國外尾礦開發(fā)利用現(xiàn)狀
隨著世界可開發(fā)利用礦產(chǎn)資源日益減少，原礦品位日趨貧化，尾礦作為二次資源加以開發(fā)利用才引起人們的注意。特別是進入20世紀60年代以來，許多國家開始對長期堆存的尾礦進行開發(fā)利用，逐漸建立起“二次原料工業(yè)”。
一些礦業(yè)比較發(fā)達的國家，如前蘇聯(lián)、美國、加拿大、澳大利亞和南非等，和一些本國資源相對貧乏、而經(jīng)濟技術比較發(fā)達的國家，如日本、德國和英國等，一方面投入大量資金和人力加強尾礦開發(fā)利用的研究工作和興建“二次原料工業(yè)”；另一方面，制訂政策法規(guī)，強化包括尾礦在內(nèi)的二次資源開發(fā)利用，同時給予優(yōu)惠政策，鼓勵開發(fā)二次資源市場和使用二次資源產(chǎn)品。由于政府的重視和政策措施得力，這些國家的尾礦開發(fā)利用成效顯著。國外尾礦的利用率可達60%以上，德國包括尾礦在內(nèi)的各種工業(yè)廢料的利用率已達80%以上，歐洲一些國家已向無廢物礦山目標發(fā)展。美國對其二次資源管理和開發(fā)利用也十分重視，1970年頒布了“資源回收條例”（Resource Recovery Act）。1978 年又頒布了“資源保護與回收法規(guī)” （The 1978 Resource Consorvation and Recovery Act）， 1988 年和1990 年美國環(huán)境保護局就非煤礦山固體廢料管理問題分別頒布了Strawman Ⅰ法案和Strawman Ⅱ法案。此外，美國環(huán)保局還頒布實施了鼓勵開發(fā)二次資源市場的七條政策，包括對二次資源回收給予直接獎勵、降低二次資源的運費、對二次資源產(chǎn)品實行減稅等，用法律和經(jīng)濟手段迫使各礦業(yè)公司加強各種礦物廢料的處理和回收利用工作。前蘇聯(lián)十分重視包括尾礦和廢石在內(nèi)的礦產(chǎn)資源的綜合利用，不僅頒布了一系列法令和決議，如1972 年“關于加強自然保護和改進自然資源利用”的決議，1975 年“關于進一步加強地下資源保護和改進礦產(chǎn)利用的措施”，1976 年1 月1 日開始生效的“全蘇和各加盟共和國地下資源法”等，而且對礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)和綜合利用的工藝進行大量的研究和實驗工作。同時，為了做好礦產(chǎn)資源綜合利用的前期工作，前蘇聯(lián)地質(zhì)部門廣泛開展了礦床的綜合評價工作，1973年前蘇聯(lián)國家儲委頒布了“伴生礦產(chǎn)和伴生組分儲量計算暫行要求”等。
另外，20 世紀70 年代以來，國際上有關廢料利用的技術交流活動也十分活躍。1973 年和1975 年在波蘭召開了第一、二屆國際現(xiàn)代采礦工藝和冶金環(huán)境保護會議，交流了采、選、冶技術和廢料利用經(jīng)驗。1980年在美國芝加哥第六屆礦物廢料利用國際會議上專門研究了礦物廢料綜合利用問題。1981 年、1983 年和1986 年在前捷克斯洛伐克召開了第一、二、三屆“新型礦物原料研討會”，討論了利用巖石、礦物及其元素的利用途徑和非傳統(tǒng)礦物原料資源的利用問題，把廢料提高到資源的高度來認識。1998 年在美國阿林斯堡召開了《98 尾礦石與礦山廢物會議》，同年3 月在美國圖森召開了《98 廢物管理會議》，1998 年8 月在加拿大召開了《第3 屆國際礦產(chǎn)與冶金工業(yè)廢物處理與回收討論會》。這標志著國際社會已把礦山尾礦的資源合理開發(fā)利用和環(huán)境保護提高到了相當重要的位置。
國外在對尾礦的開發(fā)利用方面強調(diào)了以下幾點：
1. 加強對尾礦資源和環(huán)境的綜合勘查評價
尾礦作為人工礦床在其開發(fā)利用之前必須要進行勘查評價。與傳統(tǒng)礦床的勘查評價相比，人工礦床的勘查評價是以資源和環(huán)境為中心展開的。包括對人工礦床全部物質(zhì)組分的可用性和可處置性評價，查明其化學成分、礦物成分、有用組分類型和含量及其賦存狀態(tài)、顆粒大小和分布、產(chǎn)量和儲量以及工藝性能等，為尾礦的開發(fā)利用提供依據(jù)。同時尾礦也是環(huán)境污染源，從這一角度也需要對尾礦進行勘查評價，查明各種有害組分及其含量和賦存狀態(tài)、污染機理及環(huán)境危害程度，為環(huán)境綜合治理提供依據(jù)。同時建立尾礦資源環(huán)境綜合信息數(shù)據(jù)庫，為尾礦開發(fā)利用和環(huán)境治理提供服務。
這些研究工作在礦業(yè)發(fā)達國家也是在20世紀60年代開始陸續(xù)進行的。迄今大多數(shù)國家至少已完成了一輪重點礦山的尾礦資源和環(huán)境的綜合勘查評價工作。前蘇聯(lián)通過尾礦資源勘查評價，于20世紀80年代初在建筑材料工業(yè)部建立了國家級采礦工業(yè)聯(lián)合體尾礦數(shù)據(jù)庫，其中反映了采、選企業(yè)生產(chǎn)的全部尾礦，對尾礦的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)進行了分析，并且根據(jù)其物理、化學性質(zhì)等，對尾礦作為原料生產(chǎn)建材和其他材料的適應性進行了分析，數(shù)據(jù)庫的資料提供各個部門使用。
2．研制選、冶新工藝，回收各種有用組分
由于尾礦中有用組分含量低、粒度細、嵌布復雜，用傳統(tǒng)的選礦工藝和設備難以高效回收有用組分。因此，20 世紀70 年代以來，前蘇聯(lián)和東歐、美國、加拿大、英國、德國、日本、南非和澳大利亞等國針對尾礦資源的特點，開展選、冶新工藝和新設備的研究，建立了一批二次選礦廠，從尾礦中再選了大量有用組分。如哈薩克斯坦巴爾喀什選礦廠采用浮選、再磨和精選流程，從尾礦中回收銅和鉬，并得到絹云母精礦；美國明尼蘇達州的安尼斯山的二次選礦廠，年處理尾礦100 萬t，可從中生產(chǎn)出20 萬t 含鐵60%的鐵精礦；美國采用藥劑和細菌浸出法從尾礦中回收銅、金等組分，用高梯度磁選從含鐵很低（＜17.7%）的細粒尾礦中回收鐵。美國目前從尾礦中回收的銅已占其銅總產(chǎn)量的10%。產(chǎn)金大國南非估計有34 億t 含金品位在0.2~2g/t 的金礦尾礦，同時每年還產(chǎn)出8000 萬t 尾礦，為了開發(fā)利用其巨量尾礦，南非已于1985 年興建了世界上最大的尾礦處理工程——Ergo 尾礦處理廠，其月處理尾礦量高達200 萬t，從含金尾礦中回收金、鈾等多種有用組分。加拿大提敏斯工程是世界上僅次于南非Ergo 尾礦處理廠的含金尾礦再處理工程，采用高壓水槍回采尾礦－化學混合浮選－硫化物精礦細磨－氰化浸出－炭漿吸附工藝流程回收金，月處理尾礦量達100 萬t。智利楚基卡馬塔銅礦山采用大浸出槽硫酸浸出－電解工藝，從堆存多年的尾礦中回收銅，每年從中產(chǎn)出銅5.25 萬t，已從尾礦中累計回收了90 萬t 銅。
總之，世界各國通過新技術、新工藝的研究，在尾礦有用組分的回收方面均獲得了良好的經(jīng)濟效益。
3．研發(fā)尾礦新材料和新產(chǎn)品，高效整體利用尾礦
利用從尾礦中選出的組分，特別是某些非金屬組分，進行深加工，開發(fā)其某些特殊性能，制造高附加值產(chǎn)品。因為人工礦床的物質(zhì)組分有一很大特點，即它將其原生礦石中的脈石礦物轉(zhuǎn)化成了人工礦床中的礦石礦物。國外許多功能陶瓷、復合陶瓷、化工產(chǎn)品等有一部分是從尾礦中再選礦物深加工獲得的。
僅管可以從尾礦中多次再選有用組分，但這些組分總還是少數(shù)，剩下的無再選價值的尾礦還是占很大的比例，開發(fā)利用這些體積龐大的最終尾礦是尾礦開發(fā)利用的重要方向，也就是通常指的尾礦的整體利用。
尾礦的整體利用很大部分是應用于建材工業(yè)中，作為建材原料。因為尾礦是礦石經(jīng)過選礦過程中的破碎、磨礦、分選等工序的產(chǎn)物，原生礦石中的脈石礦物在粒度、嵌布特征、富集程度等方面發(fā)生了變化。礦物多為粒徑＜0.5mm 的細小顆粒，與傳統(tǒng)建筑用砂、建材粘土、陶瓷玻璃原料組分很接近，實際上是一種已加工成微細粒的天然混合物，稍加以調(diào)配即可用于生產(chǎn)。如高硅尾礦（SiO2＞60%） 可用作建筑材料、公路用砂、陶瓷、玻璃、微晶玻璃花崗石及硅酸鹽新材料原料。高鐵（Fe2O3＞15%）或含有多種金屬的尾礦可作為色瓷、色釉、水泥配料及新型材料原料等。20 世紀60 年代，前蘇聯(lián)已開始了尾礦建材的研究和生產(chǎn)。例如，烏克蘭克里沃羅格鐵礦積存的5 億多噸尾礦，他們除將尾礦進行適當分級后用作混凝土的粗細骨料外，還用細粒級的尾礦生產(chǎn)硅酸鹽建材制品。俄羅斯庫爾斯克鐵礦則建起了以尾礦為主要原料的水泥廠和玻璃廠。俄羅斯卡奇卡納爾釩鈦磁鐵礦，利用尾礦制造鑄石和酸性土壤肥料，以及利用廢石做建筑材料。加拿大魁北克礦山用磨細的尾礦燒制出耐火硅磚。美國絕大多數(shù)尾礦被用作混凝土填料和鋪路材料，以及用鐵燧石巖尾礦制成輕質(zhì)磚。日本將鐵尾礦與10%的硅藻土混合，燒制成輕質(zhì)骨料。烏克蘭將含鐵石英巖尾礦加以分級，大于0.14mm 的作為建筑用砂，小于0.04mm 的用來生產(chǎn)氣孔玻璃和泡沫玻璃，0.14~0.04mm 的用作混凝土填充料和制作泡沫混凝土材料。
尾礦整體利用這一方向的研究起步于20 世紀60 年代，到70 至80 年代，已在部分國家實現(xiàn)了部分產(chǎn)品大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。在前蘇聯(lián)、日本、美國和少數(shù)東歐國家，以尾礦為主料制造微晶玻璃，先后于70 年代和80 年代投入工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品廣泛應用于建筑裝飾等領域。前蘇聯(lián)等國用尾礦制造鑄石產(chǎn)品，如管材、板材和其他鑄件，因這種鑄石產(chǎn)品具有很好的耐磨性、耐腐蝕性、低的導熱性和基本不導電等特點而在許多應用領域取代了傳統(tǒng)鑄造產(chǎn)品和其他材料。
此外，尾礦還被用作礦物肥料和土壤改良劑，以及用于井下回采充填和造地綠化等。
根據(jù)尾礦的資源特點，以不同層次開發(fā)利用尾礦資源，最終達到礦山無廢生產(chǎn)的目標。
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