矿山废石与尾矿的处理与资源化

1. 矿山废石与尾矿的处理与资源化-回收有价金属

我国共生、伴生矿产多，矿物嵌布粒度细，以采选回收率计，铁矿、有色金属矿、非金属矿分别为60％-67％、30％-40％、25％-40％，尾矿中往往含有铜、铅、锌、铁、硫、钨、锡等，以及钪、镓、钼等稀有元素及金、银等贵金属。尽管这些金属的含量甚微、提取难度大、成本高，但由于废物产量大，从总体上看这些有价金属的数量相当可观。

(1)铁矿尾矿

铁矿选厂主要采用高梯度磁选机，从弱磁选、重选和浮选民矿巾回收细粒赤铁矿。如瑞典斯特拉萨铁矿石选厂采用大型的Sala480型转盘式磁选机处理弱磁选和螺旋选矿机的尾矿，从含铁11.15％的尾矿中可得到含铁42.61％的精矿，铁回收率44.1％。我国大孤山选矿厂尾矿经圆盘式碰选机粗选，粗精矿再磨后经脱水槽、磁选机、细筛再选，每年可回收60％左右铁精矿8万吨。

除从尾矿中回收铁精矿外，还可回收其他有用成分。芬兰用Skimair型浮选机以“闪速“浮选法从磁铁矿中回收铜；巴西从含铁石英岩中回收金；我国攀枝花铁矿年产铁矿石1350万吨，又从其尾矿中回收了钒、钛、钴、抗等多种有色金属和稀有金属。

(2)有色金属矿山尾矿

美国犹他州阿尔丘尔和马格纳铜选厂处理堆积的尾矿，日处理矿量10.8万吨，可得到含铜20％及少量钼的精矿。澳大利亚北布罗肯希尔公司从堆存60多年的老尾矿中回收锌，可得品位为44.7％的锌精矿，回收率达87.7％。我国丰山铜矿对其尾矿经重选—浮选 —磁选—重选联合工艺试验，可得含铜20.5％的铜精矿、含硫43.61％的硫精矿、含铁55.61％的铁精矿，含WO382.7％的钨 粗精矿。铁山垅钨矿对部分硫化矿尾矿进行浮选回收银试验，可获得含银808g／t的含铋银精矿，采用三氯化铁盐酸溶液浸出，最终获 得海绵铋和富银渣。

(3)金矿尾矿

黄金价值高，但在地壳中含量很低，所以从金矿尾矿中回收金就显得更为重要。澳大利亚新庆金矿选厂从1990年起建立尾矿处理厂，对尾矿首先经脱泥旋流器回收含金硫化矿粗颗粒，然后用圆锥选矿机和螺旋选矿机分选，所得精矿磨醉后再浸出，大大提高了金的总回收率。我国湘西某金矿对老后矿采用浮选—尾矿氰化选冶联合流程，金总回收率达到74％。黑龙江某金矿采用浮选法从氰化尾矿中回收铜，回收李达89.01％，我国南方某金矿采用浮选—尾矿氰化—浸渣浮选的工艺，从老尾矿中回收金、锑、钨，回收率分别达到81.18％、20.17％、61.00％。

2．矿山废石与尾矿的处理与资源化-生产建材

(1)尾矿制砖

尾矿砖种类多，废物消耗大，既可生产免烧砖、墙体砌块、蒸养砖等建筑用砖，也可生产铺路砖、涂化饰面砖等。某金矿于1996年投资2000万元引进国家“双免”砖生产技术，建成了4条生产线，每年消耗尾矿6万吨。同济大学与某铁矿合作，研制出装饰面砖，更适合作外墙贴面砖，还可调入不同色彩颜料做成彩色光滑的面砖，代替普通瓷砖、人造大理石等作室内装饰用。中国地质科学院尾矿利用技术中心与湖南某铅锌矿合作，利用铅锌尾矿及当地憨土等辅料生产出6种颜色的墙地砖，经北京市建材质量监督检查站检验，符合彩色釉面陶瓷地砖的围家标憋，现已投入大量生产。江苏铜山县某乡有10多家矸石砖厂，年用矸石3.6万吨，节约煤炭6300t，保护耕地300亩。

(2)生产水泥和混凝土

矿业废物不仅可以代替部分水泥原料，且能起到矿化作用，从而有效提高熟料产量、质量并降低煤耗。如某铜尾矿含Si0236.52％、 CaO25.62％、Al2034.84％、T-Fel6.27％，可以全部取代铁粉，部分代替教土和石灰石原料，从而大大节约了铁粉、黏土、石灰石以及 燃煤用电费用，全年累计可节约资金上百万元。山东省某县特种水泥厂用5.32％的铜尾矿进行配料后，熟料质量有所提高，能满足高标 号水泥生产要求。每吨熟料耗煤比标定指标降低了15.7％，可代替复合矿化剂，生产成本降低12％。此外，尾矿还可作为配料来配制混 凝土，使混凝土具有较高的强度和较好的耐久性。根据不同的粒级要求，尾矿颗粒不必加工，即可作为混凝土的组纫骨科直接使用。

(3)生产玻璃

利用尾矿砂生产玻璃的研究应用主要有以下两种。

①利用高钙镁型铁尾矿生产饰面玻璃

由于这种尾矿CaO、Mg0和FeO含量较高，玻化时容易铸石化，适当添加砂岩等辅助原料和采用合适的熔制工艺，可使之进化成为高级饰面玻璃，铁尾矿用量可达70％-80％，生产出的玻璃理化性能好，其主要性能优于天然大理石。

②作为生产微晶玻璃的材料

微品玻璃也是一种高级装饰材料，其制作成本较高，试验表明，在微品玻璃的配方中引入尾矿可大大改善产品的性能。

(4)用作其他建筑材料

废石、尾矿还可以生产其他建筑材料，如陶瓷、石英砂等。如首钢选矿厂利用尾矿生产优质“中砂”，月生产能力4-6万吨，综合年效益可达500万元。彩色石英砂是国内近来开发的一种新型外墙装饰材料，采用石英含量较尚的尾矿生产彩砂，则可省去破碎加工费用，降低成本，已开始应用。

3．矿山废石与尾矿的处理与资源化-用作农肥

有些层办因其成分适宜，可用作土授改良剂或微量元素肥料，以有效改参土壤的团粒结构，提高土壤的孔隙、透气性、透水性，促进作物增产。如铁尾矿含有少量的磁铁矿，经磁化后，再掺加适量的N、P、K等，即得磁化复合肥；镁尾矿中因含有CaO、MgO和SiO2，尾矿可用作土壤改良剂对酸性土壤进行中和处理；锰层矿除含锰外，通常还含有P2O5、Clˉ、SO4ˉ、MgO和CaO等，可将其作为一种复合肥使用；铜尾矿施于缺钼的土壤，既有利于农业增产，又可降低食道癌的发病率。

4．矿山废石与尾矿的处理与资源化-采空区回填、覆土造田

用来源广泛的尾砂、废石、尾矿代替砂石进行地下采空区回填，耗资少、操作简单，可防止地面沉降塌陷与开裂，减少地质灾害的发生。如铜陵菜铜矿利用全水速凝胶结充填工艺进行回填，充填成本可减少13％左右；某金矿分矿采用高水固结尾砂充填采矿法，比原来水泥河沙胶结充填工艺优势明显，提高了生产能力，节省了费用。

南京某铅锌银矿使用旋流器分选出租、细砂，将细层矿用箱式压滤机压成滤饼，伴以水泥及粗砂送入井下作充填料，既解决了尾矿堆存问题、防止地面陷落，又可每年节约几十万元的外购填料费用。

某钨矿在停用的尾矿库进行复垦，建起了一座早冰场，矿区公园也有一部分位于此后矿库上。此外，对坝坡进行了多年种植试验，完成了6000㎡以上的坝坡种植绿化。

某有色金属公司在篦子沟铜矿的莫家洼和韩家沟两个服役期满已闭的库田，运土约14万立方米，覆盖土层平均厚度约400-600mm，共造田28.6万平方米。经多年耕作，种植的蔬菜、瓜果、粮食都获得了好收成，收获的小麦、玉米等经化验含重金届毒物都未超过国家食品卫生标准，且尾矿库被绿色植物覆盖后，提高了当地空气湿度，空气中粉尘浓度大大降低。