尹克林

（西鋼集團(tuán)燈塔礦業(yè)有限公司，黑龍江 伊春 153000）

在我國鐵礦尾礦一方面占用了大量的耕地，并且嚴(yán)重污染環(huán)境，破壞了自然生態(tài)平衡；另一方面若尾礦壩在設(shè)計上出現(xiàn)偏差，還有可能導(dǎo)致坍塌，嚴(yán)重時有可能導(dǎo)致人員傷亡。此外，鐵礦尾礦在運(yùn)輸及排放過程中均需用到大量的設(shè)備，這在一定程度上浪費(fèi)了人力、財力和物力。鐵礦尾礦的危害相對較大，這與我國當(dāng)前倡導(dǎo)的低碳經(jīng)濟(jì)極為不符，因此，必須采取相應(yīng)的綜合處理措施對鐵礦尾礦進(jìn)行再利用。

1 鐵礦尾礦中的主要成分及其分類

鐵礦尾礦本身屬于一種復(fù)合型的礦物原料，其中除含有較少量的金屬組分以外，大部分組分一脈石礦物為主，如長石、石英等等。鐵礦尾礦中的主要化學(xué)成分為鐵、鋁、鎂、硅、鈣等的氧化物，極少情況下也會伴有硫和磷等。從伴生元素的含量上可以將我國的鐵礦尾礦大致分為以下兩類：

1.1 單金屬類

單金屬類鐵礦尾礦按照其中化學(xué)成分含量多少的不同又可分為以下幾種類型：

高硅尾礦。這類鐵礦尾礦是數(shù)量比較大的一種類型，其中各別尾礦氧化硅的含量可高達(dá)80%左右，并且很少含有其他有價的伴生元素。屬于這一類型的鐵礦選礦廠主要有首鋼的密云、石河鐵礦廠；本鋼的歪山頭和南芬鐵礦廠；唐鋼的石人溝鐵礦廠；鞍鋼的大孤山、東鞍山鐵礦廠等等。

高鋁尾礦。這類鐵礦尾礦的年均排出量并不是很大，一般分布在寧蕪一帶，其特點(diǎn)是礦中三氧化二鋁的含量比較高，并且大部分尾礦中無其他組分及伴生元素，僅有極少數(shù)的尾礦中會含有伴生的磷和硫。以這類尾礦作為選礦廠的有馬鋼的南山及姑山鐵礦廠、江蘇吉山鐵礦廠等等。

高鈣、鎂尾礦。這一類型的鐵礦尾礦較為集中的地區(qū)為邯鄲，尾礦中通常會含有S和Co等伴生元素，極少數(shù)的尾礦中還會含有Au、As、Cu、Ag、Ni等元素。以該類型尾礦作為選礦廠的主要是邯鄲本地的一些礦廠，如西石門、王家子、玉石洼等礦廠。

1.2 多金屬類

這類鐵礦尾礦多數(shù)分布在我國長江中下游的武鋼、內(nèi)蒙古包頭以及西南攀西等地區(qū)，其具有伴生元素多、礦物成分復(fù)雜等特點(diǎn)，尾礦本身除含有較為豐富的有色金屬之外，還會含有少量的貴重金屬、稀有金屬以及各種稀散元素等。從這類尾礦的經(jīng)濟(jì)價值上看，回收其中的伴生元素所帶來的價值，已經(jīng)超過了主體金屬鐵的回收價值。

2 低碳經(jīng)濟(jì)下鐵礦尾礦的綜合處理再利用

鐵礦尾礦類型的不同決定了其性質(zhì)及種類也各不相同，處理過程中所選用的工藝及流程也不相同。換言之就是說綜合處理鐵礦尾礦的方法和途徑也不相同。為此，筆者從以下幾個方面介紹鐵礦尾礦的綜合處理再利用。

2.1 利用鐵礦尾礦燒制陶粒

陶粒是一種質(zhì)量較輕而強(qiáng)度較高的球狀輕集料，其作用與浮石、火山凝灰?guī)r、火山熔巖、冶金爐渣、燃料爐渣等相似，可摻和于水泥中制成輕質(zhì)混凝土。沈陽有關(guān)單位利用尾礦參配煤矸石制成容重為640-1000kg/平方米，松散容重為420-700kg/立方米的陶粒。陶粒外殼堅硬，內(nèi)部孔洞均勻細(xì)小呈互不連通的蜂窩狀，可用作配制輕集料混凝土。

2.2 利用鐵礦尾礦制造玻璃

利用鐵尾礦熔制的飾面玻璃，?；に囆阅芊€(wěn)定，可操作性強(qiáng)，其主要材料性能優(yōu)于天然大理石，是一種高級裝潢材料。中國地質(zhì)科學(xué)院尾礦利用技術(shù)中心利用梅山鐵礦尾礦制作微晶玻璃花崗巖的研究，大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)可以利用鐵礦尾礦為原料制作微玻巖。

2.3 礦尾礦的無害化處置與利用

在采礦工業(yè)的地下開采中，當(dāng)開采地表需要保護(hù)的礦床；稀有、貴重金屬或有色金屬的高品位礦床；有自然危險的金屬礦床；地表水體下或強(qiáng)含水層下的富礦；賦存條件復(fù)雜的富礦；以及深部礦體的開采等，往往要用充填采礦法。充填采礦法中的一個重要工序就是將采出礦石后的空場用充填材料加以充填，其目的是減少采礦的損失和貧化、限制圍巖的移動、防止坑內(nèi)火災(zāi)或水災(zāi)。由于近些年來鐵礦的不斷開采產(chǎn)生了大量的鐵礦尾礦，這些鐵礦尾礦便可用做填充材料。

2.4 用于制作建筑材料

制備普通燒結(jié)磚，尾礦利用率可達(dá)到。燒成制品達(dá)到燒結(jié)普通磚最高標(biāo)號。燒成制品為褐紅色，與粘土磚相近，與一般建筑用磚相比體積密度偏大。采用干硬法成型燒成品外型平整可調(diào)整成型壓力和燒成溫度生產(chǎn)出低標(biāo)號的普通燒結(jié)磚。尾礦具有較好的可塑性，通過改變成型方法、坯料加水量和配料制備出承重和非承重空心磚。燒制過程中實(shí)心磚可豎碼、多孔磚和大孔磚宜平碼，在氧化氣氛下可以燒制出顏色統(tǒng)一的紅色制品，可以生產(chǎn)出的實(shí)心磚和多孔磚，抗凍融性符合建筑燒結(jié)磚標(biāo)準(zhǔn)。燒結(jié)磚砌體力學(xué)性能試驗(yàn)表明，尾礦燒結(jié)磚與砂漿具有較好的親和性，物理性能匹配較好。

2.5 回收有用鐵礦物后的尾渣處置

在現(xiàn)場尾礦生產(chǎn)系統(tǒng)中增設(shè)尾礦鐵回收再磨再選系統(tǒng)，回收主流程流失的鐵，將尾礦鐵品位由27%左右降至15%以下。這種低附加值的尾礦可以有三種典型用途。其一，用于生產(chǎn)低端建材?？梢詮倪@種低附加值尾礦中撈取部分粗粒尾砂，用于替代市場上較緊缺的細(xì)黃沙，也可以全粒級用于制備滲透性較好的人行地面彩磚；其二，尾礦干式堆排。這種低附加值尾礦經(jīng)壓濾機(jī)壓濾脫水后，水分可控制在20%以下，滿足運(yùn)輸、干堆要求。在完成安全與環(huán)境影響評價后實(shí)施征地堆排；其三，尾礦充填采空區(qū)。這種低附加值尾礦可以用于對采空區(qū)的充填，從而消除采空區(qū)存在的安全隱患，還可以減少尾礦在地表堆存造成的環(huán)境污染。

2.6 礦堆放場的環(huán)保

尾礦排出后流動距離短便被凍住，凍結(jié)的尾礦表面在短時間內(nèi)不會產(chǎn)生揚(yáng)塵。除冬季外，外界氣溫大于結(jié)冰溫度，尾礦在自重作用下向四周流動，這樣就基本保證尾礦表面一直處于濕潤狀態(tài)。由于日照和風(fēng)力產(chǎn)生的蒸發(fā)，高濃度的尾礦膏體將快速干燥，因?yàn)闈舛容^高，尾礦在排放和流動的過程中不會出現(xiàn)粗粒和細(xì)粒分開現(xiàn)象，使得尾礦固結(jié)后強(qiáng)度較大，不會出現(xiàn)揚(yáng)塵現(xiàn)象。萬一固結(jié)面遭到破壞，這些區(qū)域的尾礦可能被風(fēng)刮起并揚(yáng)塵，細(xì)粒尾礦被風(fēng)刮走，這是我們不希望看到的，這主要取決于主導(dǎo)風(fēng)向、強(qiáng)度和尾礦特性。對此類問題我們應(yīng)有足夠的認(rèn)識，并對尾礦堆表面采取防護(hù)措施：開啟相鄰的排礦管排礦，以覆蓋被破壞的表面；在尾礦堆表面鋪以草屑、樹葉或旋轉(zhuǎn)地噴灑水，由于灑水成本太高，也可加蓋防塵網(wǎng)或防塵布；對達(dá)到設(shè)計標(biāo)高的部分應(yīng)用土或廢石永久覆蓋。

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