尾矿综合利用技术探讨

胡 俊

（江西铜业集团有限公司，江西 南昌 330096）

1 引言

尾矿综合利用既是国内各大矿山企业长期科研攻关的努力方向，也是国家重点扶持和推广的项目［1］。政府部门先后出台了多项税收优惠和产业引导政策。随着科学技术的不断进步，尤其是选矿、冶金及非金属材料在各个领域广泛的应用，为尾矿综合利用奠定了坚实的技术基础。尾矿综合利用主要包括两方面：一是尾矿作为二次资源再选，回收的有用矿物作为铁矿、铜矿、铅锌矿等产品的冶炼原料，继续回收铁精矿、铜精矿、硫精矿、铅锌精矿或其他矿物精矿，提高回收效率。二是尾矿的直接利用，是指未经过再选的尾矿直接利用，即将尾矿按其成分归类为某一类或几类非金属矿来进行利用。如利用尾矿筑路、制备建筑材料、作采空区填料、作为硅铝质、硅钙质、钙镁质等重要非金属矿用于生产高新制品。

2 尾矿综合利用及研究现状

目前部分矿山企业尾矿综合利用意识淡薄，资源浪费现象严重。首先，矿山企业为了追求短期经济利益，盲目开采、采富弃贫、忽视其共伴生组分、人为缩短矿山寿命，造成大量资源的浪费与破坏。其次，生产技术落后，资源利用率偏低。欧美等发达国家的综合利用率达80%～90%，趋势是开展“无废工艺”。在国内，因为矿产资源的综合利用起步较晚、生产技术落后等原因导致尾矿资源综合利用指数和回收率低、综合利用技术水平不高等问题。最后，政策法规条文尚待进一步明确，缺乏完善的法律法规和政策措施来为尾矿资源的综合利用保驾护航，导致企业积极性不高，对于综合利用的资金投入匮乏［2］。

近几年，在国内外金属产品价格攀升的拉动下，国内尾矿再选规模在一定程度上迅速发展，特别是一些大型矿山冶炼企业在再选技术方面进行了很多研究，不仅提高了资源的回收率，也给企业带来客观的经济效益［3］。

3 尾矿综合利用技术

近年来，我们始终坚持科研攻关战略，以科技攻关和技术创新为抓手，依托内部的科研机构，通过不断的实践积累，探索出了新技术、新工艺、新设备，并成功应用于尾矿综合回收利用，效果显著。

3.1 重-浮复式闭路预选新工艺

含铜尾矿先采用JJF-16m3浮选机作为预先浮选作业，浮选得到的粗精矿利用旋流器作为重选设备进行再次富集，根据溢流、沉砂的粒级、品位等特性，溢流返回上道浮选工序再选别，沉沙进入下道工序，构成重-浮复式闭路预选新工艺流程。由于重选作业产品—精、尾矿分别进行处理，重选精矿（即旋流器分级沉沙）进入磨矿作业，重选尾矿（即旋流器分级溢流）返回至扫选作业，与扫选作业给料混合后进行再选别。这样既有利于尾矿中金属的高效回收，又进一步提高了精矿品位，实现了进一步提高产能和指标的效果，最终增加了铜金属的产量。同开路相比，提高系统效率30%～40%，解决了重-浮复式作业回收率低的技术难题。

3.2 新型磨矿介质——钢棒在尾矿细磨中的工业应用

针对预选粗精矿的粒级组成及特性，通过更换磨矿介质，用小钢棒替代传统的磨矿介质钢球。工业试验后，二段再磨细度提高了10%。随着磨矿效果的提高，粗粒级矿物单体解离度上升，有用矿物回收更充分，改善了浮选指标，提高了生产效益。我公司在试验应用取得成功的基础上，先后在选一、选矿厂两个工段进行了推广应用。

3.3 KLM-75kW 立磨机及CGF-40m3 粗颗粒型浮选机的应用

我公司原φ900×1800mm 卧式球磨机作为二段再磨设备，存在磨矿效果差、处理量偏低、作业环境差等主要问题，随着一段作业粗精矿量的增加，二段再磨设备成为整个流程中制约产量提升的瓶颈因素。针对上述问题，我们选用了新型KLM-75kW 立磨机替代原磨矿设备。KLM-75kW 立磨机具有磨矿产品粒级分布合理、过磨欠磨粒级少、能耗低、介质单耗低、磨矿噪声低等优点，与常规工艺相比能耗降低30%以上，产品细度合格率提高20%。实现了优质低成本细磨贫连生体矿物的目的。

尾矿中含铜有用矿物大部分是以贫连生体形式存在于粗粒级矿物中（+120 目），针对尾矿中含铜有用矿物粒度较粗、可浮性较差的特性，北京矿治研究总院研制出适用于尾矿再选的预先浮选作业中粗粒级矿物回收的浮选设备—CGF-40m3粗颗粒型浮选机。CGF-40m3机械搅拌式浮选机作为尾矿预先浮选作业样机，设备性能稳定，结构工艺参数合理，液位自动控制系统平稳，满足了浮选工艺对设备的要求，预先浮选作业铜回收率可达 20%以上，铜富集比2.50 倍以上。该浮选机不仅可高效回收选厂一段尾矿粗颗粒矿物，而且还有占地面积小，处理能力大的优点。

4 下一步的展望

近年来，我们在尾矿回收方面采用的一些新技术，取得了一定的成效，但距离打造国内外一流的尾矿选铜标杆企业仍有一定的差距［4］，有鉴于此，为进一步推进尾矿回收技术的可持续发展，早日实现低成本高效尾矿回收目标，今后一段时间内，我们将重点开展好以下两方面的技术攻关。

4.1 钢球与砾石混合介质的立磨新工艺

将一段常规磨矿工艺改为钢球与砾石混合介质的立磨工艺。入选原料主要为部分尾矿和球磨倒吐的顽石废矿。由于磨矿给矿中的顽石粗细极不均匀，粒级范围极宽，最大粗颗粒达20～30mm，细颗粒仅为0.10mm，极难选配合理的球径，导致磨矿效率不高，磨矿产品-0.074mm 粒级仅占40%～50%，给后续浮选作业带来不利影响，浮选指标差。根据磨机给矿特点，结合立磨机在二段再磨的使用实践，我们拟采用立磨机取代传统的卧式磨机，尝试将难磨顽石废料替代部分磨矿介质，采取钢球和砾石混合介质的立磨工艺，可以节约磨矿介质的消耗；同时，随着磨矿时间的增加，部分顽石中的有用矿物会逐渐解离，使得顽石中的有用组分得到一定程度的回收。既解决了顽石废料的堆存排放难题，又将顽石废料资源化再利用，还降低了磨矿介质单耗，最终提高技术指标和经济效益。

4.2 开展尾矿回收铜及伴生金属的工业应用

目前，尾矿回收仅限于一段尾矿的回收。我们通过与北京矿治研究总院合作，对二段尾矿分级沉砂进行工艺矿物学研究及系统的选矿试验研究后，获得了适合处理二段尾矿的选矿工艺技术，在给矿（二段尾矿）品位大于0.14%时，预浮选作业铜回收率可达28%，经再磨再选后，最终铜精矿品位可达到14%以上，达到了预期的目标。实现二段尾矿回收铜及伴生金属的工业应用后，将大幅增加铜及伴生金属的产量。

5 尾矿综合利用存在的主要问题

（1）尾矿制作建材，因市场需求，经济效益和环保法规方面等问题，难以推广应用［5］。目前国内某矿山正在进行产业化生产，尾矿制作建材要求含硫必须小于等于0.5%，对生产工艺技术要求较高。

（2）尾矿有价元素回收技术不成熟，回收白钨，褐铁矿等均在试验阶段。

（3）尾矿库属于矿山重大危险源，利用必须遵守严格的管理制度和技术标准。根据《尾矿库安全监督管理规定》，尾矿回采再利用应当进行回采勘查、安全预评价和回采设计。尾矿综合利用成本较高，而企业为了生存和发展，必须以盈利为目前，很难投入较大的资金进行综合利用新技术的开发。

6 结语

尾矿新技术研究及资源综合利用是一个巨大的系统工程，需要政府部门的政策支持。尾矿库通常远离城市发达区域，尾沙制作建材销售半径短、市场容量有限，亟待政府部门出台相应扶持政策。在市政工程、公路铁路等基础建设方面，政府采购可以优先考虑尾沙制砖，推动矿山和建材企业开展循环经济项目合作，矿山为水泥厂提供尾沙制作硅酸盐水泥，所生产的水泥返销到矿山用于充填，中间环节给予税收减免会优惠，从而推动尾矿综合利用加速发展［6］。