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| 苏州中材非金属矿设计院高工蔡建谈大宗尾矿综合利用技术及应用 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2015-08-12 08:42:56 浏览次数： |
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矿产资源是一种重要的自然资源， 是社会和工业发展的重要物质基础， 我国是世界矿业大国，多种矿产资源的产量和消耗量均居世界首位， 在选矿过程中通常会产生大量的尾矿， 目前无论是金属矿还是非金属矿， 均采用尾矿库的形式进行堆存处理， 这些尾矿的形成大量的占用土地、造成环境和水体污染、形成社会安全隐患、造成资源浪费， 企业每年还须投入大量资金进行尾矿库维护，给社会和企业均形成了较大的负担。近年来， 尾矿综合利用技术的研究成为各研究机构和生产企业关注的热点， 苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司针对我国大宗矿产资源尾矿综合利用技术进行了分析研究， 从经济可行性和技术可行性的角度对尾矿作为一种资源进行在利用的途径进行了分析研究。
一、尾矿综合利用的必须考虑的几个因素
1、加工成本可行
尾矿是选矿过程产生的废弃物， 其综合利用具有一定的难度， 生产成本较高， 如果产品售价高于加工成本， 则不利于企业的长期发展， 影响企业尾矿利用的积极性， 因此在综合利用和产品选择的过程中须充分考虑加工成本和产品售价的关系， 产品选择和综合利用方案必须充分考虑加工成本的可行性。
2、产品运输距离可行
矿山加工企业通常处于较为偏僻、经济欠发达的区域， 而尾矿加工的产品通常售价较低， 因此所选择的产品必须考虑当地经济情况， 依据产品售价和加工成本充分考虑产品最大运输距离。如果产品运输距离较短， 则产品仅能在当地进行销售； 运输距离长的产品则可以在大范围进行销售。
3、产品市场容量可行
在选矿过程中产生的尾矿一般量都比较大， 尾矿的综合利用主要以消耗为目的， 如果产品市场容量小则难以达到目的， 因此尾矿产品须从市场容量的角度考虑可行性， 目前通常选择建筑材料、农用肥料、土地复垦等使用量较大的领域。
4、产品技术方案可行
尾矿综合利用受原料特性、产品性能、市场售价等多个因素影响， 通常情况技术难度较大、工艺较为复杂， 在尾矿产品选择和生产工艺中须充分考虑技术方案的成熟度、稳定性和可行性。
实例一、浙江某铁矿尾矿综合利用技术及应用
浙江某铁矿每年产生60万吨尾矿， 尾矿输人尾矿库堆存， 长期以来已经形成了大型尾矿库， 企业每年须投人约500万元对尾矿库进行维护， 近几年随着尾矿库事故频发， 地方政府和企业都对尾矿投入了大量精力进行攻关， 为尾矿寻找利用途径。苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司对该尾矿矿物组成、粒度组成进行了分析， 结合其尾矿特点和所处区域经济环境、市场环境特点，通过技术攻关， 为其找到了合理的应用方向， 研发了可行的工艺技术方案。
（1）干粉砂浆产品
我国建筑行业将由干粉砂浆逐渐代替现场搅拌砂浆， 需求量巨大， 干粉砂浆中对砂料粒度具有一定的要求， 通常采用200目以上的砂料， 而长三角地区砂料较为缺乏， 通常从外地运输而来， 年需求量超过700万吨。尾矿经过低成本分级后， 粗粒级产品200目以上含量达到82%以上， 符合干粉砂浆原料的要求。将分级后的粗粒级产品用在干粉砂浆中进行应用试验， 试验表明按照国家标准配置的干粉砂浆保水性大于90%， 28天收缩率小于0.3%，28天抗压强度大于7.5MPa，达到国家相关标准要求。
（2）水泥原料
对经过分级后200目以下粉料进行组分分析， 将其与水泥原料要求进行对比发现其接近水泥原料的配料要求， 水泥配方试验表明其在水泥中的添加量可达到20%， 但在应用中存在水分含量高、输送不便、加工成本高于售价的弊端。针对其应用中存在的问题， 通过技术攻关和反复试验， 最终采用脱水剂与立式压滤脱水的方式将水分控制在12%左右， 解决加工成本问题， 采用造粒的方式解决物料在水泥原料仓中堆积不易输送的实际问题， 攻克了其作为水泥原料的应用问题。
实例二、某煤炭集团粉煤灰提铝白泥尾矿综合利用技术及应用
粉煤灰是我国重点大宗废弃物之一， 我国对粉煤灰的应用进行了长期技术攻关， 目前已经基本得到了充分应用， 但如何将其进行高附加值应用是企业和科研人员持续需要考虑的问题。国内某大型煤炭集团利用其富含铝元素的特点， 采用酸法提取其中的氧化铝， 在加工过程成产生的大量的高硅白泥需要找到合理的利用方向。苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司针对提铝白泥中含量SiO2高、活性高等的特点， 开发出了系列产品， 从市场、经济、成本等方面论证了其可行性。、
（1）白炭黑产品
针对其SiO2含量高、白炭黑市场广阔的特点， 项目组提出了利用提铝白泥制备白炭黑的技术路线， 并开展了半工业试验。将白泥经过洗涤、磁选后与NaOH反应生成水玻璃溶液， 经沉淀、过滤、洗涤、干燥得到白炭黑产品。对产品进行检测，SiO2含量大于90%，PH值5-8，邻苯二甲酸二丁酯吸收值2-3.5毫升克，45微米筛余物小于0.5%。成功的制备出了质量较好的白炭黑产品，并确定了工艺技术方案。
（2）填料产品
白泥中不定形硅含量较高， 项目组利用白泥中的不定形硅可磨性系数差异， 经超细磨后不定形硅粒度易达到2微米， 采用专有技术进行精细分级， 富集后的2微米不定形硅生产橡胶填料；5微米生产塑料填料。将制备的原料经过改性后进行应用试验， 塑料应用试验结果显示， 改性填料应用性能要由于碳酸钙填料， 而橡胶应用试验结果显示， 改性白泥填料与炭黑填料性能相当， 说明了白泥作为填料产品的巨大潜力。制备的填料产品粒度为2微米、5微米， 白度大于80%， 活化指数大于90%。
实例三、安徽某铁矿尾矿综合利用技术及应用
安徽某地铁矿尾矿主要为石英和云母， 超细云母产品具有广阔的市场应用空间。将其作为一种非金属矿资源， 采用浮选的方法选云母， 精矿中云母含量达到90%以上， 其他矿物主要为绿泥石，K2O含量为8.61%，SiO2含量为45.4%，Al2O3含量为29.43%.
苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司对浮选云母产品进行了增白、湿法超细粉碎、精细分级等工艺处理后制备出了1250目云母粉和800目云母粉产品， 将其经过改性后进行了应用试验评价。将1250目改性云母粉在香蕉中与炭黑的进行对比试验， 试验表明当替代20-40%炭黑时与仅添加炭黑的橡胶指标相近。
800目改性云母粉在涂料中的应用试验表明， 该云母粉产品在聚氨酯涂料中表现出优异的防沉、补强、耐腐蚀性能，添加量在20-25%左右最佳。1250目改性云母粉在EVA塑料中的应用试验表明， 云母粉在EVA中表现出与基材有较好的融合性， 各种力学指标均符合行业标准。
通过试验， 针对该铁矿尾矿的特点成功的提取了云母， 并经过深加工制备出了能够应用在橡胶、塑料、涂料领域的云母产品， 为该尾矿的综合利用找到了合适的方向。
结语
尾矿不仅对环境、对社会形成危害， 而且造成了资源浪费， 是当前选矿行业当前关注的焦点之一，在选矿过程中要具有针对性的对其进行分析， 从成本、市场、技术等多方面进行考虑， 选择量大面广的应用领域， 以技术为支撑， 对其充分利用， 为我国矿产资源的开发利用的持续发展提供支撑。
作者：蔡建，苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司
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