我國(guó)鐵尾礦綜合利用現(xiàn)狀

遼寧 徐帥

我國(guó)鐵尾礦綜合利用現(xiàn)狀

遼寧 徐帥

隨著鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展，鐵尾礦的產(chǎn)量在不斷增加。鐵尾礦的存放嚴(yán)重污染環(huán)境，占用大量土地，且處理維護(hù)費(fèi)用高、風(fēng)險(xiǎn)大，因此鐵尾礦的綜合應(yīng)用已引起了人們的高度重視。本文主要論述了鐵尾礦在我國(guó)的利用情況及存在問(wèn)題。

鐵尾礦；綜合利用

一、尾礦造成的危害

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的礦山大約有8000多座，尾礦庫(kù)建有1萬(wàn)多座，2007年底，尾礦總量已達(dá)到80億噸。如此巨大數(shù)量的尾礦一旦處理方法不當(dāng)，肆意排放到外界，會(huì)給自然界帶來(lái)巨大危害，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.鐵尾礦嚴(yán)重污染環(huán)境

鐵尾礦排放到外界，將會(huì)對(duì)大氣和水造成污染，也會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)造成污染，如土壤污染、植被破壞等。

2.鐵尾礦占用大量土地

鐵尾礦庫(kù)要占據(jù)大量的農(nóng)用、林用土地，其中包括生產(chǎn)力高的耕地、良田。而且隨著鐵尾礦數(shù)量的增加，占用的土地面積將繼續(xù)擴(kuò)大。這就導(dǎo)致鐵尾礦庫(kù)所在地區(qū)的土地資源失去平衡。

3.造成嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害

尾礦如果堆積過(guò)多，勢(shì)必會(huì)造成尾礦庫(kù)坍塌。2008年9月8日，山西襄汾新塔礦業(yè)有限公司塔兒山鐵礦的一座尾礦庫(kù)發(fā)生潰壩事故，276人死亡，危險(xiǎn)性不容忽視。

4.各種有價(jià)元素遭到流失

尾礦中含有的金屬元素多和非金屬元素很多，但就現(xiàn)有的技術(shù)很多元素還無(wú)法回收或回收成本過(guò)高，不能綜合利用，造成大量元素流失，浪費(fèi)了寶貴的資源。

二、綜合利用

鐵尾礦作為二次能源也已受到世界各國(guó)的廣泛重視，國(guó)外對(duì)尾礦的回收利用起步較早，在19世紀(jì)70年代就已經(jīng)開(kāi)始。我國(guó)較國(guó)外起步較晚，但發(fā)展很快?，F(xiàn)在已經(jīng)得到相關(guān)部門的重視。目前，已經(jīng)有很多設(shè)計(jì)院、高校和礦山企業(yè)聯(lián)合起來(lái)，對(duì)鐵尾礦的二次利用進(jìn)行開(kāi)發(fā)，在尾礦中回收有價(jià)金屬與非金屬元素、尾礦制作建筑材料、磁化尾礦作土壤改良劑方面已取得了一些實(shí)用性成果。鐵礦尾礦的綜合利用主要有以下幾個(gè)方面:

1.回填礦山采空區(qū)域

對(duì)礦山采空區(qū)域的回填是對(duì)尾礦利用最直接、最有效的途徑之一。鐵尾礦做礦井下填充物工藝簡(jiǎn)單、耗資少，降低了充填成本和整個(gè)礦山生產(chǎn)成本。不僅解決了尾礦大量堆積問(wèn)題，還可以有效避免環(huán)境污染，防止礦山因?yàn)殚_(kāi)采造成的空間區(qū)域坍塌。

2.用作建筑材料

（1）用作筑路材料

鐵尾礦砂應(yīng)用于道路中還是處于試驗(yàn)階段，還沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。但是，通過(guò)研究顯示，鐵尾礦砂在公路基層和底基層的應(yīng)用前景還是很可觀的。

陜西省禹閻高速公路施工工程中，公路全長(zhǎng)11.75km,該段地形地貌復(fù)雜、地質(zhì)條件較差,土質(zhì)均為粉砂土,長(zhǎng)期受雨水沖刷。設(shè)計(jì)路面基層部分地段采用鐵礦尾砂作為填充材料,通過(guò)材料的合成級(jí)配調(diào)整材料的配合比；經(jīng)過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)確定最佳含水量和最大干密度；通過(guò)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、回彈模量試驗(yàn)、劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)等，檢測(cè)確定材料的強(qiáng)度完全可以應(yīng)用在公路的基層和底基層。

位于207國(guó)道的王岸至十八盤段大修工程，采用鐵尾礦砂代替級(jí)配碎石做基層，基層采用二灰穩(wěn)定鐵尾礦砂進(jìn)行配合比試驗(yàn)，結(jié)果反映良好，利用鐵尾礦42000立方米，節(jié)省投資105萬(wàn)元，即節(jié)省了經(jīng)濟(jì)工程造價(jià)，又大量應(yīng)用了尾礦，減少了環(huán)境的污染。創(chuàng)造了較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，值得我們借鑒。

（2）用于生產(chǎn)水泥

水泥是建筑行業(yè)中使用量最大的建筑材料之一。尾礦可以用于制作水泥，是因?yàn)槲驳V中含鐵量高，以鐵尾礦替代用于生產(chǎn)水泥用的鐵粉。

(3)作為墻體材料

鐵尾礦可以作為替代物制燒結(jié)磚，以鐵尾礦代替部分粘土,摻入適量增塑劑,完全可以燒制出普通粘土磚,而且可通過(guò)控制鐵尾礦摻量,制成不同強(qiáng)度等級(jí)。

(4）生產(chǎn)裝飾材料

近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，鐵尾礦砂可以用做建筑玻璃和建筑陶瓷。例如，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院尾礦利用基地，利用首鋼某鐵礦的鐵尾礦砂研制燒出了優(yōu)美的黑棕色工業(yè)陶瓷和日用陶瓷，其成品符合部頒標(biāo)準(zhǔn)，已投入批量生產(chǎn)。鐵尾礦還可以用作研制生產(chǎn)各種彩釉墻地磚和飾面磚。

3.用于污水處理

把尾礦泥加入到城市污水中，礦泥能將重金屬離子吸附于尾礦的表面，形成沉淀物從水中分離。

4.作復(fù)合肥有效改良土壤

鐵尾礦中往往含有鋅、錳、銅等微量元素，這正是維持植物生長(zhǎng)和發(fā)育的必須元素。鐵尾礦中的鈣、鎂、錳、磷尾礦中含有大量對(duì)植物生長(zhǎng)有利、促進(jìn)土壤營(yíng)養(yǎng)組分轉(zhuǎn)化吸收和質(zhì)量?jī)?yōu)化的微量元素，部分屬于復(fù)合礦物肥料或土壤改良劑。

5.鐵尾礦再選回收利用

尾礦二次利用，從尾礦中提取有用的金屬元素，對(duì)資源利用率的提高、節(jié)能減排起到至關(guān)重要的作用。尾礦的二次利用既可減少尾礦庫(kù)尾礦堆存量，又可以回收有價(jià)元素，節(jié)省資源，達(dá)到社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的雙重效益。我國(guó)現(xiàn)在已建成多個(gè)尾礦回收廠，經(jīng)濟(jì)效益很可觀。

我國(guó)礦產(chǎn)豐富，用量很大，總回收率與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還很低。但我國(guó)鐵尾礦的二次利用、回收工程發(fā)展非常迅速。如內(nèi)蒙古包頭、四川攀枝花、湖北大冶、浙江東風(fēng)螢石礦等一些礦山鐵尾礦中都含有多種有價(jià)金屬。如果對(duì)這些有價(jià)金屬加以回收利用，必將帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。江西德興銅礦經(jīng)過(guò)回收，年回收硫精礦1000t、Cu 9.2t、Au33.4kg，可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)1300多萬(wàn)元。每年從攀枝花鐵礦鐵尾礦中回收V、Ti、Co、Sc等多種重要金屬元素，回收率占礦石產(chǎn)值的60%以上。陜西雙王金礦從尾礦中回收硫精礦，可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值高達(dá)3.4億元。此外，從尾礦回收的鈉長(zhǎng)石精礦，產(chǎn)值跟金的產(chǎn)值相比還要多。從以上的數(shù)據(jù)可以看出，我國(guó)近年來(lái)在尾礦的再利用、有價(jià)元素回收方面還是取得了非常顯著的成效，不僅節(jié)約了資源，還給企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

三、國(guó)內(nèi)尾礦利用存在的問(wèn)題

盡管我國(guó)在礦產(chǎn)資源綜合利用方面取得了很大進(jìn)展，但我國(guó)鐵尾礦綜合利用率僅為7%左右，遠(yuǎn)低于國(guó)外60%的利用率，和發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距很大，大量的鐵尾礦只能堆放在尾礦庫(kù)。

1.技術(shù)落后,利用率低

我國(guó)尾礦綜合利用起步較晚，利用率不足10%，相比歐美20世紀(jì)60年代就開(kāi)始利用且技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，利用率可達(dá)60%以上，相差甚遠(yuǎn)。由于我國(guó)在尾礦利用上技術(shù)水平不高，利用率低，市場(chǎng)銷路有限，經(jīng)濟(jì)效益達(dá)不到預(yù)期期望值。

2.缺乏具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的高附加值產(chǎn)品

有相當(dāng)部分的礦山，其尾礦利用所得產(chǎn)品的檔次較低，僅限于原料生產(chǎn)及加工利用，產(chǎn)品附加值低,生產(chǎn)規(guī)模也不大，經(jīng)濟(jì)效益不理想。生產(chǎn)出的檔次較高的產(chǎn)品，生產(chǎn)成本又居高不下，缺乏競(jìng)爭(zhēng)能力。

3.缺乏資金投入

長(zhǎng)期以來(lái)，尾礦利用項(xiàng)目在資金上得不到保證，投入嚴(yán)重不足。再加上礦山行業(yè)普遍效益較差，尾礦利用資金籌措非常困難。

4.缺乏資源和環(huán)境保護(hù)的意識(shí)

尾礦利用的法律、法規(guī)建設(shè)落后，尾礦利用基礎(chǔ)管理薄弱，缺少尾礦利用的基礎(chǔ)資料等，皆成為制約尾礦利用的影響因素。

5.缺乏重視，政府支持力度不夠

現(xiàn)有資源綜合利用政策缺乏針對(duì)性，支持力度不夠，企業(yè)利用尾礦的積極性不高。

四、前景

鐵尾礦砂的綜合利用不但可以大量消耗鐵尾礦，還可以為現(xiàn)有尾礦庫(kù)騰出庫(kù)容,減少對(duì)周圍環(huán)境的污染；減少土地的占用量，節(jié)約耕地資源；可以降低公路工程造價(jià)，實(shí)現(xiàn)其自身價(jià)值；可以大量減少粗集料和細(xì)集料的消耗量,避免破壞土地和環(huán)境；可以實(shí)現(xiàn)極大的社會(huì)價(jià)值，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

【1】金家康,孫寶臣.淺談鐵尾礦綜合利用的現(xiàn)狀和問(wèn)題.山西建筑,2008.

【2】徐鳳平,周興龍,胡天喜.國(guó)內(nèi)尾礦資源綜合利用的現(xiàn)狀及建議.礦業(yè)快報(bào)，2007.

【3】蒲含勇,張應(yīng)紅.論我國(guó)礦產(chǎn)資源的綜合利用.礦產(chǎn)綜合利用,2001.

（作者單位：遼寧建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院建工系）

（編輯 劉麗娜）