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尾矿资源化，开启循环经济的另一扇大门
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一、矿山尾矿基本情况介绍
近年来，国际市场矿产品价格不断攀升，特别是有色金属、贵金属产品价格上涨很快。自2001年以来，黄金价格从255美元/盎司，上升到目前的600美元 /盎司左右；白银由4美元/盎司上升到12美元/盎司左右；铜由15000元/吨上升到71000元/吨左右；铅由4000元/吨上升到13000元/吨左右；锌由7200元/吨上升到30000元/吨左右；钼由不超过20000元/吨上升到270000元/吨以上。5年间，重要有色金属矿产品的价格翻了一番还多。我国处在工业化、城市化加速发展阶段，矿产资源消耗量大，对外依存度较高。全球矿产品价格持续上涨，增加了矿产品需求企业的生产成本，同时又加大了资源安全压力。我国是矿业大国，开发利用好长期累积的大量尾矿，既可“变废为宝”，又可有效缓解资源和环境压力。
尾矿是采矿企业在一定技术经济条件下排出的废弃物，同时又是潜在的二次资源。当技术、经济条件允许时，企业可以对尾矿再次进行有效开发。 据统计，2000年以前，我国矿山排出的尾矿总量为50.26亿吨。其中，铁矿尾矿量26.14亿吨，主要有色金属尾矿量21.09亿吨，黄金尾矿量2.72亿吨，其他0.31亿吨。
2000年我国矿山年排放尾矿量达到6亿吨，据此推算，现有尾矿的总量将在80亿吨左右。由于我国矿业起步晚，技术发展不平衡，不同时期的选冶技术差距很大，大量有价值的资源存留于尾矿中。
专家预计，金矿尾矿中的含金品位为0.2克／吨至0.6克/吨，铁矿山尾矿的全铁品位约为8％至12%，铜矿尾矿含铜约为0.02％至0.1%，铅锌矿尾矿含铅锌在0.2％至0.5%左右。我国矿山尾矿中赋存的资源十分可观，利用价值很大。此外，矿山尾矿堆存场所还占用了大量的农田和林地，对环境有一定的污染。
造成目前大量尾矿资源闲置的原因有4点：一是矿业企业的准入门槛低，大量不具备开发资质的企业进入矿业开发领域，部分矿山选冶技术工艺落后，一些小企业的资源采收率低于50%。二是鼓励利用尾矿资源的政策未落到实处，国家投入较少，企业的积极性不高。三是现行有关法律、法规对矿山尾矿、废石等固体废料的管理和利用只作了原则性规定，缺乏强制性措施。四是我国矿产品价格与国际价格接轨较晚，计划管理体制时期的价格偏低，开发尾矿和低品位矿在经济上不合理。
随着技术进步和国际市场矿产品价格的上涨，尾矿回收可产生较好的综合经济效益，应予以高度重视。近几年来，国家发展和改革委员会通过国债等资金支持，引导企业通过技术创新开发利用尾矿、残矿中的资源，已在相关技术和实践上取得了重大进展。
2005年，黄金行业从尾矿和废石中提取的黄金近10吨，一些大型有色、黑色金属矿山也开展了对尾矿、废渣等资源的二次开发工作，取得了较好的成效，为下一步规模开发尾矿资源提供了经验。
为进一步做好尾矿资源开发利用工作，有关部门可考虑采取以下措施：一是制定和落实相关政策，支持企业开展技术攻关和技术改造，同时落实减免资源税费等优惠政策，引导和鼓励社会资金、企业资金投入到尾矿资源开发利用中。二是加强尾矿综合利用的技术创新，研发先进技术、先进设备和先进工艺，加快研究成果的转化。三是使用好中央财政资金，重点支持大型企业、大型矿区的尾矿和废渣的资源利用工作，发挥引导示范作用。四是加强开发准入管理，制定和完善矿业开发企业准入和监管的标准，推进企业结构调整，做强做大矿业企业。五是要加强尾矿开发利用中的安全生产管理工作，防止发生事故。
二、我国积极利用尾矿的必要性
我国矿产资源特点是伴生矿多，难选矿多，贫矿多，小矿多。矿山企业多，改革开放以来各类矿山企业多达20多万家，几经治理整顿，还有15万多家。年产矿石50亿吨左右。因此，每年都产生大量尾矿，据不完全统计，矿山累计积存尾矿80亿吨，其中煤矸石30亿吨，金属矿山堆存尾矿50亿吨，每年递增各类尾矿3 亿吨以上。每年矿山开采产生的固体废物占全国工业固体废物排放量的85% 以上。每年因采矿产生的废水约占全国工业废水排放总量的 10% 以上。煤炭采矿行业工业废气排放量占全国工业废气排放量的5.7%，矸石堆自燃也成为一个重要的大气污染源。采矿活动占用破坏土地，累计达586万公顷，尤以煤炭采选业最为严重。全国煤矿采空塌陷面积已达8.7万公顷左右。采矿破坏矿区水平衡，导致区域地下水位下降，产生各种水环境问题。采矿加剧次生地质灾害，造成水土流失及土地沙化，破坏生态环境，破坏地貌景观，引发一系列社会问题，增加了不稳定因素。
以尾矿利用为例，近十来年政府、科技工作者加大了支持推荐力度，有些企业取得了显著成绩。如江西宜春414铌钽矿尾矿用作玻璃原料，基本实现了无尾矿工艺；姑山铁矿用细粒尾矿制造免烧砖，仅1988年就获利142万元，节约尾矿占地费排放费80万元；马鞍山市黄梅山铁矿从尾矿垮坝事故中汲取教训，研制成利用尾矿制造棕色墙地砖，年处理尾矿4000吨，获利27.55万元；黑龙江省双鸭山市建成用煤矸石制砖的系列生产线，并生产成套设备推广成套技术。还有的用尾矿作井下充填料，作路基填料，作磁化农肥，地科院尾矿中心研制尾矿微晶玻璃，北京宾隆矿业新技术开发有限公司从包头白云额博的尾矿中提取稀土金属。
在矿山生态环境恢复治理与土地复垦方面，同样也涌现出一些示范性典型，如淮北市积极开展采矿塌陷区治理，建立了5种改造模式，治理率达40%以上，安置就业2.8万人。马鞍山市南山矿山公司为矿区生态环境恢复示范单位，矿区土地复垦率达67.38%，尾矿综合利用率达80%，形成年创经济效益400余万元的新的经济增长点。七台河市成立塌陷治理研究所，创立塌陷学，制定了塌陷治理的地方性法规，实现了建成省级园林化城市的目标。神华集团公司自1986年开发神府东胜矿区以来，坚持开发建设与污染治理同步实施，在矿区治理区内植被覆盖率由原来的14%提高到39%。山西潞安矿务局王庄煤矿采用人工造林新技术，为矸石山的绿化探索了一条新路子。唐山市把开滦南部塌陷区建成南湖公园。徐州市贾旺区在老矿区生态环境重建中，创立了‘两个不限’政策，不限重建主体性质、不限经营方式，搞活经营机制，调动多元经济成分参与的积极性。长江绿色工程科技研究开发中心把水利工程中“石渣地”改造技术移植到矿山生态重建中。中条山有色金属公司经过近40年的探索与实践，复垦率达到77%，复垦土地利用率达到100%，在土地复垦中，除公司自营外，还实行了外委和请农民自垦的办法。
从这些事例中我们可以看到，尾矿虽然是矿产资源一次利用的废弃物，但是可以转化为有用的资源实现二次利用。同样，矿山废弃地也可以转化为二次资源。其转化的条件一是贯彻可持续发展战略指导思想，有强烈的责任心，积极开展尾矿利用和矿山环境重建工作，化害为利、变废为宝；二是依靠科技进步，切实解决有关技术问题，使二次利用途径技术上可行经济上合理；三是必要的资金投入和政策扶持。
我国提倡尾矿资源二次利用十多年来，不但涌现出先进典型，认识理念也有显著提升。其主要表现是《中国21世纪议程》明确把“尾矿的处置、管理及资源化示范工程”列入优先领域的优先项目计划；国家发展计划委员会和科学技术部发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2001年度）》第六领域“先进环保和资源综合利用”第101项“工业废弃物资源综合利用”明确指出：“尾矿、冶炼渣、煤矸石、粉煤灰等工业固体废弃物的大量堆存，不但对生态环境带来巨大危害和严重的安全隐患，同时也是对资源的一种浪费。我国工业固体废弃物资源的综合利用具有一定的技术基础。近期产业化的重点是：选择废弃物复合材料、尾矿微晶玻璃、新型轻质建材及有用矿物与金属提取等产品与技术，建立一批有代表性、技术起点高、综合效益显著，并能达到一定规模的产业化示范工程，逐步形成适用、先进的资源化成套设备及工艺；同时对工业废弃物整体利用建立完整的管理办法和技术标准；按资源化、最小量化和无害化管理的要求建立尾矿整体利用管理系统。”这段文字可以看作这方面十多年探索经验的总结和发展方向的指导性概括，已经上升到 “产业化”、“整体利用”的认识高度，提出了“管理办法和技术标准”、“管理系统”等高水平要求。
在尾矿综合利用和矿山环境重建方面，我国少数典型可以与国际先进水平媲美，与此共存的是大量治理利用水平很差的矿山。矿山环境恶化的趋势没有得到有效的遏制，矿山二次资源的开发利用没有引起广泛的关注，也没有形成一个完整的管理体系和法规体系。我国矿山土地复垦率只有10-12%，尾矿综合利用率只有8.2%左右。积极推进矿山环境保护与尾矿综合利用，把典型示范工程的经验推广开去，大幅度提高土地复垦率和尾矿利用率，才能根本改善我国的矿山环境状况，这是本世纪中叶以前我们面临的艰巨任务。为了实现这个目标，矿山环境保护和监管必须采取法律的、行政的、经济的多种监管手段，和科技的、文化教育的、社会伦理的多学科综合行动，还要加强国际合作，借鉴国际先进经验。
三、尾矿回收利用对于矿山企业的意义
中国尾矿回收利用技术的发展和成熟，既保护了环境，又增进矿山效益。
改革开放以前，中国的选矿工艺技术远落后于发达国家，选矿回收率比较低，选矿厂排放的尾矿品位普遍较高，有些尾矿可以作为二次资源进行回收。
黄金尾矿回收。中国黄金矿山主要采用浮选氰化生产工艺，尾矿金的品位比较高，而技术水平低的矿山尾矿金品位更高。随着黄金资源的贫乏和选治技术的提高，这部分高品位尾矿已经成为黄金矿山的新资源。
河南银洞坡金矿于1996年开始采用全泥氰化－炭浆提金工艺处理尾矿，金浸出率达86.5%，银浸出率为48%。该矿现有金品位大于2.5克/吨的尾矿38万吨，可供炭浆厂生产4年至5年，预计可回收黄金760公斤，白银5吨，按目前价格计算，价值在1亿元以上。
铜尾矿回收。安徽安庆铜矿日处理原矿为3500吨，每年产生尾矿约72万吨。由于铜矿物主要富集在粗尾砂中，因此该矿先对粗尾砂进行粗选，将粗精矿细磨后再精选。铜选厂日产品位16.94%的合格铜精矿2.56吨，年产铜130吨。铁矿物主要集中在细尾砂中，该矿通过对细尾砂进行粗－精磁选，铁选厂年产品位63%的铁精矿达4.35万吨。铜选厂和铁选厂年利润达2300万元，经济效益十分可观。
伴生矿物回收。中国矿产资源中共（伴）生矿物较多，在浮选过程中伴生矿物会形成一定程度的富集，尾矿一般品位较高。例如金矿物中常常伴生铜、锌、铅、铁和硫等，有相当数量的尾矿中铅品位大于1%，硫品位大于8%，铜品位大于0.2%，铁品位大于10%。
黑龙江老柞山金矿氰化尾矿含铜0.305%、含砷2.08%、粒度小于0.074毫米占95%。该矿采用技术较为先进的浮选工艺直接从氧化尾矿浆中抑砷浮铜，获得了铜18.32%、金9.69克/吨、银99.2克/吨、硫33.6%、砷0.07%的合格铜精矿，铜回收率达89%。
江西永平铜矿开展了从尾矿中回收钨的试验。该矿采用溜槽－磁选－浮选－摇床的联合工艺流程，获得的钨精矿品位达66.83%，年产钨精矿339.3吨、硫精矿1584吨，年产值664.8万元，年利润172.8万元。
武山铜矿在尾矿中回收硫，获得的硫精矿品位为36.83%，回收率达89.42%，年处理尾矿350万吨，年利润可达283万元。
尾矿复垦通常有两种方法。一种是在尾矿砂表面覆盖一层厚度适宜的土壤，然后种植适宜的植物。这种方法虽然有效，但需要大量的“好土”，取土、运输和覆盖等一系列工作使这种方法费时费力，而且成本较高，对于土地贫乏的地区难以推广应用。
江苏一钼铜矿将服务期满的尾矿库覆土造田，方法是将尾矿砂平整后铺上7厘米厚的一层地表土，当年亩产蔬菜200公斤。鞍山烧结厂将尾矿库覆土造田后种植水稻，当年亩产达250公斤。采用这种方法初次收获的粮食、蔬菜和水果等应送有关部门检验鉴定，以确定是否可以食用。若不宜食用，可作为饲料或工业原料，或改为林地、草场。
另一种方法是直接在尾矿上种植耐旱、耐风沙植物进行复垦，恢复植被。河北金厂峪金矿于1988年涝雨季节在尾矿坝播种牧草沙打旺。这是一种耐寒、耐风沙的牧草，每平方米播撒0.075公斤草籽，到1990年后尾矿坝植被覆盖率已达95%以上，牧草平均高80厘米，最高达150厘米。此方法投资少、见效快、简便易行，同时为周围农民饲养牲畜提供了饲料。
尾矿直接利用。尾矿的回收利用是矿山实现尾矿资源化、无害化的发展方向。开发利用尾矿不仅可以使矿产资源得到充分利用，解决环境污染问题，还可以产生可观的经济效益。
尾矿充填。采用充填法的矿山每开采1吨矿石需要回填0.25立方米至0.4立方米（或更多）的充填料。尾矿是一种较好的充填料，充填费用仅为碎石充填费用的1/10至1/4。
目前，比较先进的充填技术基本上是以早强快硬型水泥熟料或普硅熟料与活性混合材料、非活性混合材料以及速凝添加剂、膨胀材料、增塑材料、保水材料共同粉磨生产低标号胶凝材。此类胶凝材各项性能虽然不错，但存在熟料用量大、强度低、制作成本高等缺点。全尾矿充填技术则是以少量低成本水泥和高浓度不分级的全粒级尾矿作为充填料充入井下采空区的一种方法，可大幅降低水泥的成本。
安徽铜陵有色金属公司实施了尾矿充填，取得了很好的经济效益，目前正在开展全尾砂充填研究。广东凡口铅锌矿和山东焦家金矿利用尾矿作采空区充填料，尾矿利用率分别达到95%和50%以上。
生产干粉砂浆。干粉砂浆是由细集料与无机胶合剂、保水增稠材料、矿物掺合料和添加剂按一定比例混合而成的一种颗粒状或粉状混合物。
目前，干粉砂浆已成为建材行业中发展最快的一种新产品，在欧美一些发达国家得到了广泛应用。国内在干粉砂浆的应用上还处于起步阶段，国家建设部把它列为重点开发和鼓励的项目。
生产硅酸盐水泥。尾矿可作为配料用于生产硅酸盐水泥。在不改变传统生产工艺的情况下，尾矿可直接应用于旋窑、立窑水泥的生产，尤其适合立窑水泥熟料的生产，尾矿使用量可达20%至50%。以年产10万吨水泥的生产企业为例，水泥配料中使用20%至50%的尾矿，每年可增加纯利润100万元至150万元。
生产建筑材料。目前，利用尾矿制砖的技术已日趋成熟。制作烧结砖尾矿用量大，生产效率高，可用于墙体材料使用，每块砖生产成本仅0.10元至0.15元，而且尾矿使用量为70%至80%。制作免烧砖尾矿使用量为30%至85%。 尾矿资源化，开启循环经济的另一扇大门 |
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