尾礦中重金屬浸出分析與治理綜述

王洋洋

摘要：尾礦中含有的重金屬污染物在大氣降水淋濾、植物根系分泌物螯合吸收作用下極易導(dǎo)致土壤、地下水污染問(wèn)題及農(nóng)業(yè)安全問(wèn)題，尾款中不僅含有高濃度的氰化物、砷等污染物，還含有其他科綜合回收的有價(jià)金屬，本文對(duì)污染物浸出特性的分析與研究是確定重金屬污染的重要基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)尾礦樣品中含量的測(cè)定，既可以確定尾礦的回收利用價(jià)值又可以明確尾礦中污染物是否超過(guò)我國(guó)危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)，為尾礦資源的合理開(kāi)發(fā)利用和環(huán)境管理工作提供數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：企業(yè)選冶后剩余的尾礦;浸出;治理

前言

礦產(chǎn)資源是不可再生資源，隨著社會(huì)發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)資源的不斷增長(zhǎng)，人們對(duì)礦產(chǎn)資源不斷開(kāi)發(fā)，礦產(chǎn)資源日益枯竭，加之礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的危害，使人們認(rèn)識(shí)到保護(hù)礦產(chǎn)資源保護(hù)環(huán)境對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要意義，促使人們從充分保護(hù)、合理開(kāi)發(fā)和綜合利用資源入手。選礦中分選作業(yè)的產(chǎn)物之一，其中有用目標(biāo)組分含量最低的部分稱為尾礦。尾礦是有待挖潛的寶藏，尾礦并不是完全無(wú)用的廢料，往往含有可作其他用途的組分，可以綜合利用。專家認(rèn)為，我國(guó)礦業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)當(dāng)前的任務(wù)就是要開(kāi)發(fā)利用長(zhǎng)期擱置的大量尾礦。實(shí)現(xiàn)無(wú)廢料排放，是礦產(chǎn)資源得到充分利用和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的需要。固體廢物中的有毒有害物質(zhì)可能會(huì)隨著降雨、地表水地下水的淋溶、浸泡水、沖刷而滲透到土壤和這些水體中，這些有毒有害物質(zhì)一旦進(jìn)入人類食物鏈，必然會(huì)造成環(huán)境污染，危及人類健康。所以通過(guò)對(duì)固體廢物檢測(cè)進(jìn)行毒性浸出鑒別，可以有效的分析出有害有害物質(zhì)成分，從而為針對(duì)性的治理提供科學(xué)依據(jù)。本文以遼寧某金礦廢石為例，在掌握工作區(qū)元素信息及樣品特征的基礎(chǔ)上，制定分析測(cè)試總體方案，樣品分析選擇以ICP-MS法、ICP-OES法為主體的方法組成的分析配套方案。通過(guò)分析廢石樣品中元素含量，掌握工作區(qū)的元素分布，通過(guò)圈定異常區(qū)域，部署未來(lái)勘查工作。

1 固體廢物鑒別及浸出毒性試驗(yàn)

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀（IRIS Intrepid Ⅱ，Thermo Elemental）;電感耦合等離子質(zhì)譜儀（X series"，Thermo Elemental）;放射性檢測(cè)儀（CIT-2000F，四川新先達(dá)測(cè)控公司）。濃硫酸：（優(yōu)級(jí)純，美國(guó)TEDIA公司）、濃硝酸：（優(yōu)級(jí)純，美國(guó)TEDIA公司）、硝酸：（優(yōu)級(jí)純，國(guó)藥），國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)溶液，高濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)配制;高純氦氣;高純氮?dú)?一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器和設(shè)備（比如pH計(jì)、振蕩裝置等）。

1.2樣品采集和儀器和處理

1.2.1樣品采集：在附近開(kāi)采相同礦層的排山樓金礦廢石場(chǎng)進(jìn)行取樣，并按照HJ/T 298和HJ/T 20的相關(guān)規(guī)定要求進(jìn)行樣品的采集和保存。

1.2.2浸出實(shí)驗(yàn)方法：分別采用硫酸硝酸法和水平振蕩法，詳見(jiàn)HJ/T299-2007和HJ 557-2010相關(guān)內(nèi)容。

1.2.3主要分析指標(biāo)及測(cè)試方法

水平振蕩法浸出液指標(biāo)：總鎘、總鉻、總鉛、總α放射性、總β放射性、pH、磷酸鹽、氟化物、六價(jià)鉻、總砷、總鈹、總銀、總銅、總汞、總鎳、總鋅、總錳。采用GB8978-1996中規(guī)定的測(cè)試方法。

硫酸硝酸法浸出液指標(biāo)：銅、鋅、鎘、鉛、總鉻、六價(jià)鉻、汞、鈹、鋇、鎳、銀、砷、硒、無(wú)機(jī)氟化物。采用GB5085.3-2007中規(guī)定的測(cè)試方法。

2結(jié)果與討論

通過(guò)分析，測(cè)試結(jié)果顯示該尾礦呈堿性，通常情況下，黃金尾礦呈堿性，浸出毒性含量低于標(biāo)準(zhǔn)限值，所以該尾礦不具有危險(xiǎn)性，對(duì)固體廢棄物毒性浸出的有效鑒別，可以指導(dǎo)企業(yè)合理處置固廢污染，保護(hù)環(huán)境，為企業(yè)良性循環(huán)開(kāi)拓空間，為后續(xù)科學(xué)處置提供了支持。

3尾礦處理綜述

為什么要對(duì)尾礦進(jìn)行處理？通常選礦廠采用尾礦壩堆存的方式處理尾礦，占用大量土地，毀壞了大量的農(nóng)業(yè)和林業(yè)用地，而選礦過(guò)程產(chǎn)生的尾礦中殘留的有毒藥劑、廢水、以及重金屬離子會(huì)對(duì)礦山周邊的環(huán)境造成污染和生態(tài)破壞，特別是硫化物產(chǎn)生酸性水進(jìn)一步淋浸重金屬，藥劑容易滲入地下，污染地下水和周邊環(huán)境，同時(shí)會(huì)增加尾礦壩的安全隱患，尾礦堆積易流動(dòng)和塌漏，造成植被破壞和傷人的事故，尤其在雨季造成滑坡，一旦發(fā)誘發(fā)事故，破壞力和經(jīng)濟(jì)損失不可估量，因此尾礦治理一直深受重視。尾礦中有用組分含量雖然比較低，但是采用先進(jìn)技術(shù)和合理工藝對(duì)尾礦進(jìn)行再選，也可較大程度地回收尾礦中的有用組分，增加企業(yè)效益，使資源得到充分的回收利用，減少最終尾礦的產(chǎn)量，緩解尾礦對(duì)環(huán)境的壓力。目前常見(jiàn)的尾礦再選工藝包括以下幾種類型：

3.1.1使用浮選工藝處理含有硬硼鈣石、氧化鋅、磷灰石等礦物的尾礦。

由于新藥劑、新工藝的發(fā)展，一些簡(jiǎn)單工藝產(chǎn)生的尾礦，尤其是老尾礦，能夠經(jīng)過(guò)浮選再選處理得到可以回收利用的精礦產(chǎn)品。

3.1.2利用新型重選設(shè)備回收尾礦中的微細(xì)粒礦物。

很多傳統(tǒng)的新型重選設(shè)備在經(jīng)過(guò)使用發(fā)明和完善以后，能夠在細(xì)粒和超細(xì)粒尾礦的再選中得到應(yīng)用，比如立式離心選礦機(jī)、復(fù)合力場(chǎng)搖床、復(fù)合力場(chǎng)離心機(jī)等等。

3.1.3使用微生物處理和浸出技術(shù)處理尾礦

這種技術(shù)主要使用微生物的生化作用改善尾礦性質(zhì)，通過(guò)微生物浸出或微生物礦化的方式，提取出尾礦中的有害金屬離子，避免造成環(huán)境污染。

4不同尾礦的回收利用工藝

4.1貴金屬尾礦、金尾礦：

黃金尾礦排放量大，廢棄物數(shù)量逐年遞增，這些固體廢棄物主要是選礦產(chǎn)生的尾礦與冶煉后的氰渣，常采用全泥氰化+炭漿法對(duì)老尾礦提金，針對(duì)氰化后的金尾礦，通過(guò)尾礦干堆處理，即通過(guò)篩分、壓濾等工藝在回收濾液實(shí)現(xiàn)選產(chǎn)水資源循環(huán)使用的同時(shí)也去除了尾礦中大部分氰化物。許多金礦石中，在氰化物的尾渣中不僅可以回收金、銀還可以回收數(shù)量可觀的伴生金屬，比如銅、鐵、鉛、鋅、硫等。對(duì)金尾礦中的鐵元素，還會(huì)采用磁選和重選兩種方法進(jìn)行選別。

4.2有色金屬尾礦：

鉛鋅尾礦：鉛鋅礦浮選后的尾礦主要成分為石英與絹云母等，除了采用尾礦庫(kù)堆存、干堆、充填礦井外，鑫海常采用重選、浮選、磁選或重選+浮選等聯(lián)合工藝來(lái)對(duì)鉛鋅尾礦中有價(jià)元素進(jìn)行回收利用。

4.3銅尾礦：

若銅尾礦中貴重金屬含量較高，分選較為容易，通常采用浮選工藝回收。另外一部分銅尾礦除含銅外還含有一定的磁鐵礦，對(duì)這類尾礦通常先采用酸浸法沉淀出銅，根據(jù)需要再采用磁選工藝分選出磁鐵礦。

4.4鎢尾礦：

常采用重選、磁選、浮選等方法，其中重選為鎢礦常用的分選工藝。重選鎢礦再選利用的工藝為-離心選礦機(jī)（或濕式強(qiáng)磁）為主的粗選工藝、搖床-浮選為主的精選工藝充分回收鎢尾礦中的有用礦物。

4.5鋁土礦尾礦：

在處理鋁土礦時(shí)常用的選礦流程為浮選、磁選，其尾礦可用尾礦可濕排、干堆、充填礦井等工藝處理。

4.6黑色金屬尾礦

鐵尾礦：鐵礦選廠排出的鐵尾礦具有數(shù)量大、粒度細(xì)、類型繁多、性質(zhì)復(fù)雜等特點(diǎn)，鑫海常采用磁選、浮選、酸浸、絮凝等工藝進(jìn)行尾礦回收鐵。

5結(jié)論

尾礦是污染破壞礦山環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)?，?shí)現(xiàn)無(wú)尾礦生產(chǎn)是國(guó)際礦業(yè)開(kāi)發(fā)的最高目標(biāo)，樹(shù)立正確科學(xué)發(fā)展觀，對(duì)礦山尾礦資源利用是大勢(shì)所趨，希望政府和企業(yè)加大科研投入，完善獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，適應(yīng)市場(chǎng)需求，發(fā)明創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)資源綜合利用，正確處理資源和環(huán)境，為企業(yè)帶來(lái)利潤(rùn)的同時(shí)，還能帶來(lái)環(huán)境和社會(huì)效益，使經(jīng)濟(jì)效益，社會(huì)效益和環(huán)境效益協(xié)調(diào)發(fā)展。2021.07月國(guó)家發(fā)展改革委印發(fā)了《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，事實(shí)上，循環(huán)經(jīng)濟(jì)對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)蘊(yùn)含了巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，此次《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》的發(fā)布，對(duì)于循環(huán)經(jīng)濟(jì)行業(yè)帶來(lái)了長(zhǎng)期利好，也給予了企業(yè)發(fā)展的充分動(dòng)力與信心。

參考文獻(xiàn)：

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[2]尾礦https：//baike.so.com/doc/6530584-6744320.html