我國(guó)非油氣礦產(chǎn)資源潛力巨大，2000米以淺平均資源查明率僅1／3?！?018年中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告》根據(jù)2017年全國(guó)重要礦產(chǎn)潛力動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果，預(yù)測(cè)鉛鋅潛在資源量8.49億噸，其中鉛2.56億噸、鋅5.93億噸，主要分布在新疆、云南、西藏、甘肅、青海、陜西等?。▍^(qū)）;錳礦資源量48億噸，主要分布在湖南、廣西、貴州、四川、重慶等?。▍^(qū)）;鹵水鋰資源量（LiCl）9248萬(wàn)噸，硬巖鋰資源量（Li2O）801萬(wàn)噸，折合金屬鋰1886萬(wàn)噸，鹵水鋰主要分布在青海、西藏，硬巖鋰主要分布在四川、新疆、江西、湖南等?。▍^(qū)）。大量的礦產(chǎn)資源探明儲(chǔ)量的增加，意味著礦產(chǎn)資源利用率如果不提升，這些礦產(chǎn)資源開(kāi)采之后處理尾礦的難度將會(huì)無(wú)法想象。尾礦作為選礦分選作業(yè)的產(chǎn)物之一，是入選物料富集得到精礦和中礦后的固體廢棄物。尾礦還包括堆浸工藝、全泥氰化工藝產(chǎn)生的固體廢棄物。而在自然資源部發(fā)布的《2018年中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告》中，也明確指出，要攻克礦產(chǎn)資源綠色利用核心技術(shù)，包括發(fā)展難選冶礦產(chǎn)資源利用技術(shù)與尾礦資源綜合利用技術(shù)。今天我們就將共同探討尾礦利用的相關(guān)問(wèn)題。

針對(duì)攀西地區(qū)巨量堆存的尾礦，自然資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都綜合利用所開(kāi)展了尾礦可利用調(diào)查和綜合利用技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)成功適宜攀西地區(qū)銅礦、釩鈦磁鐵礦和稀土礦等尾礦綜合利用的技術(shù)，為礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理提供了新途徑。

該所通過(guò)開(kāi)展白馬釩鈦磁鐵礦資源集中開(kāi)采區(qū)尾礦綜合利用技術(shù)研究，創(chuàng)造性地研發(fā)出“基性巖選鐵尾礦梯次選別回收非金屬長(zhǎng)石及可利用礦物”工藝，實(shí)現(xiàn)釩鈦磁鐵礦尾礦的資源化、減量化。同時(shí)，提供了一種作為陶瓷、玻璃工業(yè)原料，突破了尾礦資源化利用的局限。這項(xiàng)工藝可獲得硫鈷精礦、鐵精礦、鈦精礦及非金屬長(zhǎng)石精礦四種產(chǎn)品，基本實(shí)現(xiàn)尾礦中有價(jià)元素的合理回收利用以及尾礦資源化減量，總體上可減少尾礦排放量19.66％。

針對(duì)白馬釩鈦磁鐵礦資源集中開(kāi)采區(qū)鉛鋅有色金屬尾礦，該所查明礦石中可回收金屬礦物以氧化鋅為主，主要是菱鋅礦和異極礦，確定采用“強(qiáng)磁-硫化胺法浮選”工藝可回收尾礦量4.3％左右的氧化鋅精礦產(chǎn)品，氧化鋅精礦鋅含量≥32％，鋅回收率≥66％，從而減少鋅金屬量的損失，使鉛鋅尾礦資源化，形成高附加值的氧化鋅精礦產(chǎn)品。

同時(shí)，該所對(duì)白馬釩鈦磁鐵礦資源集中開(kāi)采區(qū)尾礦廢水進(jìn)行了采樣分析，完成釩鈦磁鐵礦選礦廢水中重金屬汞、鎘、鉻、砷等有害成分含量及水質(zhì)的分析，研發(fā)出適合該尾礦水水處理技術(shù)及循環(huán)利用工藝;通過(guò)水體質(zhì)量分析，評(píng)估尾水處理難度以及超標(biāo)成分;采用物理沉降、以及電化學(xué)處理尾水回用率高于80％，并符合污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996及農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB5084-2005。

尾礦的綜合利用主要包括兩方面：一是尾礦作為二次資源再選，回收有用礦物;二是尾礦的直接利用，用于充填開(kāi)采，修路，制備有機(jī)肥和建筑材料（水泥、磚、加氣混凝土、耐火材料、玻璃、陶粒、微晶玻璃等）。也可兩者結(jié)合共同利用尾礦，即先綜合回收尾礦中的有價(jià)組分，再將尾礦直接利用，實(shí)現(xiàn)尾礦的綜合利用。

我國(guó)的尾礦綜合利用起步較晚，近幾年發(fā)展迅速，取得了一定成績(jī)，創(chuàng)造了良好的資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。如贛州稀土礦從稀土尾砂中年回收高嶺土5萬(wàn)噸、REO稀土產(chǎn)品40噸、石英砂11萬(wàn)噸。鎮(zhèn)江韋崗鐵礦采用選礦—冶金聯(lián)合流程，對(duì)含硫鐵尾礦浮選、浮選尾礦制磚、浮選得到的高硫精礦焙燒制備燒渣、含硫煙氣制酸、燒渣浸出后除雜產(chǎn)出合格鐵精礦、浸出液中的多元素梯級(jí)分離回收、銅經(jīng)萃取電積制取陰極銅、鈷經(jīng)沉淀得到碳酸鈷，年可獲利潤(rùn)3000萬(wàn)元以上。柿竹園有色金屬礦伴生螢石資源占全國(guó)伴生螢石礦資源總量的76％，通過(guò)浮選柱回收尾礦中螢石精礦，低品位螢石生產(chǎn)無(wú)水氟化氫，采用輥壓成型技術(shù)生產(chǎn)高強(qiáng)度螢石球團(tuán)，年創(chuàng)利潤(rùn)5600萬(wàn)元。山東中礦集團(tuán)玲南金礦利用重選-活化-浮選流程，對(duì)含金0.09克／噸的浮選尾礦進(jìn)行再選回收，可以獲得品位20克／噸、階段回收率80％的金精礦;對(duì)氰化尾渣進(jìn)行浮選，可獲得合格的銅鉛鋅產(chǎn)品，三年累計(jì)增加經(jīng)濟(jì)效益1.6億元。江西分宜珠江礦采用重選工藝回收了鎢尾礦中的微細(xì)粒鎢，鎢精礦綜合選礦回收率提高了8.24％。江銅永平礦浮選回收了矽卡巖型銅浮選尾礦中的硫精礦，不僅增加了經(jīng)濟(jì)效益，而且避免了大部分硫化物進(jìn)入尾礦中從而對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。白云鄂博尾礦中含鐵、稀土、鈮、氟、硫、鈧等有價(jià)元素，應(yīng)用浮選-磁選-重選聯(lián)合流程年處理尾礦386萬(wàn)噸，可以回收205萬(wàn)噸資源量。司家營(yíng)礦赤鐵礦尾礦再選，每年增產(chǎn)鐵精粉5萬(wàn)多噸，減少了尾礦排放。承德柏泉鐵礦浮選回收選鐵尾礦中的磷，盤活資源量550萬(wàn)噸，年增加產(chǎn)值近4000萬(wàn)元。

貴溪冶煉廠爐渣再選，每年可回收3.4萬(wàn)噸銅金屬量，尾渣直接銷售到水泥廠。南京梅山冶金發(fā)展有限公司礦業(yè)分公司從鐵品位約18.5％的尾礦中回收鐵品位大于29％低品位鐵精礦，代替水泥原料中的鐵粉供生產(chǎn)水泥使用，每減少尾礦的排放量16萬(wàn)噸。馬鋼南山鐵礦通過(guò)高硫低硅鐵尾礦的梯級(jí)利用技術(shù)，分粒級(jí)提取鐵尾礦中的鐵和硫，然后再將不同粒級(jí)的鐵尾礦，分別用于生產(chǎn)綠色建材（加氣混凝土砌塊、預(yù)拌干混砂漿）和高附加值材料，年處理鐵尾礦100萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)了鐵尾礦資源的循環(huán)利用。

以上尾礦成功再利用的例子不是偶然，而是基于中國(guó)綠色礦山建設(shè)的總體要求，因地制宜對(duì)尾礦進(jìn)行合理處理并加以利用。尾礦綜合回收利用技術(shù)的突破，將實(shí)現(xiàn)資源化、減量化和無(wú)害化，對(duì)提高礦山節(jié)能減排水平，保護(hù)有限的礦產(chǎn)資源及土地資源，保護(hù)礦山地質(zhì)環(huán)境具有重要的戰(zhàn)略意義。

尾礦大規(guī)模處置方式主要有尾礦濕式排放、干式堆存和尾礦充填三種方式。尾礦濕式排放和干式堆存均需設(shè)置尾礦庫(kù)，尾礦庫(kù)的基建投資一般約占礦山建設(shè)總投資的10％以上，占選礦廠投資的20％左右，有的幾乎接近甚至超過(guò)選礦廠投資。尾礦設(shè)施的運(yùn)行成本也較高，有些礦山尾礦設(shè)施運(yùn)行成本占選礦廠生產(chǎn)成本的30％以上。近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保問(wèn)題的日益重視和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，新建尾礦庫(kù)愈加難以獲得審批，且尾礦庫(kù)建設(shè)費(fèi)、征地費(fèi)、安全生產(chǎn)許可證辦理費(fèi)、維護(hù)費(fèi)和環(huán)評(píng)費(fèi)等逐漸升高，尾礦庫(kù)建設(shè)成本逐漸加大，尾礦充填采空區(qū)所能帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益日益凸顯。

與尾礦濕式排放和干式堆存相比，尾礦充填成本較高，但與尾礦堆存處置方式相比，尾礦充填具有諸多優(yōu)勢(shì)。充填采礦法在我國(guó)有色礦山的應(yīng)用歷史悠久，與其他采礦方法相比，擁有采準(zhǔn)切割工程量小靈活性大、礦石損失和貧化小、能夠有效維護(hù)圍巖和減少圍巖的移動(dòng)及大量冒落、薄礦脈或多品種礦石可以進(jìn)行選別回采、可用廢石、尾礦等固廢作為充填料、控制地表塌陷和改善地下采礦環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。特別對(duì)那些不穩(wěn)固礦巖條件下的高品味礦石回采，尾礦充填采礦法既能充分回收地下資源，又有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，已被越來(lái)越多的礦山所采用。

當(dāng)前，政策、稅收、資源、土地、環(huán)境、安全、社會(huì)效應(yīng)等多方面疊加，更加突顯了全尾膏體充填對(duì)于礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)性和重要性。

一是充填采礦法提升礦產(chǎn)資源回采率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，充填采礦法可以使地下采礦回采率提高20％～50％。礦山在地下開(kāi)采過(guò)程中，為保護(hù)地表地貌、地面建構(gòu)筑物和井巷工程，需留保安礦柱，回收保安礦柱不但能提高礦山收益，延續(xù)礦山服務(wù)年限，也符合國(guó)家對(duì)資源充分合理利用的需要。比如，閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司錫礦山各類保安礦柱礦石量300.30萬(wàn)噸，銻金屬量8.08萬(wàn)噸，占現(xiàn)有總儲(chǔ)量的30％。該公司采取膠結(jié)充填法回采保安礦柱，礦體回采率大于90％，礦石貧化率小于8％，采場(chǎng)施工安全，地表未出現(xiàn)較大的沉降位移，因此取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)有色金屬礦山所留的各類礦柱總量已達(dá)4000多萬(wàn)噸。隨著礦山的生產(chǎn)，資源量逐漸枯竭，對(duì)礦山保安礦柱的回收顯得極為重要。

除此之外，充填采礦法還可使原來(lái)根本無(wú)法開(kāi)采的位于水體下面、重要交通干線下面和建筑物下（以下簡(jiǎn)稱“三下”）的礦體能夠被開(kāi)采出來(lái)。以楊家灣鐵鋅礦為例，該礦區(qū)位于洛河上游，西側(cè)有磨徐公路經(jīng)過(guò)，屬于典型的“三下”礦體，其礦體中含有約30％的磁鐵礦和3％的鋅礦。截至2012年底，一期回采采用無(wú)底柱分段崩落法開(kāi)采，已造成地表3處塌陷，塌陷面積共約2000立方米，采礦損失率達(dá)21.0％，貧化率22.5％。二期用上向進(jìn)路充填采礦法后，地表沉降和巖層位移得到了有效控制，采礦損失率為4.0％，采礦貧化率6.0％。以年開(kāi)采20萬(wàn)噸礦石為例，不計(jì)算充填成本，可提升經(jīng)濟(jì)效益7743萬(wàn)元。

而且，自2017年起，利用充填采礦法采出的“三下”礦體，資源稅可減免50％（黑色金屬原礦征收每噸2元～30元，有色金屬原礦每噸0.4元～30元），這將給礦山帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。以楊家灣鐵鋅礦年采20萬(wàn)噸原礦為例，以鐵精粉資源稅為銷售額的2％、鋅精粉資源稅為銷售額的3％計(jì)算，每年則需繳納資源稅共647.19萬(wàn)元，采用充填采礦法開(kāi)采可減免323.60萬(wàn)元。

二是充填采礦提升礦山安全。隨著現(xiàn)有探明的礦產(chǎn)資源不斷消耗，采礦不斷向深部發(fā)展，深井礦山在礦山中所占比例越來(lái)越大。目前，我國(guó)大型金屬露天礦已所剩無(wú)幾，有的已開(kāi)采到了臨界深度，面臨關(guān)閉或轉(zhuǎn)入深部開(kāi)采。在約占礦山總數(shù)90％的地下礦山中，20世紀(jì)50年代建成的礦山，3／5因儲(chǔ)量枯竭而接近尾聲或已關(guān)閉，其余2／5的礦山已逐步轉(zhuǎn)入深井開(kāi)采。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2009年，我國(guó)已有1／3以上的有色金屬礦山已進(jìn)入深井開(kāi)采。深井開(kāi)采處于高應(yīng)力、高井溫、高井深、高巖溶水壓、采礦擾動(dòng)的特殊環(huán)境，導(dǎo)致深部采場(chǎng)與巷道的維護(hù)也變得困難，造成高損失、高貧化和高安全事故的技術(shù)難題。實(shí)踐證明，采用充填采礦法可限制圍巖的位移和變形，減緩圍巖移動(dòng)的危害和降低地表下沉的程度，能有效控制采場(chǎng)地壓，減少安全事故，提升采礦安全。

三是尾礦充填保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。國(guó)土資源部等六部委聯(lián)合推進(jìn)綠色礦山建設(shè)。作為礦業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的必然趨勢(shì)和目標(biāo)，礦山企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行。綠色礦山建設(shè)要求最大限度減少對(duì)自然環(huán)境的擾動(dòng)和破壞，選擇資源節(jié)約型、環(huán)境友好型開(kāi)采方式，并切實(shí)履行礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)與土地復(fù)墾義務(wù)，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)環(huán)境天藍(lán)、地綠、水凈。尾礦作為礦山生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生量最大的固體廢棄物之一，如何妥善有效處置成了重中之重。尾礦庫(kù)維護(hù)周期長(zhǎng)、消耗大，帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題的同時(shí)也存在一定的安全隱患，后期閉礦復(fù)墾成本較高，終究不是解決尾礦的最佳辦法。利用尾礦充填技術(shù)將尾礦充填至采空區(qū)，不僅省去了尾礦庫(kù)建設(shè)維護(hù)等各種費(fèi)用，而且避免了尾礦堆存帶來(lái)的一系列環(huán)境污染和安全隱患等諸多問(wèn)題，避免礦山采區(qū)地表塌陷，切實(shí)減少礦山建設(shè)對(duì)自然環(huán)境的擾動(dòng)和破壞，并大大降低礦山環(huán)境治理和土地復(fù)墾的難度，助力礦山綠色轉(zhuǎn)型。

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