摘要: 本文介绍了尾矿综合利用技术以及该技术在山东兰陵某铁矿的应用情况。实践证明，采用尾矿综合利用技术，在铁矿山可实现选矿厂的无尾排放，降低生产成本，增加企业效益，同时也避免了地下采矿带来的地表塌陷等环境风险，营造了绿色矿山环境。
关键词：尾矿综合利用；绿色矿山；无尾排放；
2017年，全国铁矿石原矿产量达到12.3亿吨[1]。根据32.67%[2]的平均品位测算，若选别后的铁精粉品位为65%，平均选矿比在3左右，即3吨原矿可选出1吨铁精粉。据此测算，在2017年，全国的铁矿选矿厂将会排放8.2亿吨的尾矿。这些尾矿大都被排放到全国数千座尾矿库中。很多尾矿库分布于城镇生活区的上游地带。每当有暴雨天气来袭，这些尾矿库就面临溃坝，形成泥石流的风险。因此，如何解决大量尾矿的堆存利用问题，尽可能地利用这些工业废弃物，减少尾矿的排放，成为迫切需要解决的重大课题[3]。
山东兰陵地区某地下开采铁矿，始建于2013年，设计年采出矿石300万吨。选矿工艺采用三段一闭路破碎、两段磨矿两段选别流程，最终得到约90万吨的铁精粉和210万吨的尾矿。产品中的铁精粉外售，尾矿为工业废弃物。传统的处理方式是建设一座尾矿库堆存。但是随着环保压力越来越大，当地政府已不再批准新建尾矿库。且尾矿库的前期投资较大，企业也想避免增加投资。在项目设计中，设计院和业主考虑了多种措施，对选别过程中的尾矿进行分类处理，最终实现了尾矿综合利用，矿山无尾排放，构建了绿色环保型矿山，为其他同类企业提供了借鉴意义。
1尾矿综合利用技术
1.1尾矿再选
尾矿的定义即是在目前的技术条件下，尚不能开发利用的矿物资源。因此，随着科技水平的进步，之前不能利用的矿物资源，可能会重新具备开发利用价值。因此，对尾矿的二次开发，针对其中的有用元素，采用新技术重新提取，不仅对减少固体废物排放，而且对资源综合利用，避免资源浪费有十分重要的意义。如广东凡口铅锌矿从尾矿中回收铅、锌、硫[4]，四川攀枝花铁矿从尾矿中回收钒、钛等多种有色和稀有金属等，均取得不错的经济效益。
1.2 尾矿用于建材材料
尾矿由于其特殊的化学成分和粒度，非常适合用于建筑材料。选厂较粗的尾砂或废石，可用于铺路、作混凝土骨料；较细的尾矿可和其他材料混合制备加气砖，也取得了不错的效果。另外，部分尾矿中含有铁、钙、硅等元素，也可做为水泥厂制备水泥的原材料。
1.3 尾砂充填
在一些地下矿山，矿石开采后留下的空区，而临地表塌陷的风陷，而且为了保持地表稳定，经常要保留一些矿石作为保安柱，这无形中降低了矿石的回采率，造成了资源浪费。而将尾矿掺加一些胶凝材料后，回填到采空区中，不仅解决了上述问题，同时又解决了地表尾矿的堆存问题，可谓一举多得。目前，充填采矿法在山东各地矿山得到了广泛应用，而尾矿正是充填的主要骨料。
1.4 尾矿复垦
尾矿复垦就是在尾矿库达到使用寿命进行闭库时，在其上面覆盖一定厚度的土壤层，然后进行植被种植。尾矿复垦解决了尾矿占用土地、安全隐患问题，又增加了植被覆盖率，同也也会带来一定的经济效益。
2 山东兰陵某铁矿尾矿综合利用方案
根据选矿流程以及原矿的铁矿物嵌布特性，该矿以磁性铁为主要含铁矿物，适用于大块干式预选工艺及湿式磨前预选工艺。根据分选出尾矿粒度的不同，将尾矿分为废石、粗尾砂、细粗砂、细尾矿四种组分。它们的粒度、来源和用途见图1。
2.1废石
废石来源于矿石二段圆锥破碎后的干式预选，粒度为0~30mm，由于是干式排放，该类废石可直接采用汽车装车外售，用于当地建材石料。产量占总尾矿的17%左右，年产量35.7万t，按20元/吨计算，可得700万元/年。
图1 山东兰陵某铁矿尾矿综合利用方案
2.2 粗尾砂
粗尾砂来自于磨矿前的湿式预选抛尾，采用脱水筛脱水后，含水约10%，粒度为0~12mm。采用汽车装车外售，用于当地建材粗砂料，广泛用于铺路、制砖。产量占总尾矿的22%，年产量46万吨，按30元/吨计算，可得1380万元/年。
2.3 细尾砂
磨矿磁选后的尾矿，采用干排脱水工艺，由脱水筛脱水后得到的筛上物，含水约16%，粒度为0~0.5mm。该尾砂粒度较小，作为建材细砂使用，或外售至制砖厂，用于制造加气砖。产量约为总尾矿的33%，年产量69万吨，按10元/吨计算，可得690万元/年。
2.4 细尾矿
细尾矿是磁选尾矿，采用脱水筛脱水后的筛下物，占全部尾矿的28%，约59万吨/年，可充填采空区50万m3。这部分尾矿采用浓密机进一步浓缩后，通过配入一定比例的胶凝材料，采用管道输送至井下回填采空区，不仅可以解决地表塌陷的问题，而且可以代替采矿时预留的保安柱，提高了矿石回采率，增加了资源利用效率。
3 结论
3.1 我国尾矿综合利用技术取得一定的成果，形成了一系列利用技术，有大规模利用的前景。
3.2 山东兰陵某铁矿，采用尾矿综合利用技术，根据粒度将全部尾矿分为四种组分，分别利用，取得了较好的成果。年销售额达到2000余万元，取得一定的经济效益。
3.3 采用尾矿综合利用技术，实现矿山全尾利用，无尾排放。既避免了尾矿库的投资、占地，也解决地表塌陷的环境问题，营造了绿色环保矿山，为同类矿山企业提供了借鉴意义。
参考文献
[1]中华人民共和国自然资源部．2017中国土地矿产海洋资源统计公报[M]．2018：6．
[2]韩跃新，孙永升，李艳军等．我国铁矿选矿技术最新进展[J]．金属矿山，2015，2：2．
[3]刘志强，郝梓国，刘恋等．我国尾矿综合利用研究现状及建议[J]. 地质论评，2016，9：1277-1282.
[4]曾懋华, 颜美凤, 奚长生等. 从凡口铅锌矿尾矿中回收铅锌[J]. 金属矿山, 2007(9).
论文作者:金子桥
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/3
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