有色金属矿固废利用

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[摘要] 有色金属作为重要的基础原材料被广泛的应用到社会的各个方面，近年来随着有色金属的开采力度的加大，导致矿山固体废物的堆积也越来越多，由此引发了各种问题，因此需要采取措施回收利用有色金属矿山生产过程中产生的固体废物。本文介绍了有色金属矿山固体废物的特点和危害，阐述了几种处理废石和尾矿的措施，最后分析了我国目前在推广回收利用矿山固体废物过程中存在的各种问题。

[关键字] 有色金属 固体废物 矿山

[中图分类号] X753 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-2-14-2

0 引言

除了铁、铬、锰之外所有金属都统称为有色金属或非铁金属。有色金属是非常重要的基础材料和战略物资，大到国防、航天等科技，小到人们生活的各方面的物质都需要有色金属作为原材料。但是在有色金属的开采过程中会产生许多的固体废物，严重污染了当地环境，并占据大量的地表面积，造成资源的严重浪费。根据有关数据统计，随着有色金属矿山产量的提高，我国有色金属矿山排出的固体废物的数量呈日益增长的趋势，2004年全国有色金属矿山共排出1.5亿吨固体废物，而到了2009这一数字涨到了2.6亿吨。采取措施加大有色金属矿山对固废的回收利用的能力可以缓解重大的环保危机、变废为宝，符合我国的可持续发展战略。

1 有色金属矿山固体废物的特点和危害

有色金属矿山的固体废物主要是采矿过程中产生的废石和选矿过程中产生尾矿，平均每开采1吨的矿石就伴随产生1.25吨的废石和0.92吨的尾矿。且我国大多数有色金属矿都是硫化矿，其产生的固体废物在堆储存的时候很容易就会产生酸性水，这些酸性水会造成土壤被污染，影响周边农业生产；许多矿产生的固体废物还含有有毒有害物质，这些有毒有害物质随着固废经过暴晒和雨水的作用会流向地下水，造成了环境污染，严重威胁着周边居民的身体健康；我国早期建设的有色金属矿，由于年代久远，矿区建设也不够规范，没有安全的防护装置，堆放的废石会形成泥石流，具有重大的安全隐患；稀土矿的固体废物中还含有放射性元素，如果没有进行科学处理，会严重威胁着人们的身体健康。

2 废石的回收和利用

2.1金属资源的提炼

由于科技的飞速发展，以前不能达到冶炼要求而被丢弃堆放的废石现在可以应用新的工艺技术将里面含有的金属元素提炼出来。例如马鞍坪公司在2009年应用新的工艺和药剂（六偏磷酸钠、DK1钴活化剂、502捕收剂）共历时18个月处理了有色金属矿山废石322万吨，生产出2.7万吨铜精矿、1.55万吨钴精矿、355公斤白银和118.3千克黄金。江西德兴铜矿成功的应用生物技术，使用细菌将铜矿废石中的铜元素浸泡出来。德兴铜矿在西源建立废石处理厂，每年能产出200吨的铜；在祝家的废石处理厂每年则产出2000吨的铜。德兴铜矿已经成为了全国有色金属矿山废石提炼成功的模范。以此，科技的发展是解决有色金属矿山固体废物最彻底的途径，既避免浪费了宝贵的资源，最大化的将一切原材料都得到应用，又防止废石中的金属元素暴露在地表造成了环境的污染。

2.2作为石料应用在土木工程中

矿山产生的废石可以当做石料大量的被应用在建筑工程、桥梁工程、水利工程中，这种处理石料的办法技术含量不高，但是废石当做石料或者补充采空区的做法能将最大化的将废石利用（利用率可以达到96%），避免了废石的大量堆积，造成空间的浪费，目前这种方法在我国得到广泛的应用。可以先将有色金属矿废石中的金属元素提炼出来，再应用到土木工程中。

3 尾矿的回收和利用

3.1充分的提炼尾矿中的资源

废弃的尾矿是生产贵有金属、稀有金属和其他有色金属的重要来源之一，因为有色金属矿往往不是只含有某一种金属，事实上大多数有色金属矿都是几种金属共存的。因此，在矿山选矿过程中，如果只考虑矿石中某一种金属而单一的原则，将含有其他金属元素的矿石当作尾矿丢弃就会造成资源的严重浪费，尾矿中的金属元素在经过阳光和雨水的作用也会对周边的环境构成威胁。尤其是在以前的老矿山，由于工艺和设备的老旧，这种单一选矿的做法普遍的存在。所以我们现在可以应用新的科学技术从这些老矿山中堆存的尾矿中回收提取其他有用的金属元素，实现资源的充分利用，这种措施具有巨大的经济效益，真正的做到了科学发展观。例如大冶有色金属公司铜绿山选矿厂从上个世纪70年代开始开采、选矿中产生的共770吨左右含铜量为0.8%、含铁量为22%、含银量为每吨6克、含金量为每吨0.8克的铜铁尾矿，该公司将这样尾矿先进行浮选，再进行弱磁选，最后在进行强磁选，从中重新回收到含铁元素为55.24%的精铁矿和含铜、银、金含量分别为15.4%、109克/吨、18.4克/吨的金铜矿，铁、铜、银、金的回收率可以达到56.68%、70.56%、69.34%、56.68%。该公司采用这种新工艺充分的将尾矿中的金属矿物元素充分的提炼出来，取得巨大的经济效益。

3.2可以作为玻璃和陶瓷制品的原料

所有的矿石都具有岩石的部分，因此尾矿中也就还有二氧化硅、氧化钙、氧化铝、氧化铁、氧化亚铁和氧化锰等成分，这些都是制造玻璃和陶瓷的主要材料，因此用有色金属矿山采矿后产生的尾矿来制造玻璃和煅烧陶瓷也是处理、回收、利用尾矿的一个重要的途径之一。不同种类的有色金属尾矿可以生产出不同的玻璃和陶瓷制品，铜矿的尾矿可以煅烧出彩釉外墙砖、制造成玻璃化砖和微晶玻璃；铜铁尾矿可以制作成黑色玻璃制品；铅锌尾矿由于其含硅量达到80%，株洲玻璃厂就是采用铅锌尾矿为主要原材料生产压花玻璃、平板玻璃和玻璃球。这种回收利用有色金属尾矿的途径能大量的处理掉尾矿，并且能带来很高的经济效益。

3.3作为生产水泥的原材料

目前生产水泥的主要原材料是石灰石和粘土，但是也可以使用高铝硅酸盐和碳酸盐为原材料来煅烧成水泥。许多有色金属的尾矿还有丰富的钙率硅酸盐或高钙硅酸盐，如果这种尾矿成分比例和水泥成分比例相比比较接近，就可以直接的使用这种尾矿作为原材料生产水泥；当这种类型的尾矿的主要成分比例和水泥成分比例相差比较大的时候，可以作为正常水泥生产中所需掺配料和添加剂掺杂在水泥的原材料中使用。目前这种使用尾矿来生产水泥的方法已经取得了成功，并投入了生产。社会建设的各项工程都需要大量的水泥，也就需要大量的尾矿材料，且具有显著的经济效益。

3.4作为土壤的肥料

许多有色金属尾矿中含有能改善土壤性能的元素，因此可以作为改善土壤的肥料或者改良剂。例如还有钙盐的有色金属尾矿可以将酸性的土壤中和，因此可以作为土壤改良剂来使用；还有许多尾矿含有许多微量元素，这些都可以作为土壤的肥料。这种回收、利用有色金属尾矿的方法能很好的改善了土壤的性能，提高农业的产能，有可以避免过度依赖化肥而带来的各种副作用。

3.5作为矿山井下填充物质

所有矿山开采到一定程度，采空区的范围也不断的扩大，因此需要大量的填充物质来夯实地基。所以将尾矿当做填充矿井的材料能达到就地取材、消耗尾矿减少堆存成本、降低矿山开采的运行成本，省时省力，可操作性强，能带来显著的经济利益。目前是我国有色金属矿山主要都是采用这种尾矿填充矿井方法。例如金川公司采用尾矿膏体填充的方法，每年充分的处理、利用掉80万吨的有色金属矿山尾矿，大约节省矿井填充费用3000万元。

4 有色金属矿山固废利用中存在的问题

目前我国大部分大型有色金属矿山都建立起比较完备的固体废物回收利用系统，许多矿山在这些系统运行时得到了巨大的经济价值和社会效益。但是由于地区差异较大，各种矿山都有自己的特点，而且有的矿山在资金和技术引进问题上也存在许多困难，因此，这样成功回收利用固体废物的模式在全国范围内推广存在很大的困难，尤其是一些私有矿山和中小矿山更是困难重重。随着由于矿山固废而引起的环境问题日益严重，治理利用矿山废石、尾矿迫在眉睫。具体问题如下：

（1）我国许多有色金属矿山领导思想老旧，只单一的重视矿山的开采，没有意识到矿山的固体废物也是一种重要的二次资源，没有对固体废物实施有效的管理和采选回收，从而造成了资源的浪费，还造成了许多危害和引发了许多环境问题。

（2）资金投入不足，很难取得显著的成果。我国对有色金属矿山固体废物综合利用的研究起步比较晚，因此需要加大科研的力度，这就需要加大科研的经费或是引进国外的先进技术和大量的人才，而对固废回收利用的项目也是探索性的，导致许多项目没有取得显著的成果，这也是矿山企业舍不得花费大量的资金用在风险很大的固废利用科研实验上的原因。

（3）政府工作不到位，没有完备的法律、法规。目前政府的相关法律法规对有色金属矿山固体的管理和利用没有强制性措施，这也就更加的导致了矿山领导们对治理固体废物没有引起足够的重视。同时也缺乏鼓励性政策，没有充分的带动矿山企业处理、利用固体废物的积极性。

（4）有色矿山企业对固体废物的管理措施不到位，不同种类的固体废物混乱堆存，废石、尾矿完全是无序的防治，难以分辨其种类和成分，由于不同种类的固体废物都有不同的综合利用措施，因此加大了矿山的处理利用固体废物的难度。

参考文献

[1]王勇，王文龙.尾矿资源的利用与生态环境保护的探究[J].甘肃冶金，2010，32（5） ：81-831.

[2]马逸麟，唐春花.江西省矿产资源开发与环境保护[J].资源开发与市场，2005，21（2）： 113-116.