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| 蘇州中材非金屬礦設計院高工蔡建談大宗尾礦綜合利用技術(shù)及應用 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-08-12 08:42:56 瀏覽次數： |
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礦產(chǎn)資源是一種重要的自然資源， 是社會(huì )和工業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎， 我國是世界礦業(yè)大國，多種礦產(chǎn)資源的產(chǎn)量和消耗量均居世界首位， 在選礦過(guò)程中通常會(huì )產(chǎn)生大量的尾礦， 目前無(wú)論是金屬礦還是非金屬礦， 均采用尾礦庫的形式進(jìn)行堆存處理， 這些尾礦的形成大量的占用土地、造成環(huán)境和水體污染、形成社會(huì )安全隱患、造成資源浪費， 企業(yè)每年還須投入大量資金進(jìn)行尾礦庫維護，給社會(huì )和企業(yè)均形成了較大的負擔。近年來(lái)， 尾礦綜合利用技術(shù)的研究成為各研究機構和生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)， 蘇州中材非金屬礦工業(yè)設計研究院有限公司針對我國大宗礦產(chǎn)資源尾礦綜合利用技術(shù)進(jìn)行了分析研究， 從經(jīng)濟可行性和技術(shù)可行性的角度對尾礦作為一種資源進(jìn)行在利用的途徑進(jìn)行了分析研究。
一、尾礦綜合利用的必須考慮的幾個(gè)因素
1、加工成本可行
尾礦是選礦過(guò)程產(chǎn)生的廢棄物， 其綜合利用具有一定的難度， 生產(chǎn)成本較高， 如果產(chǎn)品售價(jià)高于加工成本， 則不利于企業(yè)的長(cháng)期發(fā)展， 影響企業(yè)尾礦利用的積極性， 因此在綜合利用和產(chǎn)品選擇的過(guò)程中須充分考慮加工成本和產(chǎn)品售價(jià)的關(guān)系， 產(chǎn)品選擇和綜合利用方案必須充分考慮加工成本的可行性。
2、產(chǎn)品運輸距離可行
礦山加工企業(yè)通常處于較為偏僻、經(jīng)濟欠發(fā)達的區域， 而尾礦加工的產(chǎn)品通常售價(jià)較低， 因此所選擇的產(chǎn)品必須考慮當地經(jīng)濟情況， 依據產(chǎn)品售價(jià)和加工成本充分考慮產(chǎn)品最大運輸距離。如果產(chǎn)品運輸距離較短， 則產(chǎn)品僅能在當地進(jìn)行銷(xiāo)售； 運輸距離長(cháng)的產(chǎn)品則可以在大范圍進(jìn)行銷(xiāo)售。
3、產(chǎn)品市場(chǎng)容量可行
在選礦過(guò)程中產(chǎn)生的尾礦一般量都比較大， 尾礦的綜合利用主要以消耗為目的， 如果產(chǎn)品市場(chǎng)容量小則難以達到目的， 因此尾礦產(chǎn)品須從市場(chǎng)容量的角度考慮可行性， 目前通常選擇建筑材料、農用肥料、土地復墾等使用量較大的領(lǐng)域。
4、產(chǎn)品技術(shù)方案可行
尾礦綜合利用受原料特性、產(chǎn)品性能、市場(chǎng)售價(jià)等多個(gè)因素影響， 通常情況技術(shù)難度較大、工藝較為復雜， 在尾礦產(chǎn)品選擇和生產(chǎn)工藝中須充分考慮技術(shù)方案的成熟度、穩定性和可行性。
實(shí)例一、浙江某鐵礦尾礦綜合利用技術(shù)及應用
浙江某鐵礦每年產(chǎn)生60萬(wàn)噸尾礦， 尾礦輸人尾礦庫堆存， 長(cháng)期以來(lái)已經(jīng)形成了大型尾礦庫， 企業(yè)每年須投人約500萬(wàn)元對尾礦庫進(jìn)行維護， 近幾年隨著(zhù)尾礦庫事故頻發(fā)， 地方政府和企業(yè)都對尾礦投入了大量精力進(jìn)行攻關(guān)， 為尾礦尋找利用途徑。蘇州中材非金屬礦工業(yè)設計研究院有限公司對該尾礦礦物組成、粒度組成進(jìn)行了分析， 結合其尾礦特點(diǎn)和所處區域經(jīng)濟環(huán)境、市場(chǎng)環(huán)境特點(diǎn)，通過(guò)技術(shù)攻關(guān)， 為其找到了合理的應用方向， 研發(fā)了可行的工藝技術(shù)方案。
（1）干粉砂漿產(chǎn)品
我國建筑行業(yè)將由干粉砂漿逐漸代替現場(chǎng)攪拌砂漿， 需求量巨大， 干粉砂漿中對砂料粒度具有一定的要求， 通常采用200目以上的砂料， 而長(cháng)三角地區砂料較為缺乏， 通常從外地運輸而來(lái)， 年需求量超過(guò)700萬(wàn)噸。尾礦經(jīng)過(guò)低成本分級后， 粗粒級產(chǎn)品200目以上含量達到82%以上， 符合干粉砂漿原料的要求。將分級后的粗粒級產(chǎn)品用在干粉砂漿中進(jìn)行應用試驗， 試驗表明按照國家標準配置的干粉砂漿保水性大于90%， 28天收縮率小于0.3%，28天抗壓強度大于7.5MPa，達到國家相關(guān)標準要求。
（2）水泥原料
對經(jīng)過(guò)分級后200目以下粉料進(jìn)行組分分析， 將其與水泥原料要求進(jìn)行對比發(fā)現其接近水泥原料的配料要求， 水泥配方試驗表明其在水泥中的添加量可達到20%， 但在應用中存在水分含量高、輸送不便、加工成本高于售價(jià)的弊端。針對其應用中存在的問(wèn)題， 通過(guò)技術(shù)攻關(guān)和反復試驗， 最終采用脫水劑與立式壓濾脫水的方式將水分控制在12%左右， 解決加工成本問(wèn)題， 采用造粒的方式解決物料在水泥原料倉中堆積不易輸送的實(shí)際問(wèn)題， 攻克了其作為水泥原料的應用問(wèn)題。
實(shí)例二、某煤炭集團粉煤灰提鋁白泥尾礦綜合利用技術(shù)及應用
粉煤灰是我國重點(diǎn)大宗廢棄物之一， 我國對粉煤灰的應用進(jìn)行了長(cháng)期技術(shù)攻關(guān)， 目前已經(jīng)基本得到了充分應用， 但如何將其進(jìn)行高附加值應用是企業(yè)和科研人員持續需要考慮的問(wèn)題。國內某大型煤炭集團利用其富含鋁元素的特點(diǎn)， 采用酸法提取其中的氧化鋁， 在加工過(guò)程成產(chǎn)生的大量的高硅白泥需要找到合理的利用方向。蘇州中材非金屬礦工業(yè)設計研究院有限公司針對提鋁白泥中含量SiO2高、活性高等的特點(diǎn)， 開(kāi)發(fā)出了系列產(chǎn)品， 從市場(chǎng)、經(jīng)濟、成本等方面論證了其可行性。、
（1）白炭黑產(chǎn)品
針對其SiO2含量高、白炭黑市場(chǎng)廣闊的特點(diǎn)， 項目組提出了利用提鋁白泥制備白炭黑的技術(shù)路線(xiàn)， 并開(kāi)展了半工業(yè)試驗。將白泥經(jīng)過(guò)洗滌、磁選后與NaOH反應生成水玻璃溶液， 經(jīng)沉淀、過(guò)濾、洗滌、干燥得到白炭黑產(chǎn)品。對產(chǎn)品進(jìn)行檢測，SiO2含量大于90%，PH值5-8，鄰苯二甲酸二丁酯吸收值2-3.5毫升克，45微米篩余物小于0.5%。成功的制備出了質(zhì)量較好的白炭黑產(chǎn)品，并確定了工藝技術(shù)方案。
（2）填料產(chǎn)品
白泥中不定形硅含量較高， 項目組利用白泥中的不定形硅可磨性系數差異， 經(jīng)超細磨后不定形硅粒度易達到2微米， 采用專(zhuān)有技術(shù)進(jìn)行精細分級， 富集后的2微米不定形硅生產(chǎn)橡膠填料；5微米生產(chǎn)塑料填料。將制備的原料經(jīng)過(guò)改性后進(jìn)行應用試驗， 塑料應用試驗結果顯示， 改性填料應用性能要由于碳酸鈣填料， 而橡膠應用試驗結果顯示， 改性白泥填料與炭黑填料性能相當， 說(shuō)明了白泥作為填料產(chǎn)品的巨大潛力。制備的填料產(chǎn)品粒度為2微米、5微米， 白度大于80%， 活化指數大于90%。
實(shí)例三、安徽某鐵礦尾礦綜合利用技術(shù)及應用
安徽某地鐵礦尾礦主要為石英和云母， 超細云母產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)應用空間。將其作為一種非金屬礦資源， 采用浮選的方法選云母， 精礦中云母含量達到90%以上， 其他礦物主要為綠泥石，K2O含量為8.61%，SiO2含量為45.4%，Al2O3含量為29.43%.
蘇州中材非金屬礦工業(yè)設計研究院有限公司對浮選云母產(chǎn)品進(jìn)行了增白、濕法超細粉碎、精細分級等工藝處理后制備出了1250目云母粉和800目云母粉產(chǎn)品， 將其經(jīng)過(guò)改性后進(jìn)行了應用試驗評價(jià)。將1250目改性云母粉在香蕉中與炭黑的進(jìn)行對比試驗， 試驗表明當替代20-40%炭黑時(shí)與僅添加炭黑的橡膠指標相近。
800目改性云母粉在涂料中的應用試驗表明， 該云母粉產(chǎn)品在聚氨酯涂料中表現出優(yōu)異的防沉、補強、耐腐蝕性能，添加量在20-25%左右最佳。1250目改性云母粉在EVA塑料中的應用試驗表明， 云母粉在EVA中表現出與基材有較好的融合性， 各種力學(xué)指標均符合行業(yè)標準。
通過(guò)試驗， 針對該鐵礦尾礦的特點(diǎn)成功的提取了云母， 并經(jīng)過(guò)深加工制備出了能夠應用在橡膠、塑料、涂料領(lǐng)域的云母產(chǎn)品， 為該尾礦的綜合利用找到了合適的方向。
結語(yǔ)
尾礦不僅對環(huán)境、對社會(huì )形成危害， 而且造成了資源浪費， 是當前選礦行業(yè)當前關(guān)注的焦點(diǎn)之一，在選礦過(guò)程中要具有針對性的對其進(jìn)行分析， 從成本、市場(chǎng)、技術(shù)等多方面進(jìn)行考慮， 選擇量大面廣的應用領(lǐng)域， 以技術(shù)為支撐， 對其充分利用， 為我國礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用的持續發(fā)展提供支撐。
作者：蔡建，蘇州中材非金屬礦工業(yè)設計研究院有限公司
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