矿业固体废物处理利用技术进展及案例分析.ppt

矿业固体废物处理利用技术进展及案例分析 Content 矿业固体废物概况 矿业固体废物主要是指在采 选 冶生产过程中或生产结束后堆积于地面及井下的废石 废渣 尾矿等固体堆积物 具体的说 在矿山采矿 选矿和冶炼 我国矿山主要为采 选联合企业 生产过程中可能产生污染的固体废物有 1 基建及生产时期剥离的覆盖层和岩石 2 地面及井下开采过程中产生的表外矿石 岩石 即开采产生的废石 3 尾矿 水砂 废石填料 露天及井下装载 运输 卸矿过程中撒下的矿石 4 金属冶炼过程中各种冶金炉 反射炉 电炉 鼓风炉 烟化炉 等产生的炉渣 5 危险固体废弃物等 其中 产生量较大的一类是矿山采矿产生的废石 另一类是矿山选矿产生的尾矿 矿业固体废物概况 自建国以来 我国对矿产资源经过半个多世纪的大规模开发 已成为居世界前列的矿业大国 但由于我国矿产资源的特点和综合利用技术水平 导致了我国矿山固体废物排放量巨大 截至2007年 我国矿山固体废物堆存量达355 51亿t 其中尾矿80多亿t 矿山剥离废石200亿t 煤矸石51 51亿t 洗矸和煤泥24亿t 矿山固体废物不仅累积堆存量大 而且每年的排放量也不断增加 这主要是由于 我国小型矿山数量过多 达26万座 而大中型矿山仅有9000多座 小型矿山过多不仅产生巨量的固体废物 而且资源浪费也十分严重 矿山固体废物的综合利用程度很低 相对于主矿开发几十倍的高额利润 尾矿和废石的二次开发利用的价值往往显得微不足道 一般说来 随着开采深度的增加和矿山品位的不断降低 剥离表土和废石 废渣量将逐年增加 矿业固体废物概况 矿山固体废物的大量堆存 不仅造成了严重的矿产资源浪费和国家企业的经济负担 而且也对矿山生态环境和人类生存环境带来极大的危害 如压占大量土地资源 据统计每堆积1万t废物要占用0 067hm2土地 破坏地貌 植被和自然景观 导致水土流失 生态环境发生变化 同时潜伏着泥石流 山体崩塌 滑坡 垮坝等地质灾害 经风化可形成溶于水的化合物或重金属离子铅 锌 汞等 通过地表水或地下水严重污染周围水系及土壤 危害人体健康 在干旱或大风天气下形成的扬尘 以及某些成分 如氰化物 有机物 的自然风化或煤矸石的自燃产生的CO SO2等有害气体 污染大气环境 矿业固体废物的处理处置 在矿山固体废物堆场上栽种永久性植物 可起到良好的稳定和保护作用 植物法可以和化学法结合进行处理 在尾矿场播下植物种子后 施加少量化学药品防止尾矿散沙飞扬 保持水分 利于植物生长 在被破坏的土地上回填废石 尾矿 待其沉降稳定后 加以平整 覆盖土壤 栽种植物 或建造房屋 中国一些地区的铁矿和铝矿废石场等已完成土地复垦 种植植物 发展生产 矿业固体废物的处理处置 最终处置方法 矿业固体废物的处理处置 充填堆置 矿业固体废物的处理处置 充填堆置 矿业固体废物的处理处置 复垦造田 矿业固体废物的处理处置 建立生态区 矿业固体废物的利用 对金属矿山的尾矿 渣 及废石的资源化处理 首先要遵循 减量化 资源化 无害化 原则 主要要考虑的是就地消化 尽可能地合理利用 化害为利 同时能采取防护措施 减少它们对环境的污染 对待需要资源化处理的金属矿山固体废物 不仅要考虑回收矿物的效果 损失与贫化 及其经济利益 而且要考虑环境效益和社会效益 不少国家都通过经济杠杆和行政性强制政策来鼓励和支持矿山固体废物资源化技术的开发和应用 从消极的污染治理转为回收利用 向废物索取资源 矿业固体废物的利用 提取有价组分 生产建筑材料 提取有价成分 生产建筑材料 生产硅酸盐水泥 尾矿的资源化 提取有价组分 铜尾矿回收铜的工艺流程 主要有用矿物为黄铜矿 辉铜矿和黄铁矿 许多矿山尾矿中具有回收利用价值的有价组分 其品位常常大于相应的原生矿品位 充分利用分选技术回收这些有价金属对充分利用资源 延缓矿产资源的枯竭具有重要意义 提取有价组分 银山铅锌尾矿中SiO2 Al2O3 K2O占总成分的80 以上 主要矿物为石英和绢云母 其中石英含量为51 54 绢云母含量为29 34 且大部分绢云母呈单体形状 粒度较细 尾矿生产建筑材料 尾矿中含有的多种非金属矿物 如硅石或石英 长石及各类粘土或高岭土 白云石或石灰石 蛇纹石等 都是较有价值的非金属矿物资源 可代替天然原料作为生产建筑材料的原料 a 生产微晶玻璃生产工艺包括 烧结工艺和熔融工艺1 烧结工艺 2 熔融工艺 尾矿生产建筑材料 b 生产硅酸盐水泥 c 生产免烧砖 免烧砖是一种新型建筑材料 是由胶凝材料与含硅 铝原料按一定颗粒级配均匀掺合 压制成型 并进行蒸压或蒸养而成的一种以水化硅酸钙 水化铝酸钙 水化硅铝酸钙等多种水化产物为一体的建筑制品 生产建筑材料 d 生产粘土砖 以尾矿为原料 用塑性成型或半干压成型生产粘土砖 e 生产耐火材料主要用于热工设备中抵抗高温作用 用作高温容器或部件的无机非金属固体材料 生产建筑材料 f 生产粘土砖以尾矿为原料 用塑性成型或半干压成型生产粘土砖 废石的资源化 提取有价成分 废石中含有硫化铜 黄铁矿和多种金属硫化物 在氧 雨水和铁硫杆菌作用下 产生出Cu Fe S Al等离子的酸性水 造成水体的污染 生产建筑材料 生产硅酸盐水泥 其他 粉煤灰1 在水泥工业和混凝土工程中的应用2 在建筑制品中的应用3 作农业肥料和土壤改良剂4 回收工业原料 Fe2O3 Al2O3 煤矸石1 用于制造砖块 水泥 加气混泥土 微孔吸音砖 瓷砖 轻集料等各种建筑材料2 用于复垦3 用于道路工程4 用于注浆技术 案例分析 安徽省庐江龙桥矿业有限公司 主要产品是铁精矿一期建设规模为年采原矿100万t 二期建设规模为年采原矿300万t 设计开采年限为60a 拥有一个库容为276万m3的尾矿库 目前100万t a规模现已投入运行 2008年实现利润5 5亿元 2009年在全国金融危机背景下仍实现利润1 7亿元 2010年上半年已实现利润2亿元 该公司为创建环保生态型矿山企业 解决工业固体废物日益增多及尾矿库库容较小的矛盾 通过积极探索废石 尾矿等工业固体废物的综合治理和应用技术之路 该公司在固体废物综合治理应用上采取多种技术措施 主要表现在 1 走二次资源回收再生路 把回收再生利用矿山采 选过程中产生的大量废石 尾矿等补充矿产资源做为大规模开采矿产资源中的一个重要方面 公司在抓好主打产品铁精矿的同时 努力做好尾矿中铜 硫的提取与回收 同时积极同科研单位研究 加强对尾矿的再次选别 以回收其中的有价金属金 银等有用组分 另一方面 公司通过对球磨 浮选等选矿设备技术改造 应用新的生产工艺和流程 提高了对铜 硫的提取利用 使铜 硫的回收率分别由原来的19 和30 提高到了26 和39 减少了资源的浪费 2 尾矿作为原材料 积极开发尾矿制砖 废石充填等项目 3 绿化复垦和建坝处理 案例分析 安徽省庐江龙桥矿业有限公司 问题与建议 问题 1 大部分矿山企业单纯追求短期效益 采选回收率低 矿山固体废物依然大量堆存 其综合回收利用未能得到重视 2 政府虽然制定了资源综合利用减免所得税部分资源综合利用产品企业减免增值税的优惠政策 但没有具体制定针对尾矿和废石利用的鼓励性政策 不能充分调动企业开展固体废物综合回收利用的积极性 3 矿山固体废物综合回收利用的资金科技投入不足 其综合回收利用水平较低 4 目前我国矿山固体废物的综合利用大多局限于回收有用成分及用作生产建筑材料 高附加值产品少 没有市场竞争力 建议 1 借鉴国外固体废物处理的先进技术 建立押金返还制度 2 倡导矿山企业 无废开采 无尾生产 清洁生产 3 鼓励发展固体废物处理产业 矿山固体废物其实只是放错了时空和地点的原料 过去被认为是废物的东西 随着科学技术的发展 可能就是珍贵的原料或资源 1 我国应在相应法律法规逐步健全与完善的基础上 研发矿山固体废物资源化利用以及无害化处理与处置的先进技术 关键技术 建立矿山固体废物资源化利用及无害化处理系统 以尽快实现矿山固体废物分类处理 提高固体废物无害化处理率和资源化水平 2 我国应在国家产业政策和经济优惠政策的引导下 大力