关于铁矿山固体废料综合利用的初步调研报告

1关于铁矿山固体废料综合利用的初步调研报告提纲一、国内铁矿山固体废料排放及综合利用现状㈠.国内铁矿山固体废料排放的基本情况㈡.铁矿山固体废料的潜在应用价值㈢.铁矿山固体废料做为二次矿产资源的特点㈣.铁矿山固体废料综合利用现状㈤.铁矿山固体废料综合利用的难点二、铁矿山固体废料综合利用的主要途径㈠.矿山覆土和围岩的综合利用情况及途径㈡.铁矿山尾矿的综合利用途径三、铁矿山固体废料综合利用的前景分析四、我公司铁矿山固体废料综合利用情况㈠.尾矿库尾矿堆存情况㈡.排土场岩石排放基本情况㈢.我公司铁矿山固体废料综合利用情况五、对我公司铁矿山固体废料综合利用的潜力分析及思路研究㈠.对我公司铁矿山固体废料综合利用潜力的分析㈡.对我公司铁矿山固体废料综合利用思路的研究㈢.对各矿山固体废料综合利用项目的建议六、对我公司开展铁矿山固体废料综合利用工作的综合建议2关于铁矿山固体废料综合利用的初步调研报告河北钢铁集团矿业有限公司矿山设计研究院根据董事长针对《中国冶金报》矿业视点栏目中《做循环经济建设的实践者—首钢矿业公司开展尾矿资源二次利用纪实》的报道所做出的“可否在我公司尾矿库、排土场回收利用方面作些文章”的指示精神，矿山设计研究院通过对国内相关文献资料和公司各生产矿山反馈的尾矿库、排土场及其综合利用情况进行初步分析研究，编写了铁矿山固体废料综合利用调研报告。一、国内铁矿山固体废料排放及综合利用现状㈠.国内铁矿山固体废料排放的基本情况铁矿山固体废料包括在采矿过程中剥离的覆土和围岩以及选矿生产中产生的尾矿。近年，随着钢铁产业的迅猛发展，铁矿产能不断提高，矿产资源利用程度也在相应提高，矿石的可开采品位降低，固体废料量增加，每生产1吨铁精粉平均需要采剥10吨左右的矿岩，排弃9吨左右的固体废料。2010年1—5月份全国重点铁矿山平均剥采比为3.6，选矿比2.7，即生产1吨成品铁精矿，需剥离9.72吨覆土和围岩，同时产生1.7吨尾矿。据不完全统计，目前我国累计堆存的铁尾矿量高达60亿吨左右，而且仍以6亿多吨/年的速度在增长，而采矿剥离的围岩数量更是巨大。按照矿产资源法的相关规定，这些固体废料基本上都比较规范的堆放在排土场和尾矿库，不仅占用大量的土地资源，而且对生态环境造成严重破坏，每年都需要投入大量的资金维护和恢复治理。㈡.铁矿山固体废料的潜在应用价值由于我国铁矿资源以贫矿为主，资源质量较差，铁矿石品位较低，加之长期以来的粗放式经营，采、选技术水平低，特别是个体采矿业的迅速崛起，导致铁矿资源利用率较低。我国重点铁矿山采矿回采率一般露天矿90%左右，地下矿因采矿方法的不同一般在65—80%之间，而地方及个体小矿山回采率则更低。选矿金属回收率一般磁铁矿80%左右，赤铁矿70%左右，采选综合回收率平均只有67%左右，大量有用组分和有用矿物进入尾矿和围岩中，且有相当数量的残矿、矿柱以及边界品位以下的矿石残留在采场及矿坑中，形成了宝贵的二次矿产资源。2010年4月11日，工业和信息化部、科技部、国土资源部、国家安全监管总局联3合颁布了《金属尾矿综合利用专项规划(2010-2015)》，《规划》中提到，我国铁矿尾矿的全铁品位平均为8—12%，有的甚至高达27%。以当前铁尾矿总堆存量45亿吨计算，尾矿中相当于存有铁5亿吨左右。目前我国每年铁尾矿排放量6亿吨以上，2010年1—5月份全国重点铁矿山尾矿品位（TFe）平均10.77%，其中磁铁矿8.86%，红矿13.36%，每年约有6500万吨金属铁进入尾矿中。首钢矿业公司设计研究院李刚在《排土场废弃资源回收利用技术研究与实践》（《中国矿业》2009年12期）一文中提到，由于当时受技术条件限制，市场价格低和设计边界品位等影响，造成部分矿产资源流失。某矿建矿以来，共排弃废石9.4亿吨，这些废石中混杂了可供回收利用的矿石约0.47亿吨，相当于目前该矿年产矿石量900万吨的5.22倍。由此可见，单就回收有价金属矿物而言，铁矿山固体废料就是一座巨大的人工宝库。随着科学技术的不断进步，固体废料中存量巨大的当初被称之为脉石的非金属矿物，将会越来越多的转变为有价的矿石矿物，目前有些已经具备了高附加值应用的潜在特性，其潜在价值将远远超过回收金属矿物的价值。铁矿山固体废料是潜力巨大的二次矿产资源。㈢.铁矿山固体废料做为二次矿产资源的特点矿山二次矿产资源是矿床开采和选矿过程中产生的、仍然堆存或遗留在矿区范围的废石、尾矿、煤矸石、矿坑水、选矿废水等各种废弃物的总称。从发展循环经济的角度而言，它们不应被看成是废弃物，而是可以回收和再利用的资源。废石和尾矿是铁矿山最重要的二次矿产资源，也是矿山构建资源节约型、环境友好型企业必须从根本上综合治理的重点对象。与一次资源相比，铁矿山二次矿产资源有以下五个方面的特点：1.化学成分和矿物组成基本上继承了一次资源的特点，随着采、选技术水平提高和经济条件改善，其目的矿物和主要伴生有用组分有较高的利用价值。2.在一次资源开发利用中做为脉石抛弃的非金属矿物，在选矿过程中物理性质、工艺性质发生了变化，得到了进一步富集、提纯，使其利用价值提高。3.具有资源和环境污染的双重特性。从中可获得有用金属、非金属矿物等资源性产品，表明其具备资源的基本属性；从矿山环境保护和地质灾害防治角度看，其又是污染4和灾害产生的重要根源。因此，对二次矿产资源进行综合利用，可有效缓解资源和环境的双重压力。4.二次矿产资源具有多用途性。一次资源开发利用对象是其中所含的有用组分和有用矿物，而利用二次矿产资源除了可提取其中的有用组分和有用矿物之外，残余物仍可被整体利用，实现废物零排放。5.基本上都比较规范的堆放在排土场或尾矿库，并进行专门管理和维护，需投入大量的人力、物力和财力。㈣.铁矿山固体废料综合利用现状当前，我国矿产资源综合利用产业正处于蓬勃发展阶段，但由于综合利用产业的技术水平较低、缺乏系统标准、用户接受度不高等多种原因，使得我国铁矿山固体废料综合利用率平均不到10%，且综合利用层次较低，综合利用产品粗放、单一，基本上是先进行有用矿物回收，再用废渣进行塌陷地和井下充填、铺路、生产低层次建材等。综合利用的规模普遍较小，产业化水平较低，不利于大量矿山固体废料的整体综合利用。目前国内矿产资源综合利用开展比较好的国有矿山仅占矿山总数的30%左右，部分进行综合利用的国有矿山占矿山总数的25%左右，完全没有进行综合利用的占45%，据业内人士估算，全国20多万个集体、个体矿山基本上没有开展矿产资源综合利用。㈤.铁矿山固体废料综合利用的难点多年来，我国铁矿山固体废料综合利用率长期徘徊在7-9%，主要原因有以下几点:1.铁矿山固体废料产生量巨大。全国每年产出8-10亿吨金属尾矿，其中铁尾矿6亿余吨，同时产生的废石还远远大于此数。缺乏高效环保、经济适用、大用量、能够将全部固体废料消耗殆尽的技术。2.铁矿山固体废料类型多、成分复杂,有价元素含量相对较低。不同矿山的固体废料性质也千差万别,回收和综合利用难度大、成本高。3.多数固体废料生产的产品附加值低，质量和性能上还存在不足，市场竞争力差。有一些产品，虽然在技术上是可行的，但由于工艺复杂，投资大，能耗高，在当前经济条件下还难以实施。54.铁矿山固体废料建材产品容重大、附加值低，产品销售的辐射范围有限(一般50km以内)。同时，社会上对固体废料制品还不十分认同,增大了进入市场的难度。5.固体废料综合利用项目的投入较大，由于经济效益一般较小，企业的积极性不高，技术研发投入不足。二、铁矿山固体废料综合利用的主要途径矿山固体废料综合开发利用是矿山企业可持续发展和从根本上治理矿山环境的重要途径。近年来国内许多高等院校及科研院所对二次矿产资源综合利用开展了大量研究工作，在有价金属与非金属矿物回收、制作建筑材料、土壤改良以及整体利用方面取得了一些实用性成果。同时，有些矿山企业也针对自身特点对固体废料综合利用进行了有益的探索和实践。㈠.矿山覆土和围岩的综合利用情况及途径采矿过程中剥离的覆土和围岩是矿山开发中产出最多的固体废料，除极少数矿山将废料用于回填采空区或筑路外，基本上没有再利用，绝大部分堆存在排土场。但也有少数矿山企业在其综合利用方面进行了卓有成效的探索和实践。1.首钢矿业公司大石河铁矿在对裴庄东排土场进行勘探的基础上，对排土场进行重新规划设计，实施矿石干选回收工程。2007年先后建成4条大块矿石粗选生产线，对过去混杂在岩石中的矿石资源进行干选回收。2007年累计处理废石510万吨，回收品位20.73%矿石39万吨，生产品位64.6%的铁精矿8.46万吨。首钢矿业公司投资300余万元，在水厂铁矿建成了年产40万m3的铁路道砟生产线，生产四种规格的铁路道砟和公路细砟，其产品结构致密，硬度高，抗风化，耐腐蚀，被广泛应用于大秦线、京沪线等主干铁路的路基铺设，已累计销售120万m3以上，销售收入超过了3300万元。2.河南安钢舞阳矿业公司通过对铁古坑露天矿剥离岩石的自然类型以及力学试验研究，确认该区围岩强度和稳定性较好，可用于工业厂房混凝土建材的骨料以及公路和铁路的道碴等，并对矿区周边的漯河、驻马店等地区地处平原，基本无建筑用石材的情况进行了广泛的市场调研，经过周密的市场预测和成本测算，建成了年产100万m3的6建筑石子厂，生产5-10mm、10-20mm、10-30mm、20-40mm和大于40mm各种规格的建筑用石子，同时对生产石子时产生的石粉进行水洗制成人工砂，用于各种规格的混凝土。产品供不应求，经济效益良好。3.马钢集团南山矿业公司经过研究表明，该公司高村铁矿围岩中，闪长玢岩及花岗闪长玢岩占围岩总量的50%以上，异常坚硬，全区有3700多万吨围岩可用来生产建筑混凝土粗骨料及铁路路基道碴。马鞍山市金鼎建材有限公司通过对高村铁矿排土场废石的研究，开发了废石除铁及制砖原料工艺，于2007年建成了年产9000万块新型建材砖生产线。排土场废石经C80颚式破碎机和多通道可调式高细破碎机两段破碎后，再经干式磁选回收含铁矿石，含铁矿石经一段磨矿分级两次弱磁选得到铁精矿和-200目50%的细粒级制砖面料。10—0mm的干选尾矿直接作为合格的制砖骨料。骨料和面料在制砖配料中达80%以上。该公司每年消耗高村铁矿采矿废石100万吨左右，用于生产三种型号的蒸压砖。4.北京密云铁矿目前年生产精矿粉45万吨,产生围岩200多万吨,尾矿100万吨。围岩已全部加工成建筑骨料，尾矿全部作为建筑细骨料，其中30%直接作为建筑用砂,其余用于建筑砖和砌块等产品的生产。基本实现了尾矿的零排放,已初步建成花园式矿山。5.本钢歪头山铁矿进行了采用磁滑轮从排土场废石中回收铁矿石的试验研究，并计划利用回收的矿石资源新建一座年产品位65%，产量10万吨的中型选矿厂。㈡.铁矿尾矿的综合利用途径铁矿尾矿是选矿厂在特定经济技术条件下，将铁矿石破碎、磨细、选别出铁精矿后剩余的固体废料,除了含有少量的金属矿物外，其主要矿物组分是非金属矿物,如石英、辉石、长石、石榴石、角闪石等，其化学成分主要以铁、硅、钙、镁、铝的氧化物为主。铁矿尾矿具有粒度细、数量大、污染和危害环境的特点，同时也是一种潜在的二次矿产资源。我国铁尾矿按照伴生元素的含量可分为单金属类铁尾矿和多金属类铁尾矿两大类。其中单金属类铁尾矿,根据其硅、铝、钙、镁的氧化物含量又可分为高硅鞍山型铁尾矿、7高铝马钢型铁尾矿、高钙镁邯郸型铁尾矿、低钙镁铝硅酒钢型铁尾矿四类。多金属类铁尾矿主要分布在我国西南攀西地区、内蒙古包头地区和长江中下游的武钢地区。该类铁尾矿的特点是矿物成分复杂，伴生元素多，除含丰富有色金属外，还含一定量的稀有金属、贵金属及稀散元素。从价值上看,回收这类铁尾矿中的伴生元素，已远远超过主体金属铁的回收价值。由于铁尾矿成分复杂、分布不均，也因地域的不同其中有价矿物组分的种类及含量差别很大，所以尾矿的综合利用要具体问题具体分析。目前我国铁尾矿综合利用主要集中在以下几方面。1.铁尾矿再选和有价元素的综合回收尾矿再选和有价元素回收是尾矿综合利用首选的主要途径，研究和采用先进生产工艺及设备，尽可能多的将尾矿中有用资源回收利用，