我國(guó)鐵尾礦資源的利用現(xiàn)狀及展望

王國(guó)強(qiáng)

（內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤(rùn)礦業(yè)分公司 內(nèi)蒙古包頭 014080）

摘 要：鐵尾礦是鐵礦石經(jīng)過(guò)分選工藝選取鐵精礦后剩余的廢渣，是工業(yè)固體廢棄物的主要組成部分，其資源化利用一直是全社會(huì)極為關(guān)注的問(wèn)題。本文介紹了我國(guó)鐵尾礦資源的特點(diǎn)及現(xiàn)狀，分析了當(dāng)前鐵礦廢石及尾礦綜合利用過(guò)程中遇到的相關(guān)問(wèn)題，為礦山廢石及尾礦綜合利用項(xiàng)目的實(shí)施提供參考。

關(guān)鍵詞：鐵尾礦； 二次資源； 工業(yè)固體廢棄物； 綜合利用

在礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)過(guò)程中， 會(huì)出現(xiàn)大量的尾礦、 矸石、 廢石等， 不但使地面植被遭到破壞， 造成環(huán)境污染， 還占用大量的農(nóng)業(yè)用地，降低土地利用效率。 由于多方面的原因， 我國(guó)很多的礦山都存在著采礦回采率低、 選礦金屬回收率低、 廢石隨意堆放、 綜合利用率低等問(wèn)題， 由此造成了廢石堆場(chǎng)的淋溶水污染、 尾礦庫(kù)廢水、 運(yùn)輸中的揚(yáng)塵等污染問(wèn)題。在傳統(tǒng)的礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中，因?yàn)槭艿郊夹g(shù)條件的限制以及市場(chǎng)因素的影響， 礦石品位在 20% 以下、 礦石損失率 6% 左右的都隨著巖石而被排棄。另外， 一部分品位達(dá) 10% 左右的礦石在選礦加工之后隨著尾礦而流失。 隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及礦產(chǎn)資源開(kāi)采利用技術(shù)的提高， 對(duì)礦產(chǎn)資源有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí)， 傳統(tǒng)的廢棄物資源通過(guò)進(jìn)一步的利用之后成為了可利用的珍貴資源。所以， 對(duì)尾礦的處理及利用技術(shù)成為了當(dāng)前人們共同關(guān)注的方向。

國(guó)外非常重視鐵尾礦的綜合利用，其研究工作起步較早，許多發(fā)達(dá)國(guó)家把實(shí)現(xiàn)無(wú)廢料礦山作為開(kāi)發(fā)目標(biāo)之一，把尾礦資源的綜合利用程度視為衡量一個(gè)國(guó)家科技水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的標(biāo)志之一，尾礦的綜合利用率達(dá) 60%以上，并在從尾礦中回收有價(jià)金屬與非金屬元素、利用鐵尾礦作為采空區(qū)的充填材料、磁化尾礦做土壤改良劑、利用鐵尾礦庫(kù)復(fù)墾植被以及尾礦制作建筑材料等方面已經(jīng)取得了許多實(shí)用性的成果。

1 我國(guó)鐵尾礦特點(diǎn)及資源現(xiàn)狀

1. 1 鐵尾礦特點(diǎn)

我國(guó)鐵尾礦的突出特點(diǎn)是種類繁多、性質(zhì)復(fù)雜、粒度細(xì)、泥化嚴(yán)重。按照鐵尾礦的類型，我國(guó)當(dāng)前排放量較大的主要有赤鐵礦尾礦和磁鐵礦尾礦兩大類。我國(guó)鐵精礦產(chǎn)量中磁鐵礦精礦約占3/4，因此磁鐵礦尾礦占鐵尾礦的大部分，但由于本身性質(zhì)的差異，赤鐵礦比磁鐵礦難選，因而其尾礦產(chǎn)生量更多，綜合利用難度更大，而導(dǎo)致堆存量較大。按照鐵尾礦的化學(xué)組成，一般將其分為5種類型：高硅類、高鋁類、高鈣鎂類、低鈣鎂鋁硅類和多金屬類。這種劃分方式主要視其不同元素的含量差異，從而有利于選擇不同的利用途徑。

1. 2 鐵尾礦資源現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國(guó)鐵尾礦的排放量增長(zhǎng)迅速，堆存量日益增大。由于我國(guó)鐵礦石品位低、共伴生礦多，在選礦過(guò)程中會(huì)排出大量尾礦，每生產(chǎn)1t 鐵精礦要排出2. 5 ～3.0t尾礦，同時(shí)隨著礦產(chǎn)資源利用程度的提高，礦石的可開(kāi)采品位相應(yīng)降低，尾礦排出量也在逐漸增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1949—2009年，全國(guó)鐵尾礦排放量大約為62億t，特別是2003年后尾礦排放量呈大幅度上升趨勢(shì)，2009年排出的尾礦量達(dá)5.5億 t，2010 年排放量為6 t以上。

2 鐵尾礦綜合利用現(xiàn)狀

我國(guó)鐵尾礦綜合利用起步相對(duì)較晚，但進(jìn)展較快。近年來(lái)，在鐵尾礦的綜合利用技術(shù)開(kāi)發(fā)方面取得了很大進(jìn)展，尤其在尾礦再選與回收有價(jià)元素以及用作建筑材料原料方面的研究和應(yīng)用較多，此外還包括作為采空區(qū)的充填材料、用作土壤改良劑和微量元素肥料以及尾礦庫(kù)復(fù)墾等方面。

2.1利用尾礦制成混凝土的技術(shù)分析

由于該鐵礦區(qū)生成的低硅鐵尾礦還不能夠滿足國(guó)內(nèi)對(duì)混凝土的相關(guān)要求， 因此在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中可以將相關(guān)的硅外加材料摻入到尾礦中， 例如黃砂、 石英砂、 粉石英等都可以摻入其中， 以制作成達(dá)到國(guó)家建筑工程使用標(biāo)準(zhǔn)的混凝土。 基于該尾礦的低硅鐵特點(diǎn)， 可以采用該技術(shù)將之加工成為普通混凝土， 以達(dá)到對(duì)尾礦綜合處理目的。

2.2尾礦綜合利用工藝技術(shù)的主要內(nèi)容

鐵礦區(qū)的尾礦綜合利用作為一項(xiàng)綜合性工程建設(shè)項(xiàng)目， 其主要內(nèi)容包括提高金屬回收利用效率、 回收尾礦中的有用成分、生產(chǎn)微晶玻璃等建筑工程用產(chǎn)品。

鐵尾礦的化學(xué)成分與粘土等礦物材料十分接近，可以作為制作建筑材料的原料，將其應(yīng)用于建材領(lǐng)域比在其他領(lǐng)域具有更多的優(yōu)點(diǎn)，不僅可以大宗量徹底的利用鐵尾礦，有效的緩解鐵尾礦堆存帶來(lái)的大量問(wèn)題，而且為建材開(kāi)辟了新的資源。我國(guó)在當(dāng)前應(yīng)用中已取得明顯成效，主要集中在建筑用磚、水泥、微晶玻璃以及其他建筑材料方面。

2.3作為礦山采空區(qū)的充填材料

近年來(lái)，充填采礦技術(shù)得到了迅速發(fā)展，將尾礦填充采空區(qū)不僅可以解決尾礦的排放問(wèn)題，而且降低了充填成本，具有很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。有些礦山由于地形的原因，不可能設(shè)置尾礦庫(kù)，利用尾礦充填采空區(qū)則是其直接利用尾礦的有效途徑?？到ㄈA采用全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)，利用張馬屯鐵礦選礦廠兩端脫水后的尾礦充填采空區(qū)效果好。邊同民等利用馬莊鐵尾礦充填采空區(qū)24萬(wàn)m2，使馬莊鐵礦塌陷區(qū)和尾礦庫(kù)得到徹底的治理，解決兩個(gè)重大危險(xiǎn)源。從實(shí)踐來(lái)看，來(lái)源廣泛的尾砂代替砂石作井下大面積充填是技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的，也是礦山正在研發(fā)推廣的一項(xiàng)新工藝。

2.4利用尾礦庫(kù)復(fù)墾植被

尾礦庫(kù)復(fù)墾對(duì)于減少土地資源浪費(fèi)、降低尾礦污染、優(yōu)化礦山環(huán)境具有重要的作用。我國(guó)礦山的土地復(fù)墾工作起步于20世紀(jì)60年代，近年來(lái)在尾礦庫(kù)的復(fù)墾方面取得了較大進(jìn)展。唐山地區(qū)遷安、遵化縣地方鐵礦廠將尾礦排放在灤河荒灘上，表面覆蓋一層 25 ～30 cm 的山皮土復(fù)墾造田，現(xiàn)已造田種植各種農(nóng)作物，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益1000多萬(wàn)元。南芬選礦廠通過(guò)在舊尾礦庫(kù)表面覆蓋表土的方法，使整個(gè)舊尾礦庫(kù)復(fù)墾造田，不僅治理了尾礦庫(kù)的粉塵污染，而且尾礦庫(kù)造田后成為南芬地區(qū)的蔬菜生產(chǎn)基地之一。

3 展望及建議

鐵尾礦是 “放錯(cuò)地方”的資源，其綜合利用是保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源的有效手段。對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，鐵尾礦資源的綜合利用還在起步階段，近年來(lái)雖然取得了一定的成績(jī)，但其開(kāi)發(fā)利用程度仍然很低，遠(yuǎn)不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需求，與國(guó)際先進(jìn)水平相比還存在著很大的差距，應(yīng)當(dāng)從政策、經(jīng)濟(jì)、法律以及技術(shù)等方面著眼，并根據(jù)當(dāng)前形勢(shì)采取切實(shí)可行的措施。