尾礦綜合利用技術(shù)探討

胡 俊

（江西銅業(yè)集團有限公司，江西 南昌 330096）

1 引言

尾礦綜合利用既是國內(nèi)各大礦山企業(yè)長期科研攻關(guān)的努力方向，也是國家重點扶持和推廣的項目［1］。政府部門先后出臺了多項稅收優(yōu)惠和產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)政策。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，尤其是選礦、冶金及非金屬材料在各個領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用，為尾礦綜合利用奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。尾礦綜合利用主要包括兩方面：一是尾礦作為二次資源再選，回收的有用礦物作為鐵礦、銅礦、鉛鋅礦等產(chǎn)品的冶煉原料，繼續(xù)回收鐵精礦、銅精礦、硫精礦、鉛鋅精礦或其他礦物精礦，提高回收效率。二是尾礦的直接利用，是指未經(jīng)過再選的尾礦直接利用，即將尾礦按其成分歸類為某一類或幾類非金屬礦來進行利用。如利用尾礦筑路、制備建筑材料、作采空區(qū)填料、作為硅鋁質(zhì)、硅鈣質(zhì)、鈣鎂質(zhì)等重要非金屬礦用于生產(chǎn)高新制品。

2 尾礦綜合利用及研究現(xiàn)狀

目前部分礦山企業(yè)尾礦綜合利用意識淡薄，資源浪費現(xiàn)象嚴重。首先，礦山企業(yè)為了追求短期經(jīng)濟利益，盲目開采、采富棄貧、忽視其共伴生組分、人為縮短礦山壽命，造成大量資源的浪費與破壞。其次，生產(chǎn)技術(shù)落后，資源利用率偏低。歐美等發(fā)達國家的綜合利用率達80%～90%，趨勢是開展“無廢工藝”。在國內(nèi)，因為礦產(chǎn)資源的綜合利用起步較晚、生產(chǎn)技術(shù)落后等原因?qū)е挛驳V資源綜合利用指數(shù)和回收率低、綜合利用技術(shù)水平不高等問題。最后，政策法規(guī)條文尚待進一步明確，缺乏完善的法律法規(guī)和政策措施來為尾礦資源的綜合利用保駕護航，導(dǎo)致企業(yè)積極性不高，對于綜合利用的資金投入?yún)T乏［2］。

近幾年，在國內(nèi)外金屬產(chǎn)品價格攀升的拉動下，國內(nèi)尾礦再選規(guī)模在一定程度上迅速發(fā)展，特別是一些大型礦山冶煉企業(yè)在再選技術(shù)方面進行了很多研究，不僅提高了資源的回收率，也給企業(yè)帶來客觀的經(jīng)濟效益［3］。

3 尾礦綜合利用技術(shù)

近年來，我們始終堅持科研攻關(guān)戰(zhàn)略，以科技攻關(guān)和技術(shù)創(chuàng)新為抓手，依托內(nèi)部的科研機構(gòu)，通過不斷的實踐積累，探索出了新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，并成功應(yīng)用于尾礦綜合回收利用，效果顯著。

3.1 重-浮復(fù)式閉路預(yù)選新工藝

含銅尾礦先采用JJF-16m3浮選機作為預(yù)先浮選作業(yè)，浮選得到的粗精礦利用旋流器作為重選設(shè)備進行再次富集，根據(jù)溢流、沉砂的粒級、品位等特性，溢流返回上道浮選工序再選別，沉沙進入下道工序，構(gòu)成重-浮復(fù)式閉路預(yù)選新工藝流程。由于重選作業(yè)產(chǎn)品—精、尾礦分別進行處理，重選精礦（即旋流器分級沉沙）進入磨礦作業(yè)，重選尾礦（即旋流器分級溢流）返回至掃選作業(yè)，與掃選作業(yè)給料混合后進行再選別。這樣既有利于尾礦中金屬的高效回收，又進一步提高了精礦品位，實現(xiàn)了進一步提高產(chǎn)能和指標(biāo)的效果，最終增加了銅金屬的產(chǎn)量。同開路相比，提高系統(tǒng)效率30%～40%，解決了重-浮復(fù)式作業(yè)回收率低的技術(shù)難題。

3.2 新型磨礦介質(zhì)——鋼棒在尾礦細磨中的工業(yè)應(yīng)用

針對預(yù)選粗精礦的粒級組成及特性，通過更換磨礦介質(zhì)，用小鋼棒替代傳統(tǒng)的磨礦介質(zhì)鋼球。工業(yè)試驗后，二段再磨細度提高了10%。隨著磨礦效果的提高，粗粒級礦物單體解離度上升，有用礦物回收更充分，改善了浮選指標(biāo)，提高了生產(chǎn)效益。我公司在試驗應(yīng)用取得成功的基礎(chǔ)上，先后在選一、選礦廠兩個工段進行了推廣應(yīng)用。

3.3 KLM-75kW 立磨機及CGF-40m3 粗顆粒型浮選機的應(yīng)用

我公司原φ900×1800mm 臥式球磨機作為二段再磨設(shè)備，存在磨礦效果差、處理量偏低、作業(yè)環(huán)境差等主要問題，隨著一段作業(yè)粗精礦量的增加，二段再磨設(shè)備成為整個流程中制約產(chǎn)量提升的瓶頸因素。針對上述問題，我們選用了新型KLM-75kW 立磨機替代原磨礦設(shè)備。KLM-75kW 立磨機具有磨礦產(chǎn)品粒級分布合理、過磨欠磨粒級少、能耗低、介質(zhì)單耗低、磨礦噪聲低等優(yōu)點，與常規(guī)工藝相比能耗降低30%以上，產(chǎn)品細度合格率提高20%。實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)低成本細磨貧連生體礦物的目的。

尾礦中含銅有用礦物大部分是以貧連生體形式存在于粗粒級礦物中（+120 目），針對尾礦中含銅有用礦物粒度較粗、可浮性較差的特性，北京礦治研究總院研制出適用于尾礦再選的預(yù)先浮選作業(yè)中粗粒級礦物回收的浮選設(shè)備—CGF-40m3粗顆粒型浮選機。CGF-40m3機械攪拌式浮選機作為尾礦預(yù)先浮選作業(yè)樣機，設(shè)備性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)工藝參數(shù)合理，液位自動控制系統(tǒng)平穩(wěn)，滿足了浮選工藝對設(shè)備的要求，預(yù)先浮選作業(yè)銅回收率可達 20%以上，銅富集比2.50 倍以上。該浮選機不僅可高效回收選廠一段尾礦粗顆粒礦物，而且還有占地面積小，處理能力大的優(yōu)點。

4 下一步的展望

近年來，我們在尾礦回收方面采用的一些新技術(shù)，取得了一定的成效，但距離打造國內(nèi)外一流的尾礦選銅標(biāo)桿企業(yè)仍有一定的差距［4］，有鑒于此，為進一步推進尾礦回收技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，早日實現(xiàn)低成本高效尾礦回收目標(biāo)，今后一段時間內(nèi)，我們將重點開展好以下兩方面的技術(shù)攻關(guān)。

4.1 鋼球與礫石混合介質(zhì)的立磨新工藝

將一段常規(guī)磨礦工藝改為鋼球與礫石混合介質(zhì)的立磨工藝。入選原料主要為部分尾礦和球磨倒吐的頑石廢礦。由于磨礦給礦中的頑石粗細極不均勻，粒級范圍極寬，最大粗顆粒達20～30mm，細顆粒僅為0.10mm，極難選配合理的球徑，導(dǎo)致磨礦效率不高，磨礦產(chǎn)品-0.074mm 粒級僅占40%～50%，給后續(xù)浮選作業(yè)帶來不利影響，浮選指標(biāo)差。根據(jù)磨機給礦特點，結(jié)合立磨機在二段再磨的使用實踐，我們擬采用立磨機取代傳統(tǒng)的臥式磨機，嘗試將難磨頑石廢料替代部分磨礦介質(zhì)，采取鋼球和礫石混合介質(zhì)的立磨工藝，可以節(jié)約磨礦介質(zhì)的消耗；同時，隨著磨礦時間的增加，部分頑石中的有用礦物會逐漸解離，使得頑石中的有用組分得到一定程度的回收。既解決了頑石廢料的堆存排放難題，又將頑石廢料資源化再利用，還降低了磨礦介質(zhì)單耗，最終提高技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟效益。

4.2 開展尾礦回收銅及伴生金屬的工業(yè)應(yīng)用

目前，尾礦回收僅限于一段尾礦的回收。我們通過與北京礦治研究總院合作，對二段尾礦分級沉砂進行工藝礦物學(xué)研究及系統(tǒng)的選礦試驗研究后，獲得了適合處理二段尾礦的選礦工藝技術(shù)，在給礦（二段尾礦）品位大于0.14%時，預(yù)浮選作業(yè)銅回收率可達28%，經(jīng)再磨再選后，最終銅精礦品位可達到14%以上，達到了預(yù)期的目標(biāo)。實現(xiàn)二段尾礦回收銅及伴生金屬的工業(yè)應(yīng)用后，將大幅增加銅及伴生金屬的產(chǎn)量。

5 尾礦綜合利用存在的主要問題

（1）尾礦制作建材，因市場需求，經(jīng)濟效益和環(huán)保法規(guī)方面等問題，難以推廣應(yīng)用［5］。目前國內(nèi)某礦山正在進行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，尾礦制作建材要求含硫必須小于等于0.5%，對生產(chǎn)工藝技術(shù)要求較高。

（2）尾礦有價元素回收技術(shù)不成熟，回收白鎢，褐鐵礦等均在試驗階段。

（3）尾礦庫屬于礦山重大危險源，利用必須遵守嚴格的管理制度和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定》，尾礦回采再利用應(yīng)當(dāng)進行回采勘查、安全預(yù)評價和回采設(shè)計。尾礦綜合利用成本較高，而企業(yè)為了生存和發(fā)展，必須以盈利為目前，很難投入較大的資金進行綜合利用新技術(shù)的開發(fā)。

6 結(jié)語

尾礦新技術(shù)研究及資源綜合利用是一個巨大的系統(tǒng)工程，需要政府部門的政策支持。尾礦庫通常遠離城市發(fā)達區(qū)域，尾沙制作建材銷售半徑短、市場容量有限，亟待政府部門出臺相應(yīng)扶持政策。在市政工程、公路鐵路等基礎(chǔ)建設(shè)方面，政府采購可以優(yōu)先考慮尾沙制磚，推動礦山和建材企業(yè)開展循環(huán)經(jīng)濟項目合作，礦山為水泥廠提供尾沙制作硅酸鹽水泥，所生產(chǎn)的水泥返銷到礦山用于充填，中間環(huán)節(jié)給予稅收減免會優(yōu)惠，從而推動尾礦綜合利用加速發(fā)展［6］。