劉呈祥

（西藏巨龍銅業(yè)有限公司，西藏 拉薩 850200）

有色金屬礦產是現(xiàn)代工業(yè)社會生產非常重要的一種資源，為工業(yè)生產提供了大量的能源和原材料，在進行有色金屬礦產開采的過程中，會伴隨一些尾礦產生，這些尾礦大多沒有得到很好的利用，隨意堆放在地面上，造成了環(huán)境污染和土地的占用。以2020年6月的數(shù)據來看，中國10種有色金屬的產量達到了500多萬噸，同比增加了3.1%，累計增長了2.9%，累計2928.2萬噸，居于世界有色金屬產量的前列。

但是，由于中國有色金屬產業(yè)的發(fā)展限制，導致生產工藝落后，對于有色金屬尾礦的綜合利用回收來說沒有很好的手段，導致有色金屬尾礦呈逐年增長的趨勢，造成了土地資源的極大浪費，對環(huán)境產生了嚴重的污染。因而，根據中國有色金屬開采的現(xiàn)狀和有色金屬尾礦存量的情況來看，對有色金屬尾礦的綜合利用進行研究，是一個亟需提上日程的課題。

1 有色金屬尾礦的特點分析

一般來講，有色金屬礦產在進行提取以后，會進行研磨的工序，將礦石研磨成細粉，然后進行脫水工藝，脫水后形成的固體被稱之為有色金屬尾礦，尾礦中普遍含有大量的硅酸鹽，包含一些脈石物質的殘渣，有如下這些特性：首先，有色金屬尾礦包含大量的金屬元素，數(shù)量和種類都比較多，主要呈現(xiàn)細末的形態(tài)；其次，有色金屬尾礦主要是硫化物尾礦，隨意堆放容易和空氣形成氧化反應，產生PH＜7的酸性水，對土地和水資源造成污染；最后，有色金屬尾礦中往往會包含一部分的有害和有毒物質，比如說一些重金屬物質、氰化物和銅，進行綜合利用的難度較大。

2 有色金屬尾礦的綜合利用現(xiàn)狀分析

如今，大部分有色金屬礦產開采地對尾礦都沒有進行任何綜合利用，或者說綜合利用手段比較少。如果能夠通過以下這四個手段對有色金屬尾礦進行利用，可以有效地降低尾礦對土地和環(huán)境的污染，提高尾礦的回收利用率，推動我國礦業(yè)的高質量發(fā)展。本章節(jié)主要介紹了4個有色金屬尾礦的綜合利用手段：第一，回收有色金屬尾礦中的有價金屬和有利用價值的部分；第二，將有色金屬尾礦制備成建筑材料，為建筑行業(yè)輸出原材料；第三，將有色金屬尾礦進行回填，彌補有色金屬礦產開采對地質環(huán)境的破壞；第四，在有色金屬尾礦堆放的地區(qū)進行土地復墾，種植植物，保護環(huán)境。

圖1 有色金屬尾礦庫

2.1 回收有價金屬或有用組分

全尾礦綜合利用是重要的發(fā)展方向,比如針對銅礦尾礦，研究回收有價金屬元素銅,進一步回收非金屬組分石榴子石、硅灰石等,并將剩余部分作為植物培養(yǎng)基等原料進行利用,實現(xiàn)銅尾礦的減量化和資源化。經濟效益和社會效益明顯。

在此之前，由于我國有色金屬尾礦綜合利用工藝的限制，正常排放的尾礦中含有很多有色金屬、稀有金屬、非金屬成分和黑色金屬，以前因科技發(fā)展的局限性無法進行很好的利用。隨著開采技術和綜合利用技術的發(fā)展，以及土地矛盾和環(huán)境保護需求，現(xiàn)在對有色金屬尾礦的綜合利用技術得到了提高。比如說，行業(yè)中的專家在銅礦終端、鋅粉礦、鎢錫礦、氰化渣等回收有價金屬和有用成分方面開展了大量的研究進行了很多研究，取得了一些突破性的進展，產生了一定的經濟效益。值得注意的是，從目前的中國有色金屬開采的情況來看，環(huán)境保護做得仍舊不夠好，全尾礦綜合利用是一個非常值得研究的課題。

舉個例子，銅礦尾礦中有很多可以回收的銅，石榴石、硅石這些非金屬元素，也是非常值得進行回收和利用的，綜合利用后剩余的尾礦可以用于栽培植物，達到保護環(huán)境的目的。通過上述的手段進行銅尾礦綜合利用，能夠產生一定的環(huán)保效益和經濟效益。

2.2 用于制備建筑材料

二氧化硅是有色金屬尾礦中的主要成分,其中也含有一些鈣元素、鎂元素等氧化物，尾礦和建筑行業(yè)中常用的一些建筑材料成分非常地類似。因此，有色金屬尾礦也可以進行綜合利用，運用到建筑行業(yè)中。這種利用手段的工藝也比較簡單，能夠高效地對尾礦進行處理，也能夠解決建筑行業(yè)中部分材料的消耗和成本問題。

圖2 銅礦尾礦

在20世紀80年代，國內專家對有色金屬尾礦制備建筑材料進行了相關的研究，取得了突破性的進展，主要有以下這幾個研究成果：

首先，可以把有色金屬尾礦制造成免燒磚，趙風清等學者運用堿性復合激發(fā)劑，對銅尾礦進行處理以后制成建筑行業(yè)中需要的承重磚。這一研究中所生產出來的承重磚具有優(yōu)良的建筑性能，在避免有色金屬尾礦對環(huán)境造成污染的同時，為建筑行業(yè)提供了優(yōu)質的原材料。

其次，對有色金屬尾礦進行綜合利用以后可以加工成水泥，也可以為建筑行業(yè)提供水泥這一類原材料，張國強等學者對黃金尾礦進行了綜合利用研究后，把黃金尾礦研磨成粉末狀，然后進行烘干，以3：20的比例添加到硅酸鹽水泥中，可以形成32.5R型號的水泥。然后再進行1000℃以上的煅燒處理，這樣能夠有效地提高黃金尾礦的活性，然后添加一定比例的調節(jié)劑可以制備成不同型號的水泥。把斷燒后的尾礦以1:3的比例再添加到硅酸鹽水泥中，可以生產32.5R型號的火山灰水泥。這一研究表明，把黃金尾礦粉和礦渣粉結合起來，能夠有效的提升硅酸鹽水泥的質量，能夠生產出更加高性能的水泥。與此同時，由于鉛鋅礦中含有大量的方解石這種成分，因此鉛鋅礦的尾礦也可以被用來制造水泥。并且，從2020年的數(shù)據來看，鉛鋅礦制造水泥的年產量已經高達15萬噸，水泥的強度也比普通的水泥更高，高達標號600。

從另一個角度來看，尾礦也可以作為建筑材料中混凝土的主要原材料之一，在混凝土中添加尾礦可以進一步提升混凝土的質量，提高混凝土的耐久性和強度，除此之外尾礦進行混凝土的制作時，可以直接利用，無須進行加固利用，加工手段方便快捷。

另外尾礦也可以制作玻璃制品，由于玻璃制品的主要原材料是鉀長石和石英。而有色金屬尾礦中含有大量的這兩種物質，可以有效地進行玻璃制品的生產，比如生產有色玻璃裝飾板，在20世紀90年代，我國對于尾礦制造之玻璃制品進行了一系列的研究，專家和學者將鎢尾礦作為原材料，在不添加人工晶核劑的條件下，生產出了尾礦微晶玻璃制品，具有較好的抗壓性和折強度。李澤林等專家以及學者對鎳尾礦沙進行了研究，通過壓延生產工藝，生產玻璃制品。生產出來的玻璃制品，具備有良好的性能，造型美觀，能夠廣泛地運用到生活當中。

最后，有色金屬尾礦可以制造聚合物填料。有色金屬尾礦制備聚合物填料是近期剛提出的一種研究構想，這種研究目前來說還進行的不夠充分，楊華明等專家對鋁土礦尾礦進行了研究，探究制備PVC塑料的可能性。通過研究發(fā)現(xiàn)鋁土礦的尾礦有很好的熱穩(wěn)定性，與市場上廣泛使用的無機填料在化學成分上有非常多的相似之處，在進行熱加工以后能夠得到顆粒細小均勻的一種顆粒，因此可以非常的適合于用作制備聚合物填料。

把尾礦加工后得到的粉末以3:5的比例進行混合，可以制備軟質的PVC板材，如果調整成1:5的比例，就可以制備PVC-U管材，所制備的材料都滿足國家的相關標準，能夠創(chuàng)造很好的經濟效益和社會價值。

2.3 回填礦山采空區(qū)

尾礦可直接用于回填礦山采空區(qū)。在開采礦石的過程中，需要回填大量的廢石。傳統(tǒng)的充填方式主要是對碎石進行液壓充填，需要耗費大量成本。

如今，利用尾礦作為填料，可以降低成本，合理安排尾礦排放，降低企業(yè)經營成本，為社會創(chuàng)造良好效益。部分礦山受地形影響，無法建設尾礦庫。因此，直接利用尾礦回填采空區(qū)具有很高的價值。為解決地壓問題，錫礦山南礦于1960年代中期首次利用尾礦充填采空區(qū)，取得了良好效果。何哲祥等人以銅鹿山尾礦為原料進行充填試驗，得出尾礦在一定條件下可充填大面積采空區(qū)的結論，具有良好的經濟效益。

2.4 進行土地復墾

尾礦復墾指的是在尾礦堆放的地點對尾礦進行填充，然后進行植物的種植活動，這種方式一方面能夠避免水土資源的破壞，另一方面也能夠提高土地的利用率，但是一定要嚴密地監(jiān)視復墾地區(qū)重金屬的情況。

專家對于鉛鋅尾礦復墾的土地進行了種植的研究，對土地上生長的植物進行了化學分析研究，結果顯示在尾礦堆放地點覆蓋以后，種植的植物中幾乎不含有重金屬成分，而且這種種植活動能夠改善當?shù)氐耐寥溃C明了尾礦的復墾和種植活動，能夠有效地保護環(huán)境，從目前的情況來看，我國對于運用尾礦復墾已經取得了一定的成效，在尾礦復墾地區(qū)種植了大面積的農產品產生了一定的經濟效益，而且農產品的質量也能夠符合國家標準，對人體無害。

圖3 回填礦山采空區(qū)

3 結論

從目前我國的情況來看，各種有色金屬開采之后的尾礦，對于當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、土地和水源都造成了非常嚴重的污染，為礦業(yè)的健康和穩(wěn)定地發(fā)展帶來了影響。所以，有色金屬尾礦的綜合利用需要重視起來，只有這樣，才能夠促進行業(yè)的健康發(fā)展，起到節(jié)能環(huán)保的作用。雖然目前我國有色金屬尾礦的綜合利用已經產生了一定的成效，但是，和國際上先進的綜合利用技術相比，還存在很多的技術差距。所以，我認為各大礦業(yè)企業(yè)需要重視有色金屬尾礦的綜合利用，不斷地提高利用工藝，研究先進的設備，提高對有色金屬尾礦的利用效率。