一、尾矿金矿尾矿如何回收有什么治理办法
金矿尾矿粉尘遇风容易飞扬，回收遇水容易流失，机金长期堆放，属尾收技术不仅占用大量土地，尾矿同时尾矿粉尘对周围环境构成危害，回收本文就尾矿污染现状提出几种简易的机金治理方法。
一、属尾收技术金矿尾矿污染现状：招远市现有金矿尾矿库大小近百个，尾矿大多呈山谷形、回收山坡形和平地形，机金多数已被覆土造田，属尾收技术有的尾矿正在使用，还有一部分没有被覆土，回收也有的机金尽管压了一层薄土，易形成第二次粉尘危害，仍对周围环境造成影响。由于金矿尾矿粒度细，并含有选矿药剂以及金属离子，一遇大风，特别是干季3—6月份，将尾矿刮得黄砂骤起、尘土飞扬，落入村庄、农田、果园，使其受到污染侵害，由此而产生的污染纠纷将直接影响社会的安定团结。尾矿对环境污染大体通过三种途径：一种是尾矿在风化过程中逸出某些有害气体，经大气传播而进行污染；另一种是极细的尾矿砂粒受风吹的作用（甚至可形成沙暴），使周围环境受到严重危害；三是遇到汛期，尾矿连同雨水流入农田、河流，使地下水造成危害。综上所述，尾矿污染占用土地，损害景观，破坏土壤，危害生物，淤塞河道，污染大气。
二、尾矿污染控制方法：对尾矿治理与利用最为简单可行的几种方法为：一是覆土造田。在土壤比较充足的地区可采用压10－20厘米土的方法而后进行种植，覆土造田，扩大耕地面积，这种方法适用于呈山谷形的尾矿库。多年来，这种方法已得到肯定。但也有因压的土层较薄，造成粉尘二次危害的。二是利用有机废弃物，对金矿尾矿粉尘采取可降解性固化、封闭，选择适当种子和基质使植物迅速发芽、成长以达到植被利用目的。这种治理尾矿的方法，通过几年的实践，摸索出一些经验，尤其是在可降解固化废料选择、基质、种子选择以及种子发芽时间等做了多项实验，有些已获成功。它克服了占用大量土层、受尾矿形状所限治理不便等弊端。同时在沙漠治理等方面也大有可为。三是利用尾矿开发建筑材料。金矿尾矿中某些硅砂、砂岩或脉石英可被利用。砖是最常见的建筑材料，用尾矿制砖也是很好的利用方法，掺加一定量的石灰制成砖坯，然后送入碳化室，通入CO2碳化成砖，不但增加砖的压强，减少取土毁地，而且经济效益也相当可观。尾矿还可以制造平板玻璃及各种保温、隔热、隔音材料。此外，从尾矿中提取有用金属技术也已被利用。
三、尾矿治理的几点建议：黄金生产过程中产生大量尾矿，因此要把握好几个问题。一是尾矿库选址必须合理，这是治理、利用尾矿库的基础。二是用完的尾矿库立即覆地造田。一般覆土厚度要在400—600毫米以上，适用种植，使尾矿不再污染。三是种植能覆盖坝面的植物，如枝叶稠密、根茎发达、繁殖容易的植物，能保土固堤，达到彻底的治理效果。四是对金矿尾矿，制定严格的管理制度，谁污染谁治理，谁开垦谁利用，奖罚兑现，保证尾矿治理的顺利实施。此信息由巩义新兴机械厂提供
二、石棉尾矿综合利用技术研究
郑水林1李杨2刘福来1杜高翔1朱多功3
（1.中国矿业大学［北京］，北京 100083；2.北京工业大学实验学院，北京 100024；3.阿克塞富利达非金属开发公司，甘肃省阿克塞哈萨克族自治县 736400）
摘要以石棉尾矿为原料，采用酸浸、氧化除铁、控制碱析Mg（OH）2以及酸浸渣碱溶、稀酸法控制沉析SiO2工艺，并在碱析和稀酸沉析过程中适时进行表面处理和粒径控制，制备了超细Mg（OH）2和超细高比表面积SiO2。中试主要产品的技术指标为：①超细氢氧化镁：中位粒径（d50）（1.0±0.2）μm，Mg（OH）2＝98%±0.5%，白度＞92.0；②超细二氧化硅：BET比表面积为190～479 m2/g，孔体积为0.47～1.01 cm3/g，平均孔径3～8nm，干基SiO2含量为≥99%，白度≥93.0；③产出率（以加工1000 kg尾矿计）：超细氢氧化镁≥420 kg，超细高比表面积二氧化硅≥310 kg，尾矿中氧化镁和二氧化硅的回收率80%以上［1～16］。
关键词石棉尾矿；综合利用；氢氧化镁；二氧化硅。
第一作者简介：郑水林，男，生于1956年，中国矿业大学［北京］化学与环境工程学院教授，博士生导师，长期从事非金属矿物选矿和深加工的教学与研究。E-mail：shuilinzh@yahoo.com.cn。
一、前言
石棉尾矿包括石棉矿的围岩和伴生矿物，如蛇纹石以及经分选以后废弃的七级短棉和粉尘。西部地区是中国主要石棉产区，产量占全国石棉总产量的90%以上。目前中国西部石棉产区每选出1 t合格的3～5级石棉需用石棉矿石26～28 t，也即每产1 t成品棉要产生25～27 t尾矿。西部矿区（青海茫崖、新疆巴州、羌若三矿）等地每年生产成品石棉约30万t，每年新增尾矿750万t以上。同时，该地区累积石棉尾矿已达数千万t，仅甘肃阿克塞红柳沟矿区累计堆积尾矿就达到1300万t以上。这些尾矿不仅占用了大量的土地，而且由于尾矿中所含的大部分是粉状物，遇风漫天飞，形成严重的环境污染。因此，解决堆积如山的石棉尾矿是中国西部石棉产区，乃至整个西部地区环境保护的重大挑战之一。
自20世纪80年代以来，国内外对石棉尾矿的综合利用进行了一些研究，如制备砖瓦、陶瓷、微晶玻璃、多孔二氧化硅、白炭黑以及提取氧化镁、金属镁等，但除了加拿大诺兰达公司和澳大利亚Golden Triangle Resources公司等正在投资建以石棉尾矿为原料的金属镁生产厂之外，其他利用尚未形成大规模的工业化。迄今为止，国外进行的主要研究是采用盐酸、硫酸或混酸浸取石棉尾矿或用碳酸钠、碳酸氢铵处理石棉尾矿制取镁盐、氧化镁或镁金属。但多数研究只是为了回收石棉尾矿中的氧化镁或者镁，而没有考虑二氧化硅的回收。WALSH George R及DELMAS Michel P B在采用盐酸浸取石棉尾矿后进行过滤，得到镁盐，再用盐酸溶液洗涤滤渣，得到高比表面积（B.E.T最高440 m2/g）二氧化硅［1～16］（CA2240082，1998/07/27）。
中国石棉尾矿综合利用技术存在的主要问题是：①开发的产品技术含量不高或质量不稳定，如大多数为纯度不高的氧化镁、二氧化硅或普通白炭黑，不能产生经济效益；②大多数为实验室试验研究，没有解决工业化的关键技术问题，距离工业化较远；③没有完全解决二次废渣的利用问题。
石棉尾矿的主要化学成分是SiO2和MgO，是一种资源。高效综合利用这种资源既是环保的需要，也是经济发展的需要。研究是基于这种需要，在大量实验室试验研究的基础上，在甘肃阿克塞哈萨克自治县建立了日处理1t左右石棉尾矿的中试生产线，采用高新技术，充分利用尾矿中的各种矿物和化学组分，开发市场前景好、技术含量和附加值高的超细Mg（OH）2和超细高比表面积SiO2产品，同时在综合利用中不产生新的污染，走出了一条石棉尾矿高效综合利用、环境效益与经济效益统一之路。
二、原料、试剂和工艺设备
（一）原料
中试用石棉尾矿取自甘肃省阿克塞县红柳沟，主要化学成分列于表1。
表1中试用石棉尾矿的主要化学成分
（二）试剂
1）碱：含NaOH96%的固体工业片碱。
2）酸：H2SO4含量92%的工业硫酸。
3）粒径控制剂：OP，工业纯。
4）表面处理剂：YB，工业纯。
5）氧化剂：双氧水，浓度为30%。
（三）工艺
首先对石棉尾矿进行酸浸，然后将酸浸产物过滤洗涤；滤液调至一定的浓度进行氧化和沉析氢氧化铁，过滤除去氢氧化铁后加碱沉淀Mg（OH）2，同时在Mg（OH）2沉淀过程中适时添加表面处理剂以控制产品粒度，防止超细Mg（OH）2粒子在干燥时形成硬团聚；Mg（OH）2沉淀物经压滤、洗涤、干燥后即得超细 Mg（OH）2。酸浸后的滤渣加入碱和水进行反应，反应产物过滤除去不溶渣，制取高纯度硅酸钠，然后采用稀酸控制沉析超细SiO2；同时在沉析过程中适时添加粒径控制剂控制产品粒度和比表面积；超细SiO2沉淀物经陈化后进行压滤、洗涤和干燥。其原则工艺流程如图1所示。
图1中试工艺流程
该工艺的特点是在Mg（OH）2碱析和SiO2酸析过程适时添加表面处理剂和粒径控制剂，通过调整表面处理剂和粒径控制剂的品种和用量，不仅可以调控产物的粒径和比表面积，而且可以有效防止粒子在过滤和干燥中形成硬团聚体。
（四）主要设备
中试主要设备为：反应釜、压滤机、打散机、干燥机等。
主要检测设备为：
1）粒度测定仪：BT-1500离心沉降式粒度分布仪（丹东市百特仪器有限公司）。
2）白度测定仪：DN-B型白度仪（杭州高新自动化仪器仪表公司）。
3）BET氮吸附比表面积仪：ASAP-2405（美国麦克公司）。
三、中试结果与讨论
表2和表3所列分别为2003年12月第一次中试中超细氢氧化镁和超细高比表面积二氧化硅的抽样检测结果。
表2超细氢氧化镁和二氧化硅的产率
表3超细氢氧化镁和二氧化硅的理化分析结果
注：二氧化硅吸油值为邻苯二甲二丁酯（DBP）吸收值；氢氧化镁吸油值为邻苯二甲二正辛酯（DOP）吸收值。
2004年3月18日至10月20日进行了较长时间的中试生产，共投运98组，实际统计80多组；共用尾矿28.4 t、硫酸33.45 t、烧碱21.76 t、双氧水1.568 t、包覆剂（粒径控制剂） 0.49 t、表面处理剂44.1 kg；产量：超细氢氧化镁8.636 t，平均产出率为37.8%（原矿MgO含量38%）。超细白炭黑7.087 t，平均产出率31.08%（原矿SiO2含量为41%）。表4为试生产样品抽检统计结果。
表4中试生产样品抽检统计结果
中试生产结果表明，在产品质量指标与中试基本相同的前提下，氢氧化镁产出率比中试产出率提高约3%，超细二氧化硅（白炭黑）产出率比中试略有提高。同时表明用石棉尾矿制取超细氢氧化镁和二氧化硅，技术上已达到成熟状况，操作上已熟练，产品质量稳定。
但是，中试和中试生产中，一个没有很好解决的问题是，在除铁过程中夹带走了较多的氢氧化镁，如中试铁红产品中Mg（OH）2的含量平均达到32%左右。分析其原因，一是虽然Mg（OH）2的沉淀pH值（12～13）与Fe3（OH）2的沉淀pH值（5.5左右）差距较大，但碱析除铁反应时短时间内在局部区域的pH值可能已达到Mg（OH）2的沉淀pH值，导致Mg（OH）2的沉淀反应发生；二是在氢氧化铁沉淀物胶体形成团聚体过程中包裹了部分Mg2＋，这部分Mg2＋在铁红压滤后由于滤饼含水率高达75%仍然被包裹在铁红中。此外，实验室正交试验发现，碱溶时的最佳酸浸渣与NaOH配比是1∶0.3左右，而中试生产中酸浸渣与NaOH配比是1∶0.40左右。减少酸浸渣碱溶作业的用碱量不仅可以提高产物硅酸钠的模数，而且可以减少后续酸析作业的酸用量。为了解决中试和中试生产中暴露出来的问题，2005年10月又进行了中试改进试验。
针对在除铁过程中夹带较多氢氧化镁这一问题，在中试过程中，采取了两项改进措施：一是对氢氧化铁滤饼进行打散洗涤和重新压滤，滤液汇入除铁后的硫酸镁溶液，用于制备氢氧化镁；二是将氢氧化镁沉淀用的NaOH溶液浓度由40%改为20%，以减小加碱反应时局部区域的pH值升幅，减少除铁作业中氢氧化镁的沉淀。另外，将酸浸渣与NaOH的配比由1∶0.45～0.5左右调整为1∶0.35左右，减少碱用量22.22%。仅此一项，降低超细二氧化硅的单位生产成本500元以上，再加上因此而减少的硫酸用量，超细二氧化硅的单位生产成本降低550元以上。
表5所列为中试改进试验的取样分析结果。
表5中试改进试验结果
由表5可见，与中试生产的统计结果相比，氢氧化镁的产率由37.8%提高到40%以上，其中2-（1）号样提高到45%，提高幅度为5.82%～19.05%，平均提高幅度为13.54%，应该说是较为显著的。但超细二氧化硅的产率大体与中试生产的统计结果持平，主要是显著减少了碱和酸的用量，从而降低了生产成本。
四、生产成本和经济效益
根据中试的物料消耗，处理1000 kg石棉尾矿的可变成本为3874.6元，可产出超细氢氧化镁420 kg以上，高比表面积（＞190 m2/g）超细二氧化硅310 kg。
目前高纯超细（d50＝0.7～1.5μm）氢氧化镁的价格为7000～15000元/t；高比表面积（＞190 m2/g）超细二氧化硅的价格为9000～30000元/t，其中用作消光剂、塑料薄膜开口剂、无光喷墨打印纸的高比表面积超细二氧化硅的价格为15000～20000万元/t，考虑用户大多位于东部经济发达地区，生产地距用户远，超细氢氧化镁平均按7000元/t、高比表面积超细二氧化硅平均按12000元/t计算，处理1000 kg石棉尾矿的产值（不考虑副产品氧化铁红）为6660元。
以年处理10000 t石棉尾矿计算：
需要工人及管理人员225人，按年人均工资及福利18000元计算，年工资总额405万元，平均处理每t石棉尾矿需人工费405元。
设备折旧费按固定资产投资4680万元计算，10年折完，每年折旧费468万元，平均每t石棉尾矿折旧费468元。
销售及其他费用按处理每t尾矿300元计算。
合计处理每t石棉尾矿的生产成本为5047.6元。年处理10000 t石棉尾矿的总成本为5047.6万元。
年处理10000 t石棉尾矿所得氢氧化镁和高比表面积超细二氧化硅的产值为
10000×6660＝6660（万元）
不考虑副产品氧化铁红的收益，处理10000 t石棉尾矿的年利税为
6660-5047.6＝1612.4（万元）
即处理1000 kg石棉尾矿利税为1612.4元。
除了较显著的经济效益以外，成果应用后还具有显著的社会效益。可以减轻并最终消除细粒石棉尾矿的飞扬对生态环境的危害。同时，作为后石棉时代的接续产业，石棉尾矿高效综合利用项目有利于西部石棉产区（少数民族地区）经济的持续发展和社会的稳定。
五、结论
1）以石棉尾矿为原料，采用酸浸、氧化除铁、控制碱析Mg（OH）2以及酸浸渣碱溶、稀酸法控制沉析SiO2工艺，并在碱析和稀酸沉析过程中适时进行表面处理或表面改性，可生产超细Mg（OH）2和超细高比表面积SiO2。
2）中试产品的主要物化指标：①超细氢氧化镁：中位粒度（d50） 1.0μm左右，MgO含量67%以上，白度93.0左右；②超细和高比表面积二氧化硅：比表面积190～479 m2/g，SiO2含量（干基） 99%以上，白度≥93.0；孔体积0.47～1.01 cm3/g，DBP值（l邻苯二甲二丁酯吸收值） 2.0 cm3/g左右。
中试产出率（以加工1000 kg尾矿计）：超细氢氧化镁≥420 kg，超细高比表面积二氧化硅≥310 kg，尾矿中氧化镁和二氧化硅的回收率80%以上。
3）处理1000 kg石棉尾矿的可变成本为3874.6元，利税为1612.4元，具有显著的经济效益和社会效益。
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Study on the Pilot Technique of Comprehensive Utilization of Asbestos Tailing
Zheng Shuilin1，Li Yang2，Liu Fulai1，Du Gaoxiang1，Zhu Duogong3
（1.China University of Mining and Technology，Beijing，100083；2.Beijing Polytechnic University，Beijing，100022；3.Arkesai Fulida Non-Metal Development Co.Ltd，Gansu Province，736400）
Abstract：The ultra-fine Mg（OH）2and large surface area precipitated SiO2have been made by integrating of acid leaching，oxidizing and purifying，alkali leaching of the acid leaching residue and precipitating technology from asbestos tailing.The major properties of Mg（OH）2produced by pilot-scale test shown that middle particle size is 1.0μm±0.2μm，content of Mg（OH）2is 98%±0.5%，whiteness is more than 92.And the major properties of precipitated SiO2produced by pilot-scale test showed that specific surface area（BET） is 190-479 m2/g，pore volume is 0.47-1.01 cm3/g，middle pore diameter is 3～8nm，content of SiO2（dry） is more than 99%and whiteness is more than 93.The magnesium and silicon dioxide recovery of asbestos tailing is up to 80%，more than 420 kg of ultra-fine Mg（OH）2and 310 kg of large surface area precipitated SiO2can be obtained from 1000 kg of asbestos tailings in pilot-scale test.
Key word：asbestos tailing，comprehensive utilization，magnesium hydroxide，silicon dioxide.
三、尾矿如何处理
目前尾矿处理方式大致有三个方向：尾矿再选、尾矿脱水、以及尾矿填充采空区。
一、尾矿再选工艺尾矿中有用组分含量虽然比较低，但是采用先进技术和合理工艺进行尾矿再选，也可较大程度地回收尾矿中的有用组分，使资源得到充分的回收利用，减少最终尾矿的产量，缓解尾矿对环境的压力。目前常见的尾矿再选工艺包括以下几种类型：
1、使用浮选工艺处理含有硬硼钙石、氧化锌、磷灰石等矿物的尾矿
由于新药剂、新工艺的发展，一些简单工艺产生的尾矿，尤其是老尾矿，能够经过浮选再选处理得到可以回收利用的精矿产品。
2、利用新型重选设备回收尾矿中的微细粒矿物
很多传统的新型重选设备在经过使用发明和完善以后，能够在细粒和超细粒尾矿的再选中得到应用，比如立式离心选矿机、复合力场摇床、复合力场离心机等等。
3、使用微生物处理和浸出技术处理尾矿
这种技术主要使用微生物的生化作用改善尾矿性质，通过微生物浸出或微生物矿化的方式，提取出尾矿中的有害金属离子，避免造成环境污染。
二、尾矿脱水工艺在选别阶段，矿浆中常含有大量水分，尾矿含水量过高容易导致尾矿坝溃坝事故发生，因此在选矿厂，尾矿浓缩脱水也是重要环节之一，常见的尾矿脱水工艺包括：
1、以水力旋流器为核心的浓缩流程
水力旋流器作为一种使用离心力进行固液分离的设备，具有占地面积小、底流浓度高的特点，这类浓缩流程主要利用水力旋流器和浓密机组成串联或闭路流程，得到高浓度的浓缩产物。
2、使用压滤机的尾矿压滤流程
在黄金矿山的尾矿处理中，压滤脱水在广泛使用。这种方法具有滤饼含水量低、滤液可返回使用的特点，但由于单机处理能力较低，难以对大规模的选矿尾矿脱水单独使用。
3、尾矿干排
尾矿干排是使用脱水型旋流器、高效高频脱水筛、高效深锥浓密机等专利设备的新型工艺，能够将尾矿中含水量降低至15%以下，且节约成本，能够有效避免环境污染。
三、尾砂填充采空区尾砂填充采空区是利用尾砂废料，经过处理后重新填回被采空的区域，可以达到保护地貌、减少尾矿坝成本等作用。目前尾砂填充采空区的主要方法有两种：
1、全尾砂胶结充填技术
全尾砂胶结充填使用脱水尾矿与水泥、粉煤灰等混合，形成充填骨料，利用管道自流将充填浆料送入采充区，达到填充采空区的目的。
2、高水固结全尾砂充填技术
高水固结全尾砂充填与全尾砂胶结填充相似，不同之处在于使用了高水材料作为胶凝材料而不是水泥。这种方法使用以铝酸盐、硫铝酸盐为主的甲料和以硬石膏、生石灰、促凝剂为主的乙料，分别制浆输送，在填充前进行混合，具有凝结速度快的特点。
以上三个方面是尾矿处理的三个方向，在选矿厂实际应用中还需要根据选厂的规模、投资等情况来确定，建议咨询有选矿厂研究设计资质的选矿设备提供商，选择适合选矿厂情况的尾矿处理工艺。
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四、尾矿处理方法有哪些
根据选矿方法的不同，更主要的是尾矿性质的差异。对尾矿处理也就有着不同的方法。国内外目前对尾矿资源的综合利用可以概括为下列几种途径：
(1)首先要尽量做好尾矿资源有用组分的综合回收利用，采用先进技术和合理工艺对尾故进行再选，最大限度地回收尾矿中的有用组分，这样可以进一步减少尾矿数量。有的选矿厂向无尾矿方向发展。
(2)尾矿用作矿山地下开采采空区的充填料，即水砂充填料或胶结充填的集料。尾矿作为采空区的充填料使用，最理想的充填工艺是全尾矿充填工艺，但目前仍处于试验研究阶段。在生产上采用的都是利用尾矿中的粗粒部分作为采空区的充填料。选矿厂的尾矿排出后送尾矿制备工段进行分级，把粗砂部分送井下采空区，而细粒部分进入尾矿库堆存。这种尾矿处理方法在国内外均已得到应用。
(3)用尾矿作为建筑材料的原料：制作水泥、硅酸盐尾砂砖、瓦、加气混凝土、铸石、耐火材料、玻璃、陶粒、混凝土集料、微晶玻璃、溶渣花砖、泡沫玻璃和泡沫材料等。
(4)用尾砂修筑公路、路面材料、防滑材料、海岸造田等。
(5)在尾矿堆积场上覆土造田，种植农作物或植树造林。
(6)把尾矿堆存在专门修筑的尾矿库内，这是多数选矿厂目前最广泛采用的尾矿处理方法。
参考资料:溶剂萃取
