陳燕芳　程之江　龔祖星　劉清輝

(浙江省地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，杭州 310007)

本文引用格式：陳燕芳,程之江,龔祖星,等. 浙江螢石尾礦庫的取樣調(diào)查和再利用建議[J].中國無機(jī)分析化學(xué),2018,8(1):14-16.

CHEN Yanfang,CHENG Zhijiang,GONG Zuxing,et al. Sampling Survey and Reuse Suggestion for Fluorite Tailing Reservoirs in Zhejiang[J].Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry, 2018,8(1):14-16.

前言

普通螢石為浙江省傳統(tǒng)優(yōu)勢礦產(chǎn)資源，查明資源儲量位居全國第二(單一型螢石居全國首位)。近年來，螢石礦產(chǎn)勘查取得新成果，累計(jì)新增螢石礦物(CaF2)資源量6 321 kt，為浙江省氟化工可持續(xù)發(fā)展提供了可靠的資源保障[1]。隨著螢石礦的開采和選礦，螢石尾礦也在逐年持續(xù)增加，資料顯示，到2014年底，全省螢石尾礦庫21座，累計(jì)存放量2 124萬t；廢礦堆34個(gè)，累計(jì)存量338萬t[1]。大量尾礦砂的堆存侵占大量土地、破壞生態(tài)環(huán)境。尾礦的綜合開發(fā)利用迫在眉睫，建設(shè)環(huán)保無尾礦礦山是提高礦山經(jīng)濟(jì)效益和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的有效途徑。

1　取樣調(diào)查

選取浙江省遂昌市的6個(gè)尾礦庫作為調(diào)查對象，分別編號1號尾礦庫、2號尾礦庫、3號尾礦庫、4號尾礦庫、5號尾礦庫、6號尾礦庫。6個(gè)尾礦庫的尾礦庫存量和庫面積分別如表1所示。

表1　各螢石尾礦庫的尾砂庫存量和面積

共采集尾礦砂樣品8件。原則上每個(gè)尾礦庫取一個(gè)混合樣，如1號、2號、3號、5號、6號尾礦庫各取一個(gè)混合樣。但4號尾礦庫因?yàn)槊娣e較大，故在3個(gè)不同位置布點(diǎn)，共取3個(gè)混合樣。

2　尾礦砂成分分析

用X射線衍射光譜(XRD)法測定尾砂的物相組成，用X射線熒光光譜(XRF)法分析尾砂的化學(xué)成分，分析測試工作均在浙江地質(zhì)礦產(chǎn)研究所(國土資源部杭州礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心)完成。

2.1　物相組成分析

各尾礦砂樣品中所含礦物名稱及含量如表2所示。

表2　各尾礦砂樣品中所含礦物名稱及含量分析結(jié)果

結(jié)果顯示，6個(gè)尾礦庫的尾礦砂中主要成分為石英，含量均較高，最低的(如5號尾礦庫)在60%以上，高的(如1號尾礦庫)在85%以上。各尾礦砂中的次要成分為螢石，除了6號尾礦庫的樣品中螢石含量小于5%以外，其它幾個(gè)尾礦庫的樣品中螢石含量均在10%左右及以上，4號和5號尾礦庫更在20%～25%水平，具有螢石再提取的潛力。

2.2　化學(xué)成分分析

化學(xué)成分分析結(jié)果分別如表3所示。

表3　各尾礦砂樣品的化學(xué)成分及含量分析結(jié)果

注：帶“*”的單位為mg/kg。

結(jié)果顯示，6個(gè)尾礦庫的尾礦砂樣品中的主要化學(xué)成分為SiO2，這與物相分析結(jié)果吻合。元素F的含量除了6號尾礦庫的樣品低以外，其余幾個(gè)均較高，最高4號尾礦庫的樣品在16.1%～18.6%；CaO的情況與F相似，除了6號尾礦庫的樣品低以外，其余幾個(gè)均較高，最高4號尾礦庫的樣品在22.5%～28.7%；這意味著尾礦砂中螢石CaF2的含量較高，這也與物相分析的結(jié)果相吻合。Fe2O3的含量1.19%～2.28%；Al2O3含量2.44%～10.4%；Ba的含量在229～434 mg/kg，SO3的含量在290～3 420 mg/kg，這意味著尾礦砂中硫酸鋇的含量不高，不具有提取重晶石的利用價(jià)值。

3　結(jié)論及再利用建議

6個(gè)尾礦庫尾礦砂樣品的分析檢測結(jié)果顯示，該6個(gè)尾礦庫中的尾礦砂還具有較多有用組分，可進(jìn)行再選礦、再提取工作，以達(dá)到“吃干榨凈”的目標(biāo)。對該6個(gè)尾礦庫的尾礦砂進(jìn)行再利用作出如下建議：

1)重選螢石

從XRD和XRF的分析中看，1-5號尾礦庫的尾礦砂中的螢石含量均較高，最高含量達(dá)20%及以上，具有螢石再提取的巨大潛力。而且，現(xiàn)在在螢石尾礦中再提取螢石的技術(shù)也已經(jīng)得到應(yīng)用。文獻(xiàn)顯示[2]，采用高效螢石捕收劑KY-2以及粗精礦再磨、6次精選、中礦返回再磨工藝流程提取浙江龍泉螢石尾礦，取得較好的選礦指標(biāo)：CaF2品位為98.40%，回收率為93.24%。

2)回收石英

物相分析顯示6個(gè)尾礦庫的尾礦砂物相組成均較簡單，以石英和螢石為主，石英含量在60%～85%及以上不等；化學(xué)分析顯示SiO2含量44.5%～71.2%。從該水平的螢石尾礦砂中回收石英不僅可行，且能達(dá)到較好的硅質(zhì)原料標(biāo)準(zhǔn)。楊和平等[3]通過浮選—脫泥—磁選—酸浸工藝流程，從石英相對含量80%左右，螢石含量13 %的螢石尾礦中回收了螢石、石英，分選指標(biāo)好、綜合利用程度高，其螢石產(chǎn)品達(dá)到外貿(mào)和冶金級七級品螢石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，石英達(dá)到建材和玻璃行業(yè)用硅質(zhì)原料標(biāo)準(zhǔn)。

3)微晶玻璃

6個(gè)尾礦庫中均含有CaO、MgO、A12O3、SiO2等基本成分，是制備微晶玻璃所需的。因此，利用尾礦制備各種性能的微晶玻璃成為可能。國內(nèi)對于各種類別的尾礦微晶玻璃還處于研發(fā)階段，雖然不同程度上存在著合格率低、性能不穩(wěn)定等問題[4]，但是隨著產(chǎn)業(yè)化工程技術(shù)的發(fā)展，如尾礦成分波動的影響、熱工設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造等關(guān)鍵技術(shù)若得以解決，就能提高尾礦微晶玻璃制品的合格率和穩(wěn)定性能，降低綜合制備成本，具有較大的市場前景。

4)加氣混凝土

資料顯示，SiO2含量大于或等于40%的非金屬尾礦適用于生產(chǎn)加氣混凝土。將尾礦、石灰、水泥、石膏、發(fā)氣劑、外加劑在溫度190 ℃下蒸壓，生產(chǎn)較高強(qiáng)度加氣混凝土產(chǎn)品[5]。6個(gè)尾礦庫中的尾礦砂SiO2含量均大于40%，可用于該途徑，而且用于生產(chǎn)加氣混凝土吃渣量大，尾礦的引入量可達(dá)55%或以上，是尾礦再利用的好方式。

5)螢石尾礦替代螢石作礦化劑提高水泥熟料質(zhì)量[6]，及用于生產(chǎn)尾礦免燒磚、尾礦多孔磚、新型墻體材料等。

6)尾礦快速膠結(jié)充填回采

最后可將已回收提取完有用組分后的尾礦與水泥按不同配比強(qiáng)力攪拌，達(dá)到需要濃度或加工成棒磨砂膠結(jié)體，經(jīng)溜井槽充填到采空區(qū)或地表塌陷區(qū)。

[1] 毛偉利,王世紀(jì),蔣春明,等. 浙江省礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用研究[R].杭州：浙江省地質(zhì)調(diào)查院,2015.

[2] 曹占芳,金火榮.從龍泉浮選尾礦中回收螢石[J].非金屬礦(Non-metallicMines),2011,34(6):23-25.

[3] 楊和平,蔡有興.湖南衡南螢石尾礦選礦試驗(yàn)研究[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用(ConservationandUtilizationofMineralResources),2001(5):30-32.

[4] 付鵬,侯艷敏.非金屬尾礦在材料工業(yè)中的再利用[J].硅酸鹽通報(bào)(BulletinoftheChineseCeramicSociety),2008,27(2):318-322.

[5] 岑對對,高惠民.重慶某螢石礦尾礦回收重晶石試驗(yàn)研究[J].非金屬礦(Non-metallicMines),2014,37(3):46-49.

[6] 姚嶸,梅衛(wèi)東.螢石尾礦代替螢石作礦化劑提高水泥熟料質(zhì)量[J].水泥(Cement),2001(8):11.