张治元――创建环境友好的清洁选矿生产新模式
来源：中国选矿技术网 发表于：2007年2月3号
● 矿业可持续发展面临的挑战
● 创建环境友好的清洁选矿生产新模式
● 几项绿色选矿新技术
资源、人口、环境是当代人类共同面临的三大问题
● 资源是人类赖以生存和发展的物资基础
矿产资源占社会需求的自然资源总量的70%，为工业提供了95%的能源和90%的原材料，矿业的发展推动了300座矿业城镇的兴起与发展.
● 环境是人类社会文明发展的前提和基础
● 从环境角度看，一切环境问题都是资源不合理开发的结果。
● 要走资源节约型发展经济的道路。
1.矿业可持续发展面临的挑战
● 我国矿产资源总体上丰富，种类齐全
现发现各类矿种并已标明储量的148种：
能源矿产 6种，
金属矿产 54种，
非金属矿产 58种。
优势矿产：
钨、钛、稀土、锑、锡、钼，
滑石、石膏、高岭土、硅藻土、硅灰石、煤、钡、
石墨、萤石、菱镁矿、重晶石盐、水泥灰岩等。
● 相当一部分必需的矿产总量不足
铁、锰、铬 大量进口
铜资源
严重短缺
农业钾资源 十分短缺
资源保证程度 呈下降趋势
● 人口资源占有率低
世界平均水平的40%
美国的1/10
居世界第80位
● 矿产资源结构不合理
中小型矿偏多，大型矿偏少
贫矿多，富矿少
综合矿偏多，单一矿偏少
● 矿产资源利用率低----采富弃贫，采易弃难，浪费严重
国有矿山50%
集体矿山20~30%
个体矿山＜10%
铁矿67%，
有色50~60%
大中型矿山32%未进行中和利用。
● 矿产开发对环境的污染破坏未能得到有效的控制
诱发地震
地表塌陷
泥石流
滑坡
水资源破坏，水土流失
土地占用，植被破坏
矿产资源破坏
地形地貌破坏
土壤污染
地表、地下水污染
大气污染
噪声污染
● 采掘工业每年破坏的土地30~40万亩
其中：直接用于采矿工程占 59%
露天排土场占 20%
尾矿场占 13%
废石场、矸石场占 5%
地表下沉、塌陷变成废弃地占 3%
我国土地资源相对贫乏
人均占有耕地面积只有1.25亩/人
相当：世界平均水平（5亩/人）的1/4
印度的1/3，
俄罗斯的1/8，
美国的1/9，
加拿大的1/19。
● 选矿---耗水、废水排放大户
每选一吨矿 耗水 4~8吨
选矿废水中含大量药剂、重金属离子
环水利用率很少达到70%以上
我国水资源状况极不乐观
人均占有水资源量少
世界平均水平的1/4
水资源分布极不均衡
80%集中在长江流域及以南地区
西北地区贫乏，面临水资源的危机
严重缺水的后果
土地干化、沙漠化、工农业经济的衰退。
2.创建环境友好的选矿生产新模式
2.1 采用无害或少害的工艺
无毒选矿药剂,无污染的工艺
2.2 研究物资循环利用工艺：
原料
废物1
废物2
废物3
产品1
产品2
产品3
例：尾矿再利用；
酸气、酸性废水、碱性渣作选矿的活化剂、抑制剂、pH调整剂；用含硫化氢废水消除水中的氰化物污染；用酸性废水中和碱性废水，用碱性渣中和酸性废水。
主管部门应对本地区进行统一的工业布局规划
2.3 开展尾矿废渣的综合利用研究
尾矿既是一种资源，又是非常大的污染源
● 理想目标：资源循环利用，无废、无尾生产。
●
我国尾矿废渣概况
年排放量4~5亿t,约占所有工业废渣的1/3
其中：金属矿尾矿占 25%
冶金、锅炉渣 26%
化工渣 4%
粉煤灰、煤矸石 35%
尾矿利用的最大问题—数量大
尾矿利用1 尾矿再回收
● 黑色金属矿山开展较好，经济效益显著
采用重、磁选工艺，从尾矿中进一步回收铁矿物如：螺旋溜槽、摇床、不同场强的磁选机等。取决于磁选设备的进步，如：弱磁场的盘式磁选机、中等磁场的大筒径园筒式磁选机（磁场强度达到300~500mT）及高梯度磁选机等。
● 有色和其他矿山
矿石性质、组份差别较大，
采用的回收工艺、技术也存在较大的差别。
尾矿利用2 玻璃、建材
● 特点：
市场需求量较大，尾矿的矿物组成、粒度组成比较接近。
● 应用：
直接作建材 烧砖、加气混凝土、黄砂；
直接作玻璃 普通玻璃、微晶玻璃；
生产硅砂 陶瓷及高性能陶瓷。
建 材
特点：实施简单，尾矿利用量大
● 马钢姑山矿业公司：
-12+
- 0.5+
用SLON-1500磁选机回收→品位55%的铁精矿，然后制砖、抛块
● 西安建筑科技大学材料物理研究所：
尾矿砖容重
成功例：邯邢冶金矿山管理局，梅山铁矿
玻
璃
● 玻璃中主要氧化物的作用：
SiO2 熔融温度、化学稳定性、耐热性、机械强度
Na2O \K2O 工业玻璃13~16.5%，过高则化学稳定性下降
ZnO 锌玻璃10%，普通玻璃2~4%
PbO 铅玻璃33%，光学玻璃可60%
B2O3 硼硅玻璃16.5%，耐热玻璃23.5%
Al2O3 普通玻璃可达15%，过高会使熔制成型困难
CaO 允许13%，过多将使玻璃析晶
MgO 5.5%以下
BaO 不超过15~20%
各国包装瓶人均消费量/kg
|
国名 |
用量 |
国名 |
用量 |
国名 |
用量 |
国名 |
用量 |
|
法国 |
65.3 |
奥地利 |
34.7 |
韩国 |
19.8 |
希腊 |
6.6 |
|
德国 |
56.1 |
西班牙 |
33.8 |
比利时 |
18.9 |
土耳其 |
6.4 |
|
美国 |
43.5 |
英国 |
32.1 |
泰国 |
12.3 |
中国 |
5.5 |
|
意大利 |
42.5 |
日本 |
25.3 |
菲律宾 |
11.8 |
印尼 |
2.4 |
|
葡萄牙 |
38.0 |
瑞士 |
23.4 |
瑞典 |
9.8 |
|
|
● 普通玻璃
尾矿制玻璃的问题：含铁高，黑玻璃
鞍山尾矿制玻璃的配比及成分
|
序号 |
尾矿加入比例/% |
化学成分
/ % |
|||||
|
SiO2 |
Al2O3 |
CaO |
MgO |
Fe2O3 |
Na2O |
||
|
L-1 |
40 |
53.53 |
6.34 |
23.10 |
5.03 |
4.15 |
1.0 |
|
L-2 |
45 |
55.11 |
6.01 |
21.16 |
5.81 |
4.67 |
1.0 |