孟躍輝,倪 文,張玉燕
(1.中國(guó)資源綜合利用協(xié)會(huì),北京 100082;2.北京科技大學(xué),北京 100083)
我國(guó)尾礦綜合利用發(fā)展現(xiàn)狀及前景
孟躍輝1,倪 文2,張玉燕2
(1.中國(guó)資源綜合利用協(xié)會(huì),北京 100082;2.北京科技大學(xué),北京 100083)
介紹了我國(guó)尾礦綜合利用的現(xiàn)狀及發(fā)展前景,并從我國(guó)尾礦的基本性質(zhì)、尾礦產(chǎn)生量、尾礦的利用率、利用途徑和區(qū)域發(fā)展情況等方面分別進(jìn)行了論述。基于目前我國(guó)尾礦綜合利用的現(xiàn)狀,探討了我國(guó)尾礦綜合利用的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)發(fā)展方向。
尾礦綜合利用;工業(yè)固體廢棄物;尾礦利用率;尾礦膠結(jié)充填
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,傳統(tǒng)粗放型的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式使得我國(guó)資源短缺的矛盾越來(lái)越突出,環(huán)境壓力越來(lái)越大。走中國(guó)特色新型工業(yè)化道路、大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、提高資源利用率,是解決資源、環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展制約的必經(jīng)之路。
尾礦綜合利用牽涉面大,既關(guān)系企業(yè)和行業(yè)生存與發(fā)展,又影響環(huán)境與安全,是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。尾礦已成為我國(guó)目前產(chǎn)出量最大、綜合利用率最低的大宗固體廢棄物之一,累積堆存100億t以上,年產(chǎn)出量達(dá)到12億t,占全世界尾礦產(chǎn)出量的50%以上。與粉煤灰、煤矸石等大宗工業(yè)固體廢棄物相比,尾礦的綜合利用技術(shù)更復(fù)雜、難度更大。目前,我國(guó)工業(yè)固體廢棄物中煤矸石達(dá)到了62.5%,粉煤灰達(dá)到了67%,而尾礦的綜合利用率只有13.3%,相比之下,尾礦的綜合利用大大滯后于其它大宗工業(yè)固體廢棄物。
尾礦是非煤礦業(yè)企業(yè)選礦過(guò)程中排放的固體廢棄物。我國(guó)尾礦來(lái)源按行業(yè)劃分主要包括黑色金屬尾礦、有色金屬尾礦、稀貴金屬尾礦和非金屬礦尾礦。
黑色金屬尾礦包括鐵尾礦、錳尾礦和鉻尾礦。大部分鐵尾礦、錳尾礦和鉻尾礦都含有可進(jìn)一步提取的殘余鐵、錳和鉻,其余組份主要是硅酸鹽類礦物。部分鐵尾礦和錳尾礦還含有可提取的有色、稀有或稀土金屬(如四川攀枝花的釩鈦磁鐵礦型尾礦和內(nèi)蒙古白云鄂博的稀土多金屬伴生型鐵尾礦及錳三角地區(qū)的部分錳尾礦)。鉻尾礦一般都屬于鉻的潛在污染源。有色金屬尾礦主要包括銅尾礦、鉛鋅尾礦、鎳尾礦、錫尾礦等。鋁土礦尾礦由于以含有高嶺石、地開石等粘土礦物為主,常與鋁礬土礦尾礦一起被歸為非金屬礦尾礦。有色金屬尾礦一般都含有殘余的有色多金屬,較多的含鐵硫化礦物和大量的石英、長(zhǎng)石、云母等氧化硅和硅酸鹽類礦物。有色金屬尾礦中的大部分殘留有色金屬對(duì)于周邊的環(huán)境來(lái)說(shuō)都是潛在的重金屬污染源,由有色金屬尾礦引起的砷、鉛污染尤為嚴(yán)重。大部分有色金屬尾礦由于含有較多的硫化物,也是酸性廢水的潛在發(fā)生源,具有對(duì)環(huán)境構(gòu)成酸污染的潛在危害。
稀貴金屬尾礦主要包括黃金尾礦、銀尾礦、鎢尾礦、鉬尾礦、鈮鉭尾礦等。稀貴金屬尾礦除了一般含有可以再提取的有價(jià)稀貴金屬外,具有與有色金屬尾礦相近范圍的礦物組成,即尾礦的主要成分也是石英、長(zhǎng)石、云母等氧化硅或硅酸鹽類礦物。部分稀貴金屬尾礦中含有較多的方解石、螢石等非硅酸鹽類礦物。部分稀貴金屬尾礦由于具有較高的螢石含量,是氟的潛在污染源。非金屬礦尾礦種類繁多,主要包括石灰石尾礦、大理石尾礦、高嶺土尾礦、石英巖尾礦(又稱玻璃尾礦)、花崗巖尾礦、石墨尾礦、滑石尾礦、石棉尾礦、硅藻土尾礦、膨潤(rùn)土尾礦、珍珠巖尾礦、蛭石尾礦、云母尾礦、鋁礬土(鋁土礦)尾礦等。非金屬礦尾礦雖然種類繁多,但總量相對(duì)較少,堆存較為分散,因此不像金屬礦尾礦那樣受到關(guān)注。按尾礦所含的主要成分,非金屬礦尾礦主要分為碳酸鹽類(如石灰石尾礦、大理石尾礦)和硅酸鹽(氧化硅)類(其它尾礦類型)。大部分非金屬礦尾礦所含的原目標(biāo)礦物都不具有再選的價(jià)值,而是整體利用或自然堆存。但近幾年也出現(xiàn)了將石墨尾礦和高嶺土尾礦再選的情況。由于大部分非金屬礦尾礦不含高濃度的有毒有害物質(zhì),又屬硅酸鹽或碳酸鹽類,在堆存過(guò)程中易于土壤化,再加上單庫(kù)容一般較小的特點(diǎn),因此非金屬礦尾礦堆存帶來(lái)的環(huán)境危害和安全風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小。一些主要類型尾礦的化學(xué)成分如表1所示。
表1 主要類型尾礦的化學(xué)成分
我國(guó)現(xiàn)有尾礦庫(kù)12 655座,其中三等以上大中型尾礦庫(kù)為533座,占總數(shù)的4.2%,四、五等小型尾礦庫(kù)12 122座,占總數(shù)的95.8%。截至到2009年底我國(guó)尾礦累積堆存量為100億t。尾礦已成為我國(guó)目前產(chǎn)出量最大、堆存量最多的固體廢棄物,已經(jīng)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題和存在巨大的安全隱患,成為我國(guó)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)和礦業(yè)城市可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。
全國(guó)尾礦產(chǎn)生量2000~2009年統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2和圖1所示。從表2和圖1可以看出,2007~2009年連續(xù)3年產(chǎn)出量在10億t以上,2009年產(chǎn)出11.92億t,比上年增長(zhǎng)8.4%。從表2還可以看出,黃金尾礦、銅尾礦、其它有色及稀貴金屬尾礦以及非金屬礦尾礦在2003年以前都呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì),而2004年以后呈較快增長(zhǎng)的趨勢(shì),其中黃金尾礦2009年比2000年增長(zhǎng)了77.6%,銅尾礦及其它有色稀貴金屬尾礦增長(zhǎng)了71.8%,非金屬礦尾礦增長(zhǎng)了171.4%。2009年我國(guó)產(chǎn)出尾礦接近12億t,其中鐵尾礦5.36億t,銅尾礦2.56億t,黃金尾礦1.74億t,其他有色及稀貴金屬尾礦1.12億t,非金屬礦尾礦1.14億t。
表2 2000~2009年尾礦產(chǎn)生量 億t
圖1 2000~2009年尾礦產(chǎn)生量
圖2給出了2009年我國(guó)各類尾礦產(chǎn)生量所占比例,從圖2可以看出鐵尾礦的產(chǎn)生量最大,占了45%;其次是銅尾礦,占2009年尾礦總產(chǎn)量的21%;黃金尾礦占15%,其它有色及希貴金屬尾礦占9%,非金屬礦尾礦占10%。
圖2 2009年我國(guó)各類尾礦產(chǎn)生量所占比例示意圖
全國(guó)2009年利用尾礦總量為1.6億t,綜合利用率為13.3%。其中從尾礦中回收有價(jià)組分約470萬(wàn)t,占尾礦利用總量的3%,生產(chǎn)建筑材料利用尾礦約5 800萬(wàn)t,占尾礦利用總量的33%,充填礦山采空區(qū)利用尾礦約1億t,占尾礦利用總量的63%,其他利用<1%。2009年全國(guó)尾礦綜合利用產(chǎn)值約300億元,利潤(rùn)34億元(不含充填)。
我國(guó)鐵尾礦主要產(chǎn)在遼寧、河北、安徽、湖北、四川、內(nèi)蒙等省區(qū),其中2009年河北和遼寧兩省產(chǎn)出鐵尾礦為3億t,占鐵尾礦總量的50%以上。我國(guó)黃金尾礦主要產(chǎn)于山東、河南、陜西、黑龍江、內(nèi)蒙古、新疆等省區(qū),占全國(guó)總產(chǎn)量的80%以上。我國(guó)銅尾礦和其他有色、稀有金屬尾礦主要產(chǎn)于江西、湖南、云南、廣西、湖北、貴州、四川、新疆、西藏、內(nèi)蒙古等省區(qū),占全國(guó)有色和稀有金屬尾礦總量的70%以上。我國(guó)非金屬礦尾礦中,石灰石尾礦占總量的50%以上,其余非金屬礦尾礦產(chǎn)量較小。因此我國(guó)非金屬礦尾礦主要和我國(guó)的水泥集中產(chǎn)區(qū)緊密相關(guān)。其中河北、山東、安徽、遼寧、吉林、黑龍江、廣東、江西、湖南、湖北、浙江、江蘇、福建等省區(qū)所產(chǎn)非金屬礦尾礦占全國(guó)的70%以上。
全國(guó)利用尾礦及廢石生產(chǎn)建筑材料最好的的是北京市,2009年生產(chǎn)混凝土等建筑材料共利用尾礦及廢石2 925萬(wàn)t,占全國(guó)尾礦及廢石生產(chǎn)建材總用量的33.9%。全國(guó)利用尾礦進(jìn)行膠結(jié)充填采礦最好的是山東省。2009年全省共產(chǎn)生尾礦約6 000萬(wàn)t,其中膠結(jié)充填采礦利用尾礦2 000萬(wàn)t以上,占全省尾礦總產(chǎn)生量的33.3%,占全國(guó)尾礦充填采空區(qū)利用總量的20%。
(1)我國(guó)尾礦產(chǎn)生量巨大,利用率低。我國(guó)目前累積堆存尾礦100億t以上,年產(chǎn)出量達(dá)到了12億t,占全國(guó)大宗工業(yè)固體廢棄物年產(chǎn)生總量的45.8%,占全世界尾礦產(chǎn)出量的50%以上,而尾礦的綜合利用率只有13.3%,絕大多數(shù)尾礦尚未被綜合利用。隨著我國(guó)礦產(chǎn)資源開采力度的不斷加大,尾礦排出量會(huì)每年不斷遞增,加快尾礦的綜合利用已迫在眉睫。尾礦大量堆存的結(jié)果不僅造成了有限的土地資源的巨大浪費(fèi),而且?guī)?lái)了嚴(yán)重的環(huán)境和安全問(wèn)題。尾礦所含的重金屬離子,甚至砷、汞等污染物質(zhì),以及礦石選礦過(guò)程中加入的各種化學(xué)藥劑,部分會(huì)隨尾礦水流入附近河流或滲入地下,嚴(yán)重污染河流及地下水源,自然干涸后的尾砂,遇大風(fēng)被吹到周邊地區(qū),對(duì)環(huán)境造成危害;很多尾礦庫(kù)超期或超負(fù)荷使用,甚至人為違規(guī)操作,使尾礦庫(kù)存在極大安全隱患,對(duì)周邊地區(qū)人民財(cái)產(chǎn)和生命安全造成嚴(yán)重威脅。建國(guó)以來(lái),我國(guó)多次發(fā)生過(guò)尾礦庫(kù)潰壩事故,造成大量人員傷亡。2008年“9.8”山西襄汾新塔礦業(yè)有限公司尾礦庫(kù)潰壩,造成非常嚴(yán)重后果。因此,立足于礦產(chǎn)和土地資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)目標(biāo),必須提高尾礦資源的綜合利用水平。
(2)提高尾礦資源的綜合利用水平迫切需要科技支撐。在技術(shù)方面,國(guó)家在尾礦綜合利用的前瞻性技術(shù)開發(fā)方面投入不足,企業(yè)缺少投資開發(fā)尾礦綜合利用重大關(guān)鍵技術(shù)的動(dòng)力和積極性,導(dǎo)致大多數(shù)尾礦綜合利用工藝只停留在簡(jiǎn)單易行的技術(shù)上,缺乏能夠使尾礦高效利用和大宗高值利用的原創(chuàng)性技術(shù)研發(fā)。因此提高我國(guó)尾礦資源的綜合利用水平迫切需要先進(jìn)的科技手段予以支撐,依托重點(diǎn)和骨干企業(yè),開展尾礦綜合利用關(guān)鍵技術(shù)和裝備的研究,突破綜合利用過(guò)程中的技術(shù)瓶頸,提高綜合利用過(guò)程中的決策水平和技術(shù)管理水平,從而全面提升尾礦資源的綜合利用水平。
(3)基礎(chǔ)工作薄弱,缺乏數(shù)據(jù)支撐。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)體系中還沒(méi)有關(guān)于資源綜合利用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),更沒(méi)有關(guān)于尾礦綜合利用的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。不利于提出科學(xué)的政策措施,更不利于根據(jù)實(shí)際情況對(duì)政策措施做出實(shí)時(shí)調(diào)整。已經(jīng)進(jìn)行的少量統(tǒng)計(jì)工作,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不完整、方法不統(tǒng)一,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏,信息交流不暢,難以作為宏觀調(diào)控的基礎(chǔ)材料。如有色金屬尾礦種類多,共伴生情況復(fù)雜,目前對(duì)該領(lǐng)域的尾礦的資源綜合利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不足,不能針對(duì)實(shí)際情況,提出有效的利用和處理方法。因此,迫切需要建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計(jì)體系,對(duì)我國(guó)尾礦綜合利用整體情況進(jìn)行全面的摸底、收集、分類和整理,最終確立尾礦資源評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品檢測(cè)和認(rèn)證體系。
(4)對(duì)尾礦綜合利用重要性的認(rèn)識(shí)不夠。很多的管理部門和相關(guān)企業(yè)對(duì)尾礦綜合利用的重要性和緊迫性認(rèn)識(shí)不足,地區(qū)間、行業(yè)間、企業(yè)間尾礦綜合利用的發(fā)展不平衡。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較落后的地區(qū)和一些民營(yíng)企業(yè),浪費(fèi)資源、污染環(huán)境的現(xiàn)象仍很嚴(yán)重。由于我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)礦業(yè)的粗放式經(jīng)營(yíng),礦山企業(yè)盲目開采,過(guò)分關(guān)注主礦產(chǎn)品的價(jià)值,而忽視其共伴生組分,缺乏綜合利用的意識(shí)。一方面,我國(guó)45種主要礦產(chǎn)資源人均占有量不足世界人均水平的一半,石油、天然氣、煤炭、鐵礦石、銅和鋁等重要礦產(chǎn)資源人均儲(chǔ)量,分別相當(dāng)于世界人均水平的11%、4.5%、79%、42%、18%和7.3%。到2020年,我國(guó)重要金屬和非金屬礦產(chǎn)資源可供儲(chǔ)量的保障程度,除稀土等有限資源保障程度為100%外,其余均大幅度下降,其中鐵礦石為35%、銅為27.4%、鋁土礦為27.1%、鉛為33.7%、鋅為38.2%、金為8.1%。可采年限石灰石為30年、磷為20年、硫不到10年,鉀鹽現(xiàn)在已經(jīng)處于嚴(yán)重供不應(yīng)求狀態(tài)。另一方面,在礦產(chǎn)資源供需形勢(shì)嚴(yán)峻的情況下,我國(guó)的礦產(chǎn)資源浪費(fèi)明顯,綜合利用率很低。許多地方主管部門的主管干部還不知道什么是尾礦,更不知道尾礦綜合利用具有巨大價(jià)值,大多數(shù)主管干部沒(méi)有到過(guò)尾礦庫(kù)。
(5)政策法規(guī)不夠完善,現(xiàn)有政策支持力度不夠。我國(guó)在資源綜合利用方面雖然已經(jīng)出臺(tái)了一些稅收優(yōu)惠和鼓勵(lì)政策,但由于尾礦資源品位低,與原礦采選相比,利用的成本高,經(jīng)濟(jì)效益差,且其綜合利用的技術(shù)更為復(fù)雜,而現(xiàn)有資源綜合利用的政策缺乏針對(duì)性,支持力度不夠,企業(yè)利用尾礦的積極性不高。尾礦綜合利用還沒(méi)有作為一項(xiàng)重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策納入法制管理的軌道,許多工作還無(wú)法可依,有關(guān)政策也還沒(méi)有完全理順。雖然國(guó)家發(fā)布了一系列鼓勵(lì)企業(yè)開展尾礦綜合利用的規(guī)范性文件,但現(xiàn)有政策的連續(xù)性及政策的支持力度還不能適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的需要。一些資源性產(chǎn)品的價(jià)格形成機(jī)制還不能充分反映資源稀缺程度、環(huán)境損害成本和供求關(guān)系;“污染者付費(fèi)”的原則沒(méi)有很好落實(shí);部分地區(qū)還存在政策落實(shí)難、執(zhí)行中有偏差等問(wèn)題。相關(guān)政策體系和法律規(guī)范還不完整,經(jīng)濟(jì)激勵(lì)力度較弱,還沒(méi)有形成尾礦綜合利用的長(zhǎng)效激勵(lì)機(jī)制。
我國(guó)累積堆存和正在產(chǎn)出的尾礦具有巨大的潛在利用價(jià)值。例如我國(guó)鐵礦尾礦的鐵品位平均為12%,有的甚至高達(dá)27%。以當(dāng)前可選鐵尾礦總堆存量45億t計(jì)算,尾礦中相當(dāng)于存有5.4億t鐵。在我國(guó)目前堆存的黃金尾礦中,以可選尾礦5億t計(jì)算,其中尚含有黃金300t以上。目前我國(guó)共(伴)生組分綜合回收率在40%~70%的國(guó)有礦山企業(yè)不足40%,我國(guó)國(guó)有礦山完全沒(méi)有進(jìn)行綜合利用的占45%,全國(guó)20多萬(wàn)個(gè)非國(guó)有中小型礦山基本上沒(méi)有進(jìn)行綜合利用。尾礦中的非金屬礦物不但存量巨大,而且有些已經(jīng)具備高附加值應(yīng)用的潛在特性。隨著技術(shù)的進(jìn)步,其潛在價(jià)值將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)金屬元素的價(jià)值。以尾礦作為充填骨料的膠結(jié)充填采礦法將是我國(guó)“十·二五”期間大力發(fā)展的采礦技術(shù),與崩落法及其他傳統(tǒng)采礦技術(shù)相比,可提高回采率30%左右,具有巨大的資源效益。在嚴(yán)格的環(huán)境評(píng)估前提下,因地制宜推廣尾礦農(nóng)用技術(shù),將取得巨大的環(huán)境生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
尾礦綜合利用的發(fā)展受國(guó)內(nèi)外資源形勢(shì)、經(jīng)濟(jì)形勢(shì)、相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步以及政策、法律和社會(huì)意識(shí)形態(tài)等多因素的影響。以鐵尾礦再選鐵為例,在2000年以前,由于我國(guó)鋼鐵需求量較長(zhǎng)時(shí)間處于低迷狀態(tài),國(guó)產(chǎn)鐵精礦和進(jìn)口鐵礦石的價(jià)格也長(zhǎng)期處于低迷狀態(tài),鐵尾礦再選無(wú)利可圖,國(guó)內(nèi)礦山企業(yè)基本上不從事大規(guī)模的鐵尾礦再選的生產(chǎn)活動(dòng)。在2007年前后,由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)鋼鐵的需求迅猛增加,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)外鐵礦石的價(jià)格上漲了2~5倍。在這種背景下,國(guó)內(nèi)幾乎所有的鐵礦山企業(yè)都以不同規(guī)模開展了鐵尾礦再選的生產(chǎn)活動(dòng)或技術(shù)研究。金、銀礦山和大多數(shù)有色、稀有金屬礦山的尾礦再選都經(jīng)歷了與鐵尾礦類似的過(guò)程。由于尾礦再選產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也極大地促進(jìn)了技術(shù)的進(jìn)步,使尾礦再選的工藝和設(shè)備不斷完善,成本不斷降低,反過(guò)來(lái)又進(jìn)一步促進(jìn)了可選尾礦資源的迅速擴(kuò)大。因此可以預(yù)測(cè),到“十二·五”末我國(guó)尾礦再選產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將持續(xù)快速增長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)規(guī)模將比現(xiàn)在增加1倍以上。
尾礦綜合利用的另一個(gè)快速發(fā)展方向是與膠結(jié)充填采礦法相配套的尾礦回填采空區(qū)技術(shù)。其真正的經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力也是各類礦產(chǎn)品,特別是金屬礦產(chǎn)品價(jià)格的長(zhǎng)期攀高。對(duì)于鐵礦地下開采而言,膠結(jié)充填采礦法要比傳統(tǒng)的崩落法等成本增加10%~50%。然而膠結(jié)充填采礦法可以將原來(lái)不能開采的村鎮(zhèn)下、水體下和重要交通干線下的礦石開采出來(lái)。對(duì)于一般情況下的地下采礦,膠結(jié)充填采礦法要比傳統(tǒng)的采礦方法提高約為30%的回采率。當(dāng)?shù)V產(chǎn)品的價(jià)格攀升超出膠結(jié)充填采礦法相對(duì)于傳統(tǒng)采礦方法的成本增加部分時(shí),企業(yè)就有了利益驅(qū)動(dòng)。隨著膠結(jié)充填采礦技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用,相關(guān)的技術(shù)也日趨成熟。低成本、高效率的新技術(shù)不斷被開發(fā)出來(lái),又進(jìn)一步促進(jìn)了尾礦回填礦井的規(guī)模發(fā)展。因此可以預(yù)測(cè),到“十二·五”末,尾礦回填礦井的總量將比現(xiàn)在增加2~3倍。
在尾礦整體利用生產(chǎn)建材方面,由于目前產(chǎn)品附加值低,受運(yùn)距限制的瓶頸問(wèn)題還一直沒(méi)有解決。因此在過(guò)去的幾十年當(dāng)中,在可以大宗利用尾礦的高附加值建材方面一直沒(méi)有大的產(chǎn)業(yè)化突破,但已經(jīng)出現(xiàn)一些有希望的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)和中試技術(shù)。因此可以預(yù)測(cè)“十二·五”期間將是尾礦大宗利用生產(chǎn)高附加值建材在產(chǎn)業(yè)化技術(shù)方面大范圍取得突破的時(shí)期,但大規(guī)模推廣的時(shí)期要到2015年以后的“十三·五”期間。尾礦綜合利用的第三個(gè)重要驅(qū)動(dòng)因素是新建尾礦庫(kù)成本越來(lái)越高,征地越來(lái)越困難。例如在我國(guó)東部地區(qū)一些地下金屬礦山的開采完全是在基本農(nóng)田下或村鎮(zhèn)、水體、重要交通干線下進(jìn)行的,在礦山建設(shè)的可行性論證和設(shè)計(jì)中就不可能考慮征到土地去建設(shè)尾礦庫(kù),因此必須權(quán)衡尾礦全部利用(包括回填采空區(qū))和礦產(chǎn)開發(fā)整體利潤(rùn)的平衡才得以開工建設(shè)。這也迫使企業(yè)在回填采空區(qū)和尾礦整體利用生產(chǎn)建材及其它利用技術(shù)的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面投入更多的資金,因此也相應(yīng)地推動(dòng)了尾礦綜合利用的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
近年來(lái)國(guó)家在鼓動(dòng)尾礦綜合利用的政策方面力度不斷加大,綠色礦山、低碳經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展的理念不斷深入人心,已經(jīng)形成一種不可阻擋的社會(huì)文化潮流。因此可以預(yù)測(cè),未來(lái)5~10年我國(guó)尾礦綜合利用的產(chǎn)業(yè)將比現(xiàn)在的規(guī)模增加3~5倍,尾礦綜合利用率將有大幅度提高。
(1)尾礦庫(kù)安全高效開采關(guān)鍵技術(shù)及裝備。將在尾礦庫(kù)開采技術(shù)條件分析評(píng)價(jià),尾礦庫(kù)回采的安全與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析,尾礦庫(kù)安全高效回采技術(shù)及裝備,尾礦庫(kù)開采過(guò)程安全與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等方面形成完整的技術(shù)體系,形成具有我國(guó)特色的尾礦資源安全高效開采的系統(tǒng)配套技術(shù),為我國(guó)該類資源的開采提供有效的技術(shù)支持。所形成的系列技術(shù)成果,將解決目前尾礦庫(kù)開采過(guò)程中遇到的難題,降低開采過(guò)程中的災(zāi)害事故及經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn),為我國(guó)尾礦資源大規(guī)模開采奠定技術(shù)基礎(chǔ),創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
(2)鐵礦尾礦中有價(jià)組分高效分選關(guān)鍵技術(shù)及裝備。將在鐵尾礦再磨再選過(guò)程中低能耗單體解離控制技術(shù)和磁性物高效回收技術(shù),深度還原過(guò)程中硅酸鐵還原和抑制硅酸鐵生成控制技術(shù),鐵尾礦高效浮選藥劑合成及應(yīng)用技術(shù),鐵尾礦多種伴生組分綜合回收分質(zhì)利用技術(shù)等方面取得突破,并形成包括尾礦中磁性鐵礦物的高效分離技術(shù)及裝備,鐵尾礦低能耗再磨再選工業(yè)試驗(yàn)技術(shù)及裝備,高鐵難選鐵尾礦高效聯(lián)選、深度還原再選、閃速焙燒再選工業(yè)化技術(shù)及裝備,鐵尾礦選礦新藥劑合成,釩鈦磁鐵礦型尾礦多元素綜合回收新技術(shù),硼鐵礦尾礦選別工藝,多金屬伴生鐵尾礦多種有用組分綜合收技術(shù)等技術(shù)在內(nèi)的技術(shù)體系。
(3)有色金屬尾礦中有價(jià)組分綜合利用關(guān)鍵技術(shù)及裝備。將在鉛鋅尾礦高效再選及流程節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù),鉬尾礦中多種有價(jià)組分綜合回收關(guān)鍵技術(shù),生物法綜合回收有色多金屬尾礦中的有價(jià)元素關(guān)鍵技術(shù),有色金屬尾礦綜合回收有用組分的選礦藥劑及裝備,鈮、鉭尾礦綜合利用和清潔化處理技術(shù),氰化尾渣中有價(jià)元素綜合回收技術(shù)等方面取得突破。將解決我國(guó)鉬尾礦、鉛鋅尾礦、鈮鉭尾礦和氰化渣的清潔化綜合利用的瓶頸問(wèn)題,為這些尾礦的綜合利用提供關(guān)鍵集成技術(shù),研究成果將對(duì)提高有色金屬礦產(chǎn)資源的綜合利用率和環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生積極影響。
(4)尾礦綜合利用生產(chǎn)建筑材料及關(guān)鍵設(shè)備。將在富硅尾礦生產(chǎn)超高強(qiáng)混凝土關(guān)鍵技術(shù),尾礦生產(chǎn)微晶玻璃關(guān)鍵技術(shù),大規(guī)模利用尾礦低成本生產(chǎn)建筑材料的工藝技術(shù), 尾礦生產(chǎn)加氣混凝土關(guān)鍵技術(shù),尾礦在高速鐵路工程中應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)等方面取得突破。這些技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化可具有針對(duì)性的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)體系,形成一批尾礦摻入比例大、低耗能和無(wú)二次污染的技術(shù)和考慮區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理性與市場(chǎng)需求,因地制宜,符合具體尾礦特征、適應(yīng)當(dāng)?shù)貤l件的高效的尾礦綜合利用技術(shù),調(diào)動(dòng)市場(chǎng)主體開展尾礦綜合利用的積極性,激發(fā)企業(yè)開展尾礦綜合利用的內(nèi)在源動(dòng)力。克服以往所開發(fā)的尾礦建材產(chǎn)品受運(yùn)距限制而使產(chǎn)地與市場(chǎng)脫節(jié)的弊端。對(duì)于提高礦山的資源利用效率、保護(hù)環(huán)境、推動(dòng)礦區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。
(5)尾礦高效充填關(guān)鍵技術(shù)。在尾礦膠結(jié)充填用低成本高效新型膠凝材料大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù),高濃度充填料漿高效制備關(guān)鍵技術(shù),高濃度尾礦充填料漿大泵量高效輸送技術(shù),膏體尾礦干式堆存技術(shù),尾礦高濃度充填自動(dòng)化控制與決策關(guān)鍵技術(shù),高濃度尾礦膠結(jié)充填采礦成套裝備關(guān)鍵技術(shù)等方面取得突破,將有效提高尾礦充填濃度及充填效率、大幅度降低充填成本,可替代占主導(dǎo)地位的國(guó)外進(jìn)口膏體泵壓充填工藝,改變我國(guó)現(xiàn)有傳統(tǒng)的低濃度水力充填落后的局面,使充填采礦法逐步發(fā)展成為高效率的采礦方法。
Current state of ore tailings reusing and its future development in China
The current state of ore tailings reusing and its future development was discussed.The basic aspects of ore tailings reus?ing in China including the characteristics of ore tailings,total amounts of output,utilization rates,ways of utilization and regional development was described.Based up on the current state of ore tailings reusing development,the future of industrial development and technology innovation in the field of ore tailings reusing was illustrated.
ore tailings reusing;industrial solid wastes;rate of ore tailings reusing;cemented backfilling of ore tailings
1672-609X(2010)05-0004-06
X75
B
2010-10-14
孟躍輝(1980-),男,碩士,工程師,中國(guó)資源綜合利用協(xié)會(huì)信息咨詢部主任,從事固體廢棄物綜合利用的技術(shù)研究工作。