六种重要矿种矿山尾矿的综合利用

来源于《中国地质调查成果快讯》

摘要：选取重要的铜、铅、锌、钼、金、萤石矿山尾矿，开展了全面调查，形成了铜、铅、锌、钼、金、萤石矿山尾矿综合利用特征大数据。在调查的基础上，选取典型尾矿库，开展了尾矿中有价组分（金属、非金属、整体利用）的研究工作，形成了尾矿中回收石榴子石、白钨，尾矿制备建筑陶粒等矿业固废资源化、减量化处置关键技术。

1.项目概况

矿山尾矿作为排放量最大的矿业固废类型之一，给周边带来安全、环境污染风险，同时这些尾矿往往还具有很好的资源属性。如何在科学调查评价的基础上，对矿山尾矿进行合理地资源化或规模化减量，是矿山从业者面临的重大课题。针对上述问题，试点对铜、钼、金、铅、锌、萤石在产矿山尾矿开展了调查评价，形成了涵盖1300余个矿山尾矿信息的综合利用特征大数据，对资源潜力较大的尾矿库进行了可利用性评价，提出了综合利用关键技术，为我国矿山尾矿的资源化、减量化和无害化处置提供了数据和技术基础。该成果归属于“22种重要矿产资源节约与综合利用调查”（2016—2018年）和“资源节约与综合利用调查”（2015年）项目，由自然资源部中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所承担。

2.成果简介

（1）形成6种重要矿种矿山尾矿综合利用特征大数据。对铜、铅、锌、钼、金、萤石6种重要矿种的在产矿山尾矿进行调查，通过现场调查、样品采集、分析测试的工作手段，形成了矿山尾矿综合利用特征数据库，数据库涵盖了1300余个尾矿库。主要包括尾矿库堆存位置、堆存量、年度排放量、矿物组成、化学组成、占地面积等信息（图1）。该数据库主要应用于：①提供给矿政管理者最直观数据，便于尾矿库进行分类分级管理。对于含有稀有、稀散元素的尾矿库应进行保护，避免将其作为低价值的建筑材料使用，造成资源浪费；对于重金属含量高且容易浸出的尾矿库需要尽快进行治理，避免对周边环境造成不良影响。②便于梳理出不同尾矿的共性特征，有针对性地开展尾矿利用和处置共性关键技术攻关。③促进矿山尾矿的协同利用。建筑材料产品是矿山尾矿减量化的最大途径，但各种建筑材料对原料的化学元素组成、矿物组成往往有特殊的要求，单个矿山尾矿的成分往往难以满足上述要求。可以利用大数据，选取多个类型尾矿进行协同组合，直至达到具体产品的配方要求，实现尾矿的最大程度减量。

 

图1 尾矿数据库填报界面

通过在产矿山尾矿调查，发现具有综合利用潜力的尾矿库有210座。企业已经在对尾矿进行有价组分回收的尾矿库13个。按照现有综合回收技术指标，能够实现产值16.6亿元。对尾矿进行整体利用的尾矿库累计183家，累计利用尾矿量3175.36万t，这些企业年度排放的尾矿库为8555.47万t，利用量占总排放量的37.11%。现阶段，尾矿整体利用以回填和制备建筑材料为主，少量是对尾矿中非金属矿物进行回收。调查结果充分说明尾矿具有较好的资源属性。

（2）发现具有综合利用潜力的尾矿库210个，并对其中的42个典型尾矿库进行了可利用性评价。大部分的尾矿可以通过选矿、浸出或者整体利用等技术手段进行综合利用，且具有较好的技术经济可行性，以下对其中3个典型尾矿库的可利用性评价及形成的综合利用技术进行说明。

栾川大型钼钨资源基地钼尾矿中白钨、石榴子石的综合回收利用：栾川县某公司生产规模4500t/d，过去选厂只回收钼，伴生钨、石榴子石等有价组分未进行回收，排放到黄花洼尾矿库中（库容137万m³）（图2），尾矿库中Mo含量约0.005%，WO₃含量为0.12%~0.16%。通过该尾矿的工艺矿物学研究，查清了矿石矿物组成及有用组分的粒度特征、嵌布特征、赋存状态等。通过技术攻关，形成了相应的综合回收技术方法和工艺流程。主要技术指标：单一回收钨，可以得到WO₃品位1.89%、回收率92.30%的钨粗精矿，进一步精选可得到合格的钨精矿；综合回收钨、钼，可以得到WO₃含量1.51%、回收率95.11%，MoO₃含量0.61%、回收率75.45%的钨钼粗精矿，进一步精选可得到钨钼合金的原料；钨钼浮选尾矿采用重选工艺可得到产率约40%，TFe含量15.13%、回收率50.13%，纯度为83%的钙铁榴石精矿，实现了钨、钼、石榴子石的高效回收利用。该项技术的最大特点在于综合考虑了尾矿中的不同类型有价组分，通过药剂研发和工艺流程创新实现了矿山尾矿的综合回收。目前，已经和企业对接进行工业化推广，具有很好的工业化应用前景。

 

图2 栾川黄花洼尾矿库

黑龙江多宝山三矿沟铜堆浸尾矿渣的综合利用：黑龙江多宝山—三矿沟铜矿属于矽卡岩型铜铁矿床，主要金属矿物黄铜矿、磁铁矿及少量黄铁矿、褐铁矿，脉石矿物主要有石榴子石、石英和方解石。矿区矿山Cu品位1.33%、储量约5万t，Fe品位33.24%~44.66%，矿石中还伴生有金、银、镓、硒等。因技术等多种原因，矿山仅堆浸回收铜，其余有益组分全部抛弃（图3），资源浪费巨大。在对该铜堆浸尾矿中的矿物组成及主要有用矿物的嵌布特性评价分析的基础上，开展了浮选、重选、磁选、浸出等大量的试验，研发出了重磁联合工艺流程，实现了对堆浸尾矿中的金、铁、石榴子石等的综合回收。试验结果表明，重选可得到含金3.28g/t、回收率35.44%的金精矿，回收金的尾矿采用磁选工艺获得产率7.82%、含磁性铁65.16%、回收率89.34%的磁铁矿精矿，磁选尾矿重选可得到产率53.57%、纯度95%以上的钙铁榴石精矿，实现了共伴生矿物的综合回收。该技术工艺的主要特点是流程结构短，成本低，简单易于实施，研发的技术得到企业认可，并出具了应用证明。

 

图3 黑龙江多宝山三矿沟铜矿尾矿堆

河南康瑞西沟铅锌尾矿的综合利用：河南某矿业公司西沟铅锌尾矿中PbO含量为1.61%，达到铅锌矿床工业指标一般要求的边界品位。通过对该尾矿的分析，查明铅矿物主要有独立矿物白铅矿，方铅矿和黑铅矿占少数。白铅矿粒度主要集中在0.01~0.25mm之间，绝大部分可解离；方铅矿粒度主要集中在0.005~0.2mm之间，94.38%未解离。经试验研发出了分选工艺，采用浮选工艺可获得Pb品位12.57%、回收率37.35%的铅粗精矿；重选工艺获得Pb品位7.8%、回收率49.21%的铅粗精矿。所获得的该项技术所采用的设备和工艺简单，易于实施，且对生产流程影响小，但可显著提高有用矿物的回收率及矿石的综合利用率。

3.成果意义

项目实施过程中，形成的铜、铅、锌、钼、金、萤石矿山尾矿综合利用特征大数据，可提供矿政管理需要的基础信息，便于对尾矿库进行分类分级管理，同时在尾矿开发利用共性技术研发、协同利用等方面可提供数据支撑。研发的一系列综合利用技术方案，能够为栾川地区钼尾矿、黄狮涝金矿尾矿等40余个尾矿库提供技术经济可行的有价组分回收方案，为我国矿山尾矿的资源化、减量化和无害化处置提供技术支撑。

（中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所 刘红召 张宏丽供稿）
 

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