礦山尾礦資源綜合利用現(xiàn)狀及前景分析
發(fā)表時(shí)間:2023-7-15 瀏覽次數(shù):531
自然資源是人類生存與發(fā)展不可缺少的物質(zhì)基 礎(chǔ),資源、能源的短缺是全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國際和平穩(wěn)定 的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。隨著世界經(jīng)濟(jì)的持續(xù)和迅速發(fā)展,資 源、能源以及環(huán)境已經(jīng)逐漸成為制約全球經(jīng)濟(jì)與社會(huì) 可持續(xù)發(fā)展的三大瓶頸; 轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式和實(shí)現(xiàn)可 持續(xù)發(fā)展已成為聯(lián)合國部署的戰(zhàn)略目標(biāo)。礦山行 業(yè)在這期間得到了快速發(fā)展,選廠的規(guī)模不斷擴(kuò)大, 生產(chǎn)能力日益提高。隨之而來的環(huán)境和資源壓力也 在不斷加大,尾礦的堆放和處理成為了制約礦山企業(yè) 發(fā)展的絆腳石。因此,如何利用好礦山尾礦,提高尾 礦的綜合利用水平對(duì)緩解資源的壓力,實(shí)現(xiàn)環(huán)境治 理,為礦山企業(yè)培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)都有著深遠(yuǎn)的意 義。
截止 2019 年初的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),礦山尾礦累計(jì)總量 達(dá) 170 億 t 以上,其中金屬尾礦超過 90% 。如此大量 的尾礦堆積,不僅造成資源的浪費(fèi),還帶來環(huán)境污染, 影響周邊人群的生活; 此外,在安全上還存在極大的 隱患,尾礦庫一旦發(fā)生潰壩事故,將給國家?guī)砭薮?的經(jīng)濟(jì)損失,甚至人員傷亡。目前,我國提倡加快建 設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì),在資源節(jié)約與管理、 生態(tài)保護(hù)力度和防災(zāi)減災(zāi)體系建設(shè)等方面得到了大 力的加強(qiáng)。因此,積極妥善處理礦山尾礦資源意義重大。
基于這些種類尾礦資源的特點(diǎn),后續(xù)主要分析金 屬礦尾礦資源的回收利用情況。
我國是世界礦業(yè)大國,固體礦產(chǎn)開發(fā)總規(guī)模居世 界前列。共有大、中型礦山 9 000 多座,小型礦山近30 萬座,占土地面積接近 40 000 km2,大量的土地被 廢棄。以露天礦為例,排土場和尾礦庫占整個(gè)礦山用 地面積的 40% ~ 65%。采選作業(yè)所排放的三廢 ( 廢渣、廢水、廢氣) 以廢渣為主,其堆存不僅占用和 破壞大量的土地資源,同時(shí)加劇了我國人多地少的矛 盾,污染環(huán)境,影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的生命健康。在看到尾礦資源所存在的問題的同時(shí),還應(yīng)看到其也是一種潛在的、寶貴的二次資源。當(dāng)前,許多發(fā)達(dá)國 家在建設(shè)綠色礦山( 無廢氣物排放) 方面為我國作出 了示范。
目前,尾礦資源綜合利用的途徑主要有二次回收 和整體利用。二次回收可以回收其中的有用礦 物,為礦山企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。整體利用方面,礦山 尾礦資源中 80% 以上是非金屬礦物,所含成分與建 材、無機(jī)化工、輕工業(yè)等非金屬原材料相似,經(jīng)過適當(dāng) 加工可作為建材、無機(jī)化工、輕工業(yè)等非金屬材料的 原材料,且不需要采礦、碎磨、篩分等加工作業(yè),便可 以作為細(xì)粒復(fù)合礦物原料使用。
從尾礦資源中二次回收有價(jià)金屬是尾礦資源開 發(fā)的一個(gè)重要戰(zhàn)略方向。目前我國礦業(yè)資源的主要 特點(diǎn)是共伴生礦物較多,受技術(shù)及設(shè)備等方面的原 因,造成尾礦中殘有部分有價(jià)礦物。如攀鋼集團(tuán)從尾 礦中回收釩鈦金屬礦物和稀有金屬元素,白銀公司從 浮選尾礦中回收銅、硫、金、銀等有價(jià)金屬礦物,招遠(yuǎn) 多家礦企從浮金尾礦中回收長石、石英及絹云母等非 金屬礦物,北衙某鋁土礦企從赤泥中磁選回收鐵礦 物。
3. 2. 1 用作建筑材料
我國采用尾礦加工建筑材料始于 20 世紀(jì)末:①制作建筑用砂和磚、公路和鐵路的鋪路碎石( 圖 1) 。王金忠等研究發(fā)現(xiàn),河北唐山某選鐵尾礦可部 分代替普通黏土研制建筑用磚,該燒結(jié)磚比普通黏土 磚強(qiáng)度和硬度高得多,而且制作加工成本廉價(jià),應(yīng)用 前景廣闊。②作為制備陶瓷等的原料。某選廠尾礦 經(jīng)過進(jìn)一步的加工,可以用于制作復(fù)合材料、微晶玻 璃、輕質(zhì)材料、光學(xué)制品等。而且二次回收后的尾礦 可根據(jù)物化特性,作為陶瓷、水泥等的原材料。
3. 2. 2 用作礦物化肥或土壤改良劑
部分礦山尾礦含鐵、磷、鋅、鉬、釩、硼、銅等元素, 適量的這些元素能維持植物的正常生長和發(fā)育。有 些礦山尾礦經(jīng)過適當(dāng)?shù)募庸た傻玫V物化肥,對(duì)土壤起 到改善土質(zhì)的作用。某選鐵尾礦經(jīng)贛州金環(huán) SLon- 高梯度磁選機(jī)處理后撒入土壤,不僅改善了土壤的磁 性,同時(shí)也使土壤中磁團(tuán)粒的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,最終將土壤的透氣性、空隙度、結(jié)構(gòu)性得到改善,使用效果見 圖 2。
3. 2. 3 回填礦山采空區(qū)
礦產(chǎn)資源的開發(fā)形成了大面積的采空區(qū),地表塌 陷、地表水滲漏給人類生存帶來巨大的危害等。用混 凝土渣漿泵將摻入水泥等固結(jié)材料的漿狀尾礦輸送 到采區(qū)井下進(jìn)行膠結(jié)充填( 或水砂充填) ,形成達(dá)標(biāo) 強(qiáng)度的回填整體。廣東凡口鉛鋅礦利用尾礦進(jìn)行充 填,尾礦利用率達(dá)到 90% 以上; 河北高陽某鐵礦利用 選鐵尾礦進(jìn)行膠結(jié)充填,不僅解決了尾礦的出路問 題,還解決了采空區(qū)問題。
礦山尾礦資源的綜合利用是一個(gè)世界性的難題, 主要涉及到地質(zhì)與資源、環(huán)境保護(hù)、礦山工程、生物生 態(tài)等多門學(xué)科,同時(shí)也受到全球資源和貿(mào)易市場、專 業(yè)技術(shù)水平及社會(huì)意識(shí)形態(tài)等多方面因素的影響。
從專業(yè)角度來說,礦山尾礦的回收利用相比于原 生態(tài)礦山開發(fā)利用更復(fù)雜,包括環(huán)保、安全等問題。從國家政策方面講,礦山尾礦管理?xiàng)l例與相關(guān)法律法 規(guī)和整體性規(guī)劃尚待完善。若要綜合利用好尾礦資 源,不但需要礦山企業(yè)的技術(shù)投入,還需要資金投入, 因此,需要國家有相關(guān)政策配合。
(1) 國家政策方面。礦山尾礦庫從開始設(shè)計(jì)到 最后綜合利用都與國家的環(huán)保、安監(jiān)以及國土部門息 息相關(guān),因此需要各相關(guān)部門各司其職、積極配合,從 而推進(jìn)尾礦資源的綜合利用工作。在具體工作中,應(yīng) 根據(jù)各類型尾礦資源的性能差異,以及對(duì)其利用的不 同需求,有目的性地去部署、去分批回收利用。此外, 尾礦資源的整體性規(guī)劃還應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持科學(xué)性( 如“先易 后難”、“先簡單后復(fù)雜”等) 的原則。在政策的具體 實(shí)行中需要注意: ①在制定和實(shí)施相關(guān)法律政策時(shí), 應(yīng)注意落實(shí)減免相關(guān)資源稅政策,從而激發(fā)企業(yè)的積 極性; ②合理地支配國家財(cái)政專項(xiàng)資金,重點(diǎn)支持大 型礦區(qū)的尾礦資源的開發(fā)利用工作,發(fā)揮示范作用; ③對(duì)礦山企業(yè)的準(zhǔn)入和監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定與完善,促 進(jìn)企業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整。
(2) 專業(yè)技術(shù)方面。為了提升礦山尾礦資源的 綜合利用水平,一方面要重點(diǎn)扶持黑色金屬、有色金屬、稀有稀土金屬以及貴金屬礦產(chǎn)共伴生資源的多 元、梯級(jí)、高值利用,另一方面要大力發(fā)展非金屬礦產(chǎn) 伴生資源的綜合回收利用和深加工。對(duì)于我國尾 礦資源回收利用研發(fā)能力薄弱、利用率低的問題,主 要原因在于各企業(yè)各自為戰(zhàn),既缺乏統(tǒng)一的管理和組 織協(xié)調(diào),也受資金、研究能力的局限,不能形成合力攻 關(guān)。因此,我國未來需加強(qiáng)對(duì)尾礦資源綜合利用技術(shù) 的研究與創(chuàng)新,研發(fā)出先進(jìn)的技術(shù)、工藝、設(shè)備,使尾 礦資源得以高效綜合利用。
(1) 隨著科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)力水平的飛速發(fā)展,傳 統(tǒng)意義的礦山尾礦廢料,已從消極的環(huán)保治理陸續(xù)轉(zhuǎn) 變?yōu)榉e極的資源化利用。它不但使原來資源枯竭或 不足的礦山重塑為新礦產(chǎn)資源基地,推動(dòng)了新材料技 術(shù)的發(fā)展,還有助于解決環(huán)境污染、生態(tài)修復(fù)和國土 整治難題,具有巨大的潛在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
(2) 我國礦山企業(yè)應(yīng)樹立長遠(yuǎn)的尾礦資源意識(shí), 把礦山尾礦的綜合利用和妥善治理作為促進(jìn)社會(huì)經(jīng) 濟(jì)發(fā)展、保持礦業(yè)持續(xù)進(jìn)步的必要措施。
文章作者:盧瑞楨 甘 敏 林欣威
編輯整理:冶金渣與尾礦
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