摘要：我国的矿产资源开发一直处在“高开采，低利用，高排放”的不良模式，从长远看，必然会造成资源匮乏、能源短缺、环境污染、生态破坏等一系列问题。近年来，我国一直在重点推行排放量大、堆积量大、污染严重的固体废弃物大宗利用和高附加值利用。
关键词：尾矿资源；循环利用；产业化；分析
尾矿砂，是金属矿石经过选矿流程后得到的主要固体废弃物，采用浮选工艺选矿后得到的尾矿砂粒径绝对大部分为200目~800目的细砂。通常情况下，尾矿砂需要进行建造尾矿坝进行排放，随着矿区的长期开采，尾矿砂堆积量不断增加，尾矿坝也需要进行加高加宽，维护费用逐步提高，而且还存在安全隐患，同时也会出现扬尘，污染大气。若出现泄漏更会造成水系统、农田的污染，会对人和生物造成二次危害。因此，尾矿砂的大量堆积，会带来资源、环境、安全和土地等诸多问题。
对尾矿砂的成分进行分析检测可发现，提取完贵金属后剩余的尾矿砂中富含二氧化硅和三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙等高钙物质，其优良的结构性能可加工成新型建筑装饰材料—石塑地板，仿石材等建筑材料，现就二者进行产业化分析研究。
1.产品的相关技术和特性分析
1.1 石塑地板
主要技术特点：尾矿砂制石塑地板是以金属矿山尾矿砂为主要原材料，将其经过干燥、筛分、表面活化处理后与聚合物、改性剂、增塑剂、加工助剂、润滑剂等混合，混料时要依靠物料分子间的摩擦力、抗剪力使其细化，升温，并使其表面呈现松软，多孔状，促使各种助剂能很快地渗入树脂中并形成半凝胶化的干混料。再经挤出机高温密炼，此时要控制适宜的加工温度，特别是挤出机压缩段、计量段、模头、模具段的温度，以保证适宜的熔体粘度，保持加工性和制品性能的均匀性。然后经模具挤出成型，水箱冷却定型，牵引机同步牵引，最终根据实际需求切割成相应长度。
产品优势：与实木地板相比，具有价格低廉，防火，防水，耐潮湿环境，防虫蛀等优点；与强化复合地板相比，甲醛含量低，阻燃；与瓷砖相比，重量轻，消音效果好，韧性好，不脆裂，且可回收粉碎重复利用等优点。
应用前景：施工简便快速，节约能源，在综合性能及性价比上，具有绝对领先优势，市场应用前景良好。同时可在此产品基础上开发其它同类产品，如：建筑模板，市政工程，绿化护栏等。
1.2 仿石材
主要技术特点：尾矿砂制人造大理石装饰板是一种新型的高分子聚合产品，通过对人造大理石的反应机理和产品性能的深入研究和分析，确定以高分子材料为基础树脂，辅以促进剂，固化剂等各种加工助剂，并创新性的引入尾矿砂为填料，经混合搅拌，入模，真空排气，固化成型后，再进行表面打磨及抛光处理。人造大理石也可根据消费者的不同需求，进行调色，调花，使其呈现不同的色彩纹路。
产品优势：天然大理石是一种矿产资源，其产地不多，产量有限，同时天然大理石刚度有余，强度不足，易脆裂、易腐蚀。而人造大理石除克服这些缺点外，还具备其他优点：阻燃性，可塑造多种色彩纹路，易于加工，不易断裂，耐腐蚀，价格低廉等特点。
应用前景：人造大理石装饰板是一种技术含量高，方便耐用的天然大理石替代品，可用于建筑外立面装饰石材板，广场砖，也可用于高级宾馆、酒楼、娱乐场所、车站、码头、浴室和居室装修等。
2.产品的成本分析
2.1 石塑地板：根据尾矿砂制石塑地板基材配方方案计算得到尾矿砂约占样品板材质量的大部分；实测石塑地板基材生产的样品板密度为1.84吨/m³；再根据样品板的规格尺寸可以计算得到生产1m³的地板约为90.9㎡，消耗尾矿砂为0.973吨，生产成本约6310（不含尾矿处理费用），每平方米的地板基材材料成本约为69.4元，试验价格每平米成本89元。如下表所示配方的主要成份及相应价格和产地。
备注：“/”前为试验采购价格，“/”后当前市场批发价格均值。
以行业内品牌地板为例，实木复合地板价格在175—1300元，300—500之间销量最好，强化地板价格在63—285元，200元左右销量最好。另方面在后期的生产过程中改进配方和生产工艺，提高产品各成份的实用效率，进一步降低成本，以期达到降本增效的目的。
从消耗尾矿砂需要的多少成本角度来看，根据已有配方，消耗每吨尾矿大约需要费用6482元。
2.2 仿石材：根据尾矿砂制仿石材配方方案计算得到尾矿砂约占样品板材质量的70%；实测石塑地板基材生产的样品板密度为2.35吨/m³；再根据样品板的规格尺寸可以计算得到生产1m³的地板约为83.3㎡，消耗尾矿砂为1.645吨，生产成本约3442元（不含尾矿处理费用），每平方米的仿石材成本约为41.2元。
从消耗尾矿砂需要多少成本角度看，消耗每吨尾矿砂大约需要2092元材料成本。
如果采用满足产品性能的前提下，降低原材料标准和提高采购量，在大规模生产中可以降低10-20%的成本费用，每平方米石塑地板基材成本为可以降低到55元左右，每平方米仿石材成本可以降低到30元左右（均不含尾矿处理费用）。
3.产能及消耗尾矿量分析
3.1 石塑地板产能分析：根据试生产试验了解到运用挤出机进行板材生产速度约为1.5米/min，我们计划每年约330天不间断生产，一条挤出生产线年产约为71.28万米，约8.91万平方米，换算成吨约可以生产1803.4吨板材，消耗尾矿砂约988吨。则建两条线年产量约20万平方米，消耗2000吨尾矿。
3.2 仿石材产能分析：根据试验及厂家生产了解到制作仿石材板材每个班次产60张，每天三班倒，我们计划每年约330天不间断生产，一条生产线年产约为36万平方米，换算成吨约可以生产10070吨板材，一条线消耗尾矿砂约7050吨。
4.设备投产分析
4.1 石塑地板，规格1000mm×125mm×11mm，每条线产能：10万平方米/年；
4.2 仿石材，规格1850mm×3250mm×8~20mm，每条线产能：36万平方米/年。
根据产能情况，建议石塑地板两条生产线，仿石材一条生产线。建厂分为两个周期，初期建厂两条线，产能为10万平米石塑地板，仿石材板10万平米，最终达产为20万平米石塑地板，仿石材为36万平米。
主要工艺设备一览表如下： 单位：万元
初期建厂需要厂房约3000㎡，库房约600㎡，职工宿舍约300㎡，办公用房600㎡，共计4500㎡。初步估算厂区面积约为：15000㎡，约23亩土地。需要人员约80~100人。厂区布局图如下：
建厂投资情况：厂房为钢结构形式预计需要约：1200万元，设备投资约为550万元左右，建设期管理人员薪资投入约为50万，不可预见费用200万元，可估算投资成本在2000万元左右（本投资估算不包括购买建厂地皮费）。
5.产品利润分析
5.1 石塑地板成本55元/㎡，建议出厂价：110元/㎡，零售价：150元/㎡，每平方米利润为：55元/㎡，年利润10万平方米×55元/㎡=550万元；
6.2 仿石材板成本35元/㎡，建议出厂价：75元/㎡，零售价110元/㎡，每平方米利润40元，年利润：36万平方米×40元/张=1440万元。
6.小结
6.1 市场无同类型产品，技术先进；相比较同类产品质量好、防火、防潮、耐磨、不宜腐蚀、韧性好、无辐射、无甲醛；年消耗尾矿8050吨。
6.2 原材料成本：
石塑地板成本55元/㎡；仿石材板成本35元/㎡
年运营材料成本55×10万㎡+35×36万㎡=1810万元
6.3 定价及投资回收（仅从材料角度考虑，石塑地板：110元/㎡，仿石材板75元/㎡）
7.结 论
1.根据目前情况，以金矿尾矿砂制备石塑地板及仿石材板，技术上和生产上都是可行的，为尾矿砂的循环利用拓展了视野和思路。
2.产品附加值高，石塑地板：110元/㎡，仿石材板75元/㎡。尾矿消耗较低，单从产品考虑尾矿含量可达到60%左右，但每花费1元，吨尾矿消耗量过低，年消耗尾矿不足1万吨。
3.产品受众面较狭窄，结合产品性能，主要用于室内外装修，将来可延伸到市政领域。但由于产品结构单一，尚未形成系列产品，在中端产品形成一定优势。而且目前受房地产、建筑业影响，装修材料市场较前两年也显著下降，对产品销售也不是利好消息。
尾矿砂制石塑地板及仿石材产品，能充分利用尾矿材料成本低廉取得优势，并通过相应的国家政策创造更多的利润。例如财税[2015]78号对于利用废渣进行资源综合利用开发相应产品，增值税退税额达到了70%。
因此，可以有针对性的进行相关产品的开发，尽量选择技术、设备、工艺成熟简单、尾矿消耗大、成本低的产品，尽快完成试验、实验室试生产、内部推广。针对尾矿砂制备石塑地板及仿石材板，已经形成专利的，可以通过授权生产或转让的形式对市场进行嗅探；亦或者作为技术储备，待通过对材料性能的更多有了解，进一步的认识后，再进行推广、投资、产业化。
论文作者:寇玄
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
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