基于低碳经济的铁矿尾矿综合处理

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摘 要：近年来，随着我国铁矿开采量的不断增大，使得每天都会有大量的铁矿尾矿排出，这不仅给自然生态环境造成了一定的污染，而且也严重浪费了资源。基于此点，本文首先对铁矿尾矿中的主要成分及其分类进行概述；并在此基础上提出低碳经济下铁矿尾矿的综合处理再利用。

关键词：低碳经济；铁矿尾矿；综合处理；再利用

中图分类号：TF758 文献标识码：A

在我国铁矿尾矿一方面占用了大量的耕地，并且严重污染环境，破坏了自然生态平衡；另一方面若尾矿坝在设计上出现偏差，还有可能导致坍塌，严重时有可能导致人员伤亡。此外，铁矿尾矿在运输及排放过程中均需用到大量的设备，这在一定程度上浪费了人力、财力和物力。铁矿尾矿的危害相对较大，这与我国当前倡导的低碳经济极为不符，因此，必须采取相应的综合处理措施对铁矿尾矿进行再利用。

1 铁矿尾矿中的主要成分及其分类

铁矿尾矿本身属于一种复合型的矿物原料，其中除含有较少量的金属组分以外，大部分组分一脉石矿物为主，如长石、石英等等。铁矿尾矿中的主要化学成分为铁、铝、镁、硅、钙等的氧化物，极少情况下也会伴有硫和磷等。从伴生元素的含量上可以将我国的铁矿尾矿大致分为以下两类：

1.1 单金属类

单金属类铁矿尾矿按照其中化学成分含量多少的不同又可分为以下几种类型：

高硅尾矿。这类铁矿尾矿是数量比较大的一种类型，其中各别尾矿氧化硅的含量可高达80%左右，并且很少含有其他有价的伴生元素。属于这一类型的铁矿选矿厂主要有首钢的密云、石河铁矿厂；本钢的歪山头和南芬铁矿厂；唐钢的石人沟铁矿厂；鞍钢的大孤山、东鞍山铁矿厂等等。

高铝尾矿。这类铁矿尾矿的年均排出量并不是很大，一般分布在宁芜一带，其特点是矿中三氧化二铝的含量比较高，并且大部分尾矿中无其他组分及伴生元素，仅有极少数的尾矿中会含有伴生的磷和硫。以这类尾矿作为选矿厂的有马钢的南山及姑山铁矿厂、江苏吉山铁矿厂等等。

高钙、镁尾矿。这一类型的铁矿尾矿较为集中的地区为邯郸，尾矿中通常会含有S和Co等伴生元素，极少数的尾矿中还会含有Au、As、Cu、Ag、Ni等元素。以该类型尾矿作为选矿厂的主要是邯郸本地的一些矿厂，如西石门、王家子、玉石洼等矿厂。

1.2 多金属类

这类铁矿尾矿多数分布在我国长江中下游的武钢、内蒙古包头以及西南攀西等地区，其具有伴生元素多、矿物成分复杂等特点，尾矿本身除含有较为丰富的有色金属之外，还会含有少量的贵重金属、稀有金属以及各种稀散元素等。从这类尾矿的经济价值上看，回收其中的伴生元素所带来的价值，已经超过了主体金属铁的回收价值。

2 低碳经济下铁矿尾矿的综合处理再利用

铁矿尾矿类型的不同决定了其性质及种类也各不相同，处理过程中所选用的工艺及流程也不相同。换言之就是说综合处理铁矿尾矿的方法和途径也不相同。为此，笔者从以下几个方面介绍铁矿尾矿的综合处理再利用。

2.1 利用铁矿尾矿烧制陶粒

陶粒是一种质量较轻而强度较高的球状轻集料，其作用与浮石、火山凝灰岩、火山熔岩、冶金炉渣、燃料炉渣等相似，可掺和于水泥中制成轻质混凝土。沈阳有关单位利用尾矿参配煤矸石制成容重为640-1000kg/平方米，松散容重为420-700kg/立方米的陶粒。陶粒外壳坚硬，内部孔洞均匀细小呈互不连通的蜂窝状，可用作配制轻集料混凝土。

2.2 利用铁矿尾矿制造玻璃

利用铁尾矿熔制的饰面玻璃，玻化工艺性能稳定，可操作性强，其主要材料性能优于天然大理石，是一种高级装潢材料。中国地质科学院尾矿利用技术中心利用梅山铁矿尾矿制作微晶玻璃花岗岩的研究，大量的实验结果证实可以利用铁矿尾矿为原料制作微玻岩。

2.3 矿尾矿的无害化处置与利用

在采矿工业的地下开采中，当开采地表需要保护的矿床；稀有、贵重金属或有色金属的高品位矿床；有自然危险的金属矿床；地表水体下或强含水层下的富矿；赋存条件复杂的富矿；以及深部矿体的开采等，往往要用充填采矿法。充填采矿法中的一个重要工序就是将采出矿石后的空场用充填材料加以充填，其目的是减少采矿的损失和贫化、限制围岩的移动、防止坑内火灾或水灾。由于近些年来铁矿的不断开采产生了大量的铁矿尾矿，这些铁矿尾矿便可用做填充材料。

2.4 用于制作建筑材料

制备普通烧结砖，尾矿利用率可达到。烧成制品达到烧结普通砖最高标号。烧成制品为褐红色，与粘土砖相近，与一般建筑用砖相比体积密度偏大。采用干硬法成型烧成品外型平整可调整成型压力和烧成温度生产出低标号的普通烧结砖。尾矿具有较好的可塑性，通过改变成型方法、坯料加水量和配料制备出承重和非承重空心砖。烧制过程中实心砖可竖码、多孔砖和大孔砖宜平码，在氧化气氛下可以烧制出颜色统一的红色制品，可以生产出的实心砖和多孔砖，抗冻融性符合建筑烧结砖标准。烧结砖砌体力学性能试验表明，尾矿烧结砖与砂浆具有较好的亲和性，物理性能匹配较好。

2.5 回收有用铁矿物后的尾渣处置

在现场尾矿生产系统中增设尾矿铁回收再磨再选系统，回收主流程流失的铁，将尾矿铁品位由27％左右降至15％以下。这种低附加值的尾矿可以有三种典型用途。其一，用于生产低端建材。可以从这种低附加值尾矿中捞取部分粗粒尾砂，用于替代市场上较紧缺的细黄沙，也可以全粒级用于制备渗透性较好的人行地面彩砖；其二，尾矿干式堆排。这种低附加值尾矿经压滤机压滤脱水后，水分可控制在20％以下，满足运输、干堆要求。在完成安全与环境影响评价后实施征地堆排；其三，尾矿充填采空区。这种低附加值尾矿可以用于对采空区的充填，从而消除采空区存在的安全隐患，还可以减少尾矿在地表堆存造成的环境污染。

2.6 矿堆放场的环保

尾矿排出后流动距离短便被冻住，冻结的尾矿表面在短时间内不会产生扬尘。除冬季外，外界气温大于结冰温度，尾矿在自重作用下向四周流动，这样就基本保证尾矿表面一直处于湿润状态。由于日照和风力产生的蒸发，高浓度的尾矿膏体将快速干燥，因为浓度较高，尾矿在排放和流动的过程中不会出现粗粒和细粒分开现象，使得尾矿固结后强度较大，不会出现扬尘现象。万一固结面遭到破坏，这些区域的尾矿可能被风刮起并扬尘，细粒尾矿被风刮走，这是我们不希望看到的，这主要取决于主导风向、强度和尾矿特性。对此类问题我们应有足够的认识，并对尾矿堆表面采取防护措施：开启相邻的排矿管排矿，以覆盖被破坏的表面；在尾矿堆表面铺以草屑、树叶或旋转地喷洒水，由于洒水成本太高，也可加盖防尘网或防尘布；对达到设计标高的部分应用土或废石永久覆盖。

参考文献

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