被修复。该临时工业生产设施首先将铁尾矿中的粗颗粒部分筛分出来加工制成建筑用砂石料，其次是对筛分出的细砂（尾泥）通过精准分离和无害化处理、硅酸盐矿物制备技术等回收有价值组分，最后将剩余无害化尾渣一部分用于生产纳米－亚微米生态修复功能材料，一部分用于生产纳米生态缓释肥料，从而实现铁尾矿的全面回收和零排放。中试生产试验结果表明，资源综合利用率达到９９％以上。同时，

生产废水处理后检测结果表明，符合相关标准［１］

规定的地表水体Ａ排放限值指标，处理后的废水将循环再利用以节约用水，降低生产成本。１．２先进新材料及纳米生态缓释肥生产设施

先进新材料及纳米生态缓释肥生产设施主要包括硅酸盐矿物制备和纯化系统、纳米材料制备系统、纳米缓释肥料制备系统及相关公用辅助设施。通过该生产设施，可将从铁尾矿中回收的硅酸盐矿物纯化制成高纯超细硅微粉、高纯黑云母粉、纳米ＳｉＯ２等可