团论文网
团论文网
-
摘要：随着各大钢铁企业的兼并重组，对铁矿石资源的争夺也变得越来越激烈。此外，矿山行业的发展也符合国家建设生态文明社会的需求。因此，尾矿库的立项和审批政策变得更加严格，安全管理和环境保护的水平也得到了提高。这些综合因素，包括政策和认知的变化，都对各大选矿厂的尾矿产生了积极的影响。在此情况下，尾矿已经成为了可以被回收和再利用的良性资源。本文将根据当前的利好形势和尾矿发展的实际情况，对铁尾矿资源再利用的现状和对策进行研究。
关键词：铁尾矿；有价元素回收；综合利用
1铁尾矿综合利用的相关政策
随着矿产开发的政策越来越完善，自1980年以后，我国陆续出台了相关法规政策，推动尾矿综合利用的全面发展。1986年我国将尾矿写入《中华人民共和国矿产资源法》，首次将尾矿作为资源纳入法律范围，也为尾矿的治理和再利用找到了很好的依据。2010年出台了《金属尾矿综合利用专项规划（2010～2015）》，2011年底工信部制定《大宗工业固体废物综合利用“十二五”规划》，对铁尾矿的综合利用发展进行了细致的论述。2013年，国务院印发了《循环经济发展战略及近期行动计划》，提出推进铁尾矿伴生金属高效提取和富铁矿的高值整体利用，大力推广鼓励利用尾矿砂生产建材、进行井下充填和开展生态环境治理等，2015年工信部和安监总局确定发布了包括12个铁尾矿综合利用示范项目，在内的首批34个尾矿综合利用示范项目。国家发展和改革委员会、工业和信息化部，于2019年联合发布《关于促进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》，提出进一步促进产业集聚，提高资源综合利用水平，将尾矿列入大宗固体废弃物重点资源化利用项目之一，此外，政府还积极推动大宗固体废弃物综合基地的建设。在这一系列政策和产业措施的推动下，中国铁尾矿的综合利用得到了迅速且显著的发展。
2铁尾矿综合利用的有关标准
近年来，随着钢铁行业不断趋于集中化、大型化，铁矿石的需求量逐渐增加，相应的铁尾矿的量也大了起来，铁尾矿的再利用也变得越来越重要。为此，国家和政府制定了一系列相关的铁尾矿利用技术标准和规范，作为推进铁尾矿综合利用的技术支撑。国家制定了相应的标准，如《铁尾矿砂》（GB/T31288-2014）、《铁尾矿砂混凝土应用技术规范》（GB51032-2014）等相继实施，此外还发布了《尾矿砂浆技术规程》（YB/T4185-2009）、《铁尾矿粉用于水泥和混凝土》（YB/T4561-2016）、《铁尾矿粉用于加气混凝土》（YB/T4774-2019）、《铁尾矿砂用于路面砖》（YB/T4775-2019）、《铁尾矿砂用于免烧砖》（YB/T4776-2019）等行业标准。根据行业需求，一些地方省份也出台了相关地方标准，如河北省出台了《铁尾矿砂路基施工技术规程》（DB13/T2469-2017）、福建省出台了《铁尾矿用于公路基层施工技术规范》（DB13/T2512-2017）、《水泥及混凝土中铅锌铁尾矿微粉（DB35/T1467-2014）》等。随着标准化工作的不断深入和改革，这些成熟的标准已经成为各行业进步发展的重要技术支撑。在铁尾矿资源化利用发展的过程中，应该及时更新和制定相关的标准并进行推广，以促进尾矿的再利用和持续良好发展。通过这些标准的制定和实施，可有效地提高铁尾矿的利用率，为钢铁行业的可持续发展提供有力保障。
3铁尾矿综合利用的现状
自2000年开始，中国的钢铁产量呈现出快速增长的态势，由此产生的铁尾矿数量也日益增加，到了2021年这一数字达到了惊人的8.39亿吨。然而，自2014年开始，尽管铁尾矿的数量逐步下降，但直至2018年仍保持在约4.76亿吨的水平。但铁尾矿的综合利用率在这期间不断提高，从2008年的约7%上升至2018年的27.69%。在铁尾矿的综合利用上，主要包括了铁尾矿中铁的再选及有价元素回收、采空区治理、建筑砂石材料及建材产品、微量元素肥料、土壤改良剂等方面的利用。在过去的几年里，这方面的技术进步明显加快，为经济和环保带来了令人瞩目的效益。
3.1目前某铁矿的尾矿组成情况
铁尾矿是经过磨矿选别后，从原铁矿石中选出铁精矿粉后的剩余部分，是一种包含多种矿物质的复合性废弃原料，主要由脉石矿物组成，如CaO、SiO2、Al2O3、MgO等。随着国内和国际钢铁行业发展的新技术和新局面，当实现铁尾矿高度的资源化综合利用，对保障钢铁行业的铁资源供应、调节国际市场铁矿石供销、钢铁产业源头生态环境保护、资源的循环利用、矿山企业绿色低碳发展、碳达峰和碳中和目标的实现有着重要的推动和促进意义。下面选取了某选厂的磁铁尾矿作为研究对象，通过详细的化验分析，得出了尾矿的组成、物相分析及元素组成的结果。
3.1.1某铁尾矿的组成元素
该铁尾矿中化学元素主要有Al、Ba、Fe、K、Si元素组成，其中主要是Al占8.10%、Ba占3.85%、Fe占20.90%、K占4.15%、Mg占2.93%、O占20.73%、Si占35.08%。
3.1.2主要元素在铁尾矿中的赋存状态
根据尾矿中主要化学元素的组成比例，找点考察了Fe元素的赋存状态，其中磁铁矿占比62.30%；黑云母占比8.60%；白云母占比6.28%；绿泥石占比9.38%；石英占比2.17%。
由上述可以看出，Fe元素在尾矿中绝大多数都是以磁铁矿的形式存在，占到全Fe的62.30%，其次还有部分Fe是以黄铁矿作为赋存载体的，占到4.30%，其余Fe元素都是硅酸盐形式存在，如黑云母、白云母、石英、绿泥石等。根据上述尾矿组成的描述，铁尾矿的再利用主要集中在铁和有价元素的回收以及建筑材料的应用等方面。
3.2国内铁尾矿综合应用现况
3.2.1回收有价元素
在过去，由于国内矿山铁矿企业在前瞻性、战略定位和技术条件方面的不足，大部分矿山的尾矿利用率较低，尾矿资源化利用的深度和广度也相对有限。许多矿山企业存储的尾矿和当前正在生产的尾矿中仍蕴藏着丰富的有价元素，但尚未进行回收利用。近年来随着技术进步，许多企业增设了尾矿二次回收设备，并开展了多种试验研究工作，例如从选铁尾矿中回收铁、铜等。其中，马鞍山矿山研究所通过对本钢歪头山铁矿的铁矿尾矿进行再磨再选后，利用HS-1600×8磁选机可获得高达65.76%品位的优质铁精粉，从而回收利用了有价元素“铁”，具有较好的经济效益。安徽某磁选铁尾矿含铜0.28%，且次生铜含量较高，黄铜矿呈粗细不均匀嵌布，有部分铜矿物被黄铁矿包裹，在原铜硫混浮—铜硫分离工艺前增设了快速浮铜工艺环节，采用半优先浮铜—铜硫混浮—混精再磨—钢硫分离流程，获得铜品位21.48%、铜回收率82.85%的铜精矿，硫品位48.34%、硫回收率84.43%的硫精矿，该工艺铜回收率比原工艺回收率提高10%以上。刘伟等对含铁17.85%、重晶石5.4%的酒钢尾矿进行分析后发现，尾矿以弱磁性赤铁矿为主，其次是强磁性磁铁矿含量较少的菱铁矿、磁铁矿、硅酸铁等，针对尾矿特点采用两种工艺进行复选：一是将尾矿中的强磁性矿经过一段弱磁粗选、两段弱磁选择后，经过高温下磁化焙烧得到铁品位为56.17%的铁精矿，回收率为61.75%；二是重晶石经摇床富集强磁尾矿后，经一次粗选、两次浮选工序，最终得到重晶石精矿，品位为95.58%，总回收率为68.23%。国内铁尾矿复选、有价元素回收等方面，都有这些鲜明的尾矿回收成功案例提供了新思路。
3.2.2作为建筑产品的原料
开展尾矿全方位综合处理的研究和应用，是实现矿山少尾和无尾化的重要途径。通过开发具有高附加值产品，提高企业在市场中的核心竞争力。宝武资源梅山矿业遵循“粗细先分开、粗粒再破碎、产品全分级”的产品制造技术路线，开展粗粒级铁矿石伴生资源产品化生产技术创新。主要采用磨前预选抛尾和磨后细粒级尾矿综合回收利用的方式，主要产品为建筑用砂和水泥铁质校正原料，综合利用量达到86%，从而减少了尾矿堆存占地和环境污染，符合国家循环经济的“减量化、再利用、再循环”原则。水厂铁矿通过工艺革新优化，做库容的“加法”和排放尾矿量的“减法”，生产建筑砂、提取干排砂，将提取建筑砂后的尾矿全部用于地采充填，变现产品率为37.3%，所有尾矿资源全利用，实现无尾矿库运行。某铁尾矿根据尾矿主要成粒级组成，是利用一段磁选尾矿经过矿浆泵输送至直线筛筛分以后筛上产物（细度模数2.7，含泥量小于5%），符合GB/T14684-2011标准中Ⅲ类中砂技术要求，广泛应用于道路、市政工程、房屋建设等。浙江中劲研发出绿能珠（混凝土功能材料），可利用尾矿来制作，同时解决了混凝土开裂、渗漏、耐久性和长期稳定的技术难题。上述这些都是尾矿在建筑材料很好的成果案例，也为后期发展提供的方向，尾矿的成功应用创造了效益，也能延长尾矿库的使用寿命，值得更加深入的研究发掘。
3.2.3治理矿山采空区
尾矿充填是指以尾矿为主要成分，辅以固化剂等胶凝材料制备成充填料，再将充填料输送至矿山地下开采形成的采空区中进行回填作业。在我国应用充填法采矿的矿山主要分布在绝大多数有色、黑色矿山、部分煤矿以及化工、核工业矿山。主流的工艺包括“深锥浓密机充填技术”和“新型立式砂仓技术”等。新型立式砂仓技术，使得我们可以利用全尾矿、废石进行高浓度井下充填，从而替代普通砂、石料、细骨料和部分外加剂，同时，处理能力更大，技术参数更好控制，浓度波动小于1%，且占地面积小投资。一般每采1吨矿石需对0.25m3~0.4m3废石进行回填处理。而且尾矿作为填充物，其填充费只是砂石水力填充费的四分之一至十分之一。有效的解决了在尾矿排放、堆存、管理的问题，也降低了运营成本，同时在生态环境保护方面也起到积极的作用。有些企业受当地地形的影响，无法建设尾矿库。如地处淮北平原的安徽前常铜铁矿，选矿厂排出的尾矿必须全部填满采空区，这是因为该矿的地形和环保等特殊要求。随着技术的进步和工艺的迭代更新，充填料制备、输送、工艺等方面都趋于成熟。充填采矿法现已成为我国一种高效的开采方法，尤其在有色金属矿山中，应用充填采矿法的比例已经超过30%。
3.2.4治理修复生态环境
随着矿山管理的逐步规范化和标准化以及绿色矿山建设的强力推进，矿山土地复垦和生态恢复再生已经成为了矿山环境综合治理的一项重要内容。湖南郴州柿竹园有色金属矿山，将闭库后的尾矿库进行生态土地环境修复，复垦植被后，经过新的土地用途规点调整，建设成为了职工住宿住宅小区和国家矿山公园。韶关市凡口铅锌矿采取了系统修复和综合治理的措施，采用了地上建矿山公园、地下建帷幕坝截留治水、尾矿库建生态实地公园的“三位一体”综合生态修复模式，成功建成了“广东凡口国家级矿山公园”，尾矿复垦植被、建立生态公园的效果显著。铁尾矿中含有植物生长所需要的铁、锌、铜、钼、磷等微量元素，利用铁尾矿制作磁化肥料，可改良土壤，提高土地肥力。以铁尾矿粉作为磁性材料以先造粒后磁化的工艺生产磁化复混肥，在磁化场强的磁化复混肥料磁化效果最佳，且放置时间对肥料的磁感应强度影响弱；磁化复混肥料重金属含量均低于GB/T23349-2009《肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标》的限值，不会对土壤产生重金属污染和影响作物品质。可以很好的作为土壤肥料。
3.3目前存在的问题
（1）目前大多数铁尾矿库位于偏远地区，而利用尾矿制造的建筑材料距离市场较远，因此与其他建材产品如河砂、粉煤灰、建筑废料等相比，其成本竞争力不强。
（2）多数铁矿山企业隶属于大型钢铁集团，然而随着近期钢铁行情的变化，这些企业在发展中忽略了铁尾矿的再利用。因此，铁尾矿的研发和再利用并未得到足够的重视，前瞻性不够，整体的发展环境较差。
（3）尾矿建材企业在对下游尾矿建材产品相关产业配套不完善和未掌握成熟产业技术，仍然存在考察研究不深入、理解不到位的问题，导致项目快速上马，造成经济损失。
（4）由于国内大部分铁矿品位比较贫瘠，在铁尾矿金属和有价元素的回收方面，研究投入成本大、回报率低。这使得大多数企业未能投入到尾矿资源回收的阵营当中，只是利用简单的工艺提取部分砂石，而剩余大部分的尾矿仍未被利用。缺乏产业政策指导也是制约尾矿资源回收利用的一个重要因素。
4铁尾矿资源综合利用的应用对策
4.1完善加强产业政策导向的法规和标准体系
铁尾矿是一种不可再生的二次资源，国家应制定相应的引导政策对铁尾矿进行回收和利用，制定一系列相应的标准体系和管理制度，让铁尾矿综合利用的各项措施落地见效。当前，需要加强“铁尾矿综合利用”的宣传，政府有关部分鼓励矿山企业对尾矿的资源化利用，引起企业的重视。同时，通过配套的减免尾矿综合利用企业的税费以及为尾矿制品绿色低碳产品标识等一系列优惠扶持政策，以实际行动支持铁尾矿资源的二次开发利用，从而推动矿山企业的可持续发展。
4.2加大对铁尾矿综合利用的资金支持
针对金属尾矿综合回收利用产业，政府应加大技术研发的专项资金支持力度，并引导社会资金投入矿山尾矿资源的开发和利用，促进校企联合开发具有高附加值材料和大宗尾矿消耗的实用技术，以此提高铁尾矿的综合利用水平。
4.3加强铁尾矿资源综合利用多方位技术研发
目前我国铁尾矿的利用率还很低，大多仅仅是有价元素的回收及开发附加值比较低的产品。随着国家对环境保护的重视、资源日趋紧张，尾矿的利用将越来越多地受到重视，新工艺、新技术也得到了进一步的发展。鼓励企业开展尾矿技术攻关和技术改造，今后铁尾矿利用应进行选矿技术的研究，提高尾矿中有用矿物的回收效果（如铜、硫、云母、石英等）；利用铁尾矿进行高附加值产品的生产（混凝土细骨料、水泥校正材料等），进行大用量铁尾矿产品使用技术的研究。
4.4建立铁尾矿资源库
随着当前信息化、智能化的不断发展，充分利用当前安全环保的在线监测管理系统，地勘和遥感卫星，对其位置和规模，以及其尾矿具体的粒径、化学成分、有毒或是无毒和其他的数据指标搭大型的、智能的建铁尾矿的资源利用数据库，综合相关信息，通过数据的融合，云计算的大数据分析，分析预测应用前景，同时利用该平台进行推介，将这些尾矿资源从山区走向城市，给铁尾矿资源的开发和利用带来更多的可能。
为了最大限度地利用尾矿资源并保护生态环境，需要促使更多的矿山企业参与尾矿再利用的研发。通过分层分类研究，推动新材料、新工艺及新技术的发展，实现铁尾矿资源的“效益化”，助推我国矿山企业实现绿色、低碳、循环、可持续的发展。后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
本文标签：
铁尾矿资源利用的现状和应用对策论文
人参与 2024-11-20 10:54:33 分类 : 理学 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
-
站内搜索
-
随机文章
-
标签列表
-
-
最近发表
-
-
热门文章 | 最新文章 | 随机文章
-
-
最新留言
-
首页 论文知识 教育论文 毕业论文 教学论文 经济学 管理学 职称论文 法学 理学 医学 社会学 物理学 文献 工程论文 学位论文 研究论文
Powered 团论文网 版权所有 备案号：鄂ICP备2022005557号统计代码
全站搜索