報(bào)告顯示,我國尾礦累積堆存數(shù)量巨大,綜合利用大有可為。近5年來,我國尾礦年排放量高達(dá)15億噸以上。而我國尾礦和廢石累積堆存量已接近600億噸,其中廢石堆存438億噸,75%為煤矸石和鐵銅開采產(chǎn)生的廢石;尾礦堆存146億噸,83%為鐵礦、銅礦、金礦開采形成的尾礦,綜合利用潛力巨大。
國家建設(shè)試點(diǎn)基地
近幾年,隨著選礦技術(shù)水平的提高以及礦產(chǎn)資源的日益緊張,國家開始意識到礦業(yè)廢料的開發(fā)利用是礦山開發(fā)的新目標(biāo),并將尾礦的綜合利用及治理工作作為重點(diǎn)推進(jìn)的項(xiàng)目之一。
2011年,工業(yè)和信息化部組織開展了第一批工業(yè)固體廢物綜合利用基地建設(shè)試點(diǎn)工作,確定了河北承德等12個(gè)試點(diǎn)地區(qū)。
今年8月10日,經(jīng)試點(diǎn)地區(qū)自評估、省級工業(yè)和信息化部主管部門審核、專家評審和現(xiàn)場核查等環(huán)節(jié),工信部公布了第一批通過審批的試點(diǎn)基地名單。
據(jù)報(bào)道,承德市與朔州市在工業(yè)固廢綜合利用規(guī)模和綜合利用效率方面成效最為突出。
2015年,承德市尾礦綜合利用量達(dá)到5000萬噸,綜合利用率達(dá)到31%,遠(yuǎn)高于全國尾礦綜合利用水平。朔州市資源化利用粉煤灰4224萬噸,綜合利用率80%,綜合利用產(chǎn)值達(dá)到180億元左右,占全市工業(yè)總產(chǎn)值的18%。
在國家的高度重視中,這一批試點(diǎn)基地,在技術(shù)上取得了重大突破和進(jìn)展:
① 推廣了一批先進(jìn)適用綜合利用技術(shù)。尾礦高濃度濃縮干式堆存技術(shù)等新型建材技術(shù)、磷鐵鈦綜合采選技術(shù)得到推廣應(yīng)用,粉煤灰制造輕質(zhì)耐火磚等技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
② 突破了一批關(guān)鍵共性綜合利用技術(shù)。研發(fā)成功了利用金、鉬、螢石、硅砂、單一磁鐵礦尾礦制備微晶裝飾板材、微晶發(fā)泡陶瓷和微晶耐磨材料技術(shù)。粉煤灰提取氧化鋁、白炭黑技術(shù),粉煤灰制造陶瓷纖維技術(shù),粉煤灰制造氮氧化物耐火材料技術(shù)目前在國內(nèi)外都處于領(lǐng)先地位。
下面,小編為大家介紹幾種國內(nèi)尾礦處理技術(shù)和優(yōu)秀項(xiàng)目。
尾礦膏體濃密及堆存
膏體/高濃度尾礦地面堆存最早由多倫多大學(xué)的Ronbinsky教授提出,應(yīng)運(yùn)用于加拿大安大略省的Kiddcresk礦山。盡管由于當(dāng)時(shí)的礦漿濃縮和高濃度礦漿運(yùn)輸技術(shù)的制約,發(fā)展遲緩。但近幾年,由于澳大利亞紅土鋁礦的尾礦堆存問題,此技術(shù)得到了較為快速的發(fā)展,并在澳大利亞建設(shè)了19個(gè)使用項(xiàng)目(2008年資料顯示)。
目前,我國的尾礦庫膏體堆存仍處于起步階段,真正意義上已經(jīng)運(yùn)行的只有包頭白云鄂博西狂巴潤礦業(yè)公司,其年產(chǎn)700萬噸的鐵尾礦由膏體濃密機(jī)進(jìn)行濃密處理。
紫金集團(tuán)紫金山金銅則安裝了四臺膏體濃密機(jī)用于處理銅濕法廠的中和渣、金選廠的氰化渣。
膏體尾礦是指在尾礦中加入絮凝劑后,濃縮到膏體狀態(tài)的尾礦礦漿。該種類型的礦漿中固體物料中≤20μm級別的顆粒大于20%,可以防止水的滲出,從而保持膏體的水分,阻止較大顆粒發(fā)生離析,并在膏體的泵送過程中起到潤滑作用。
簡單說,就是膏體尾礦粘度大,不滲水,遇到大雨的情況水會順著坡度下流。同時(shí),當(dāng)尾礦暴露在艷陽下時(shí),盡管其表面會出現(xiàn)干裂,但這只是水份在蒸發(fā),其粒度分布不變,不會在大氣中出現(xiàn)揚(yáng)塵現(xiàn)象。
形成膏體時(shí)的尾礦濃度因尾礦的種類不同而改變,這與尾礦粒度分布、粘土含量、顆粒形態(tài)、靜力學(xué)、礦物性質(zhì)以及絮凝劑用量都有關(guān)系。據(jù)查,鋁土礦赤泥的膏狀固體百分含量為45%,銅鉛鋅尾礦則為75%、金尾礦為72%,因此,膏體排放濃度應(yīng)視情況,由反復(fù)試驗(yàn)的結(jié)果而定。
尾礦預(yù)富集-懸浮焙燒-磁選高效回收
鐵礦新型懸浮焙燒技術(shù)——尾礦預(yù)富集-懸浮焙燒-磁選高效回收,該技術(shù)為東北大學(xué)針對復(fù)雜難選鐵礦石品位低、鐵礦物種類多的特點(diǎn),開發(fā)的復(fù)雜難選鐵礦“預(yù)富集-懸浮焙燒-磁選(PSRM)”新工藝。
該技術(shù)通過大量的懸浮焙燒技術(shù)理論、工藝及裝備的研究工作,形成了鐵礦物多相轉(zhuǎn)化精準(zhǔn)調(diào)控、非均質(zhì)礦石顆粒懸浮態(tài)保持、蓄熱式高效低溫還原、冷卻過程鐵物相控制同步回收潛熱等一系列的新技術(shù)。
自2014年以來,東北大學(xué)開展了鞍鋼礦業(yè)集團(tuán)東部尾礦、眼前山排巖礦、東鞍山鐵礦石、酒鋼粉礦等復(fù)雜難選鐵礦資源的PSRM實(shí)驗(yàn)室及中試試驗(yàn),均獲得良好的焙燒效果和分選指標(biāo)。
目前,該技術(shù)已經(jīng)逐步在國內(nèi)各大鋼企進(jìn)行推廣。其中,鞍鋼礦業(yè)集團(tuán)已完成東部尾礦2850萬t/a PSRM初步設(shè)計(jì),預(yù)計(jì)可回收合格鐵精粉260-300萬噸。酒鋼集團(tuán)于2016年6月25日啟動了660萬t/a的酒鋼粉礦PSRM改造工程,預(yù)計(jì)每年新增利稅1.0億元以上。而河鋼集團(tuán)司家營鐵礦計(jì)劃于2016年底完成項(xiàng)目可行性研究,2017年5月完成項(xiàng)目設(shè)計(jì),2017年6月進(jìn)行施工,2018年7月進(jìn)行試車。
尾礦微晶玻璃制備工藝
利用尾礦制作微晶玻璃國內(nèi)外已進(jìn)行了大量研究,目前制作尾礦微晶玻璃裝飾板的方法主要有壓延法、澆鑄法和燒結(jié)法。
壓延法,前蘇聯(lián)在20世紀(jì)70年代所創(chuàng)的技術(shù),國內(nèi)技術(shù)尚未成熟,生產(chǎn)中析晶難以控制,板材炸裂嚴(yán)重,成品率低。
澆鑄法,是將熔化澄清好的玻璃液澆注在模具上,再置于晶化爐中晶化和退火處理,對模具質(zhì)量要求高,生產(chǎn)效率,成品率低。
燒結(jié)法為日本首創(chuàng),是將熔融玻璃液水淬而得顆粒料與晶化分成二次燒成,目前國內(nèi)已形成規(guī)模和效益,占整個(gè)建筑裝飾微晶玻璃市場99%以上的企業(yè)均采用燒結(jié)法生產(chǎn)工藝。
2005年南方冶金學(xué)院材料化工系研發(fā)出一套微晶制作新工藝——碎粒壓延法。它是在充分吸收熔融澆鑄法和燒結(jié)法優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出的一種制作尾礦微晶玻璃板的方法,是通過控制水淬玻璃的顆粒級配及顆粒加入量生產(chǎn)微晶玻璃的工藝方法。具體方法如下:
尾礦經(jīng)20目和80目方孔篩過篩后備用。按基礎(chǔ)玻璃的化學(xué)組成稱量各種原料?;旌暇鶆虻牟A浜狭嫌蜜釄迨⒀b,并在硅鉬棒電爐中熔制,熔制溫度為1400e,保溫2h。將熔制好的玻璃液水淬成顆粒后烘干,稱量一定的量,再從爐中取出熔制好的玻璃液,將稱量好的水淬玻璃顆粒倒入玻璃液中并攪拌均勻,最后將玻璃液和水淬玻璃顆粒的混合物倒在鐵板上壓延成玻璃試樣,其中水淬玻璃的用量為9.43%,玻璃熔體的用量為90.57%。將采用碎粒壓延法制備的玻璃試樣在不同的熱處理制度下進(jìn)行核化和晶化,最后獲得微晶玻璃試樣。