铁尾矿资源开发利用现状分析

摘 要：铁尾矿资源的开发利用水平与世界水平相比差距很大。通过对典型的大中型矿山企业进行 调查，调查发现，对铁尾矿资源的开发利用大多 停 留 在 有 价 金 属 元 素 的 回 收 和 直 接 作 为 砂 石 代 用 品 ，高 附 加值产品还基本上处于试验室及中试阶段；采 用 定 性 分 析 和 定 量 分 析 的 方 法，从 历 史 角 度 和 现 实 角 度，寻 求铁尾矿资源的开发利用水平低的原因，结果分析得出了导致铁尾矿资源 开 发 利 用 率 低 的 四 个 主 要 原 因 ； 根据循环经济理论和工业产业链分析，得出铁尾矿资源的开发利用模式 是“整 体 利 用”。 研 究 结 果 表 明：只 要 有 组 织 、有 规 划 地 进 行 铁 尾 矿 资 源 进 行 “整 体 利 用 ”，将 会 出 现 四 个 效 益 共 赢 的 局 面 。 关键词：铁尾矿资源；现状分析；影响因素；综合利用内涵 中 图 分 类 号 ：ＴＤ９８ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００４－４０５１（２０１５）１１－００７７－０５
收 稿 日 期 ：２０１５－０４－２８ 基金项目：国 家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 （８６３ 计 划 ）（编 号：２０１２ＡＡ－ ０６２４０４） 作者简介：李玉 凤 （１９７２－），女，河 北 工 业 大 学 管 理 科 学 与 工 程 专 业博士研究生，主 要 从 事 矿 产 资 源 综 合 利 用、环 境 管 理 与 可 持 续 发 展 等 方 面 的 研 究 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｙｕｆｅｎｇｌ＠ｃｎｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。 包 景 岭（１９５４－），男 ，正 高 级 工 程 师 ，１９７７ 年 毕 业 于 天 津 大 学 土 建 系 给 水 与 排 水 专 业 ，现 任 天 津 市 环 境 保 护 局 总 工 程 师 、博 士 生 导 师 ，主 要 从 事 环 境 管 理 与 可 持 续 发 展 方 面 的 研 究 工 作 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｊｌ６２＠１６３．ｃｏｍ。 张锦瑞（１９５６－），男，博士，毕业于北 京 科 技 大 学 矿 物 加 工 工 程 工 程 专业，现任河北联合大学高等教育 研 究 所 所 长、博 士 生 导 师，主 要 从 事矿产资 源 综 合 利 用 与 环 境 保 护 方 面 的 研 究 工 作 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｊｒ＠ ｃｎｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。
表 １ 矿 山 铁 尾 矿 累 积 堆 存 情 况
序
调查的矿山或 尾矿累积 开发利用铁尾矿资源的
地区
号
铁尾矿库数／个 堆存量／万ｔ 矿山或铁尾矿库数／个
１ 河北
２４
５３０７６
７
２ 鞍本
５
７５５０
３
３ 安徽
４
１０９７７
０
４ 江西
１
１３００
０
５ 山东
１
ห้องสมุดไป่ตู้
４０００
０
６ 湖北
５
６９６４
７８
中国矿业
第 ２４ 卷
细、可利用 性 大 的 特 点，具 有 环 境 污 染 与 二 次 资 源 双重特性 。 ［４］ 选矿业兴起之初，受技术水平的限 制， 大量的尾矿通常采 用 最 简 单 的 堆 填 处 置，这 样 不 仅 占用土地、污 染 环 境，而 且 工 厂 还 得 支 付 土 地 征 用 费、运输费和填埋 费 等，反 而 增 加 了 生 产 成 本，同 时 也造成了 资 源 浪 费。 在 人 们 的 环 境 保 护 和 资 源 节 约意识日益增强的 今 天，铁 尾 矿 作 为 二 次 资 源 再 利 用已引起世界各国 的 广 泛 关 注，它 也 是 实 现 矿 业 可 持续发展的重要途径 。 ［５］ 本文拟通过调查矿山企 业 铁尾矿资源的利用 情 况，摸 清 铁 尾 矿 资 源 的 开 发 利 用现状，找 出 影 响 铁 尾 矿 资 源 开 发 利 用 的 影 响 因 素，从而确 定 出 铁 尾 矿 资 源 开 发 利 用 的 模 式，以 期 对今后铁尾矿的开发利用具有指导作用。 １ 铁 尾 矿 资 源 及 开 发 利 用 情 况
其他金属再选回收 非金属矿物回收 充填采空区 制砖 制造微晶玻璃 做混凝土集料
做沥青混凝土集料 尾矿库土地复垦 土壤改良
利用途径 包 括 磁 铁 矿 、非 磁 铁 矿 的 再 选 回 收
包括非磁性铁矿物和其他金属 非金属矿物资源等可回收资源
作为替代充填材料 制作建筑砖
制作微晶玻璃 作为混凝土集料 做沥青混凝土集料 复垦植被的承载体 用作土壤改良剂或肥料
矿产 资 源 是 人 类 社 会 赖 以 生 存 和 发 展 不 可 缺 少的物质基础。它既是人们生活资料的重要来源， 又是极其 重 要 的 社 会 生 产 资 料。 而 我 国 大 多 数 铁 矿资源的品 位 较 低，必 须 要 经 过 破 碎、磨 矿 和 分 选 得到精矿后 才 能 冶 炼 。 ［１］ 通 常 情 况 下，铁 尾 矿 是 指 选矿厂在特 定 的 经 济 技 术 条 件 下，将 矿 石 破 碎、筛 分、研磨、分 级、再 经 重 选、磁 选 （或 加 浮 选 ）和 化 选 等选 别 工 艺 流 程，回 收 铁 精 矿 后 排 放 的 固 废 弃 物［２－３］。也就是说铁尾矿，就是选矿厂在特定 技 术 经 济条件下，将 铁 矿 石 磨 细、经 选 矿 工 艺 选 取 铁 精 矿 后 所 排 放 的 固 体 废 料 ，其 具 有 数 量 大 、成 本 低 、粒 度
我国矿 产 资 源 开 发 总 规 模 居 于 世 界 前 列。 由 于过去对 矿 产 资 源 采 用 的 “粗 放 型 ”的 开 发 利 用 方 式，使得在 获 取 到 有 价 值 的 矿 产 资 源 的 同 时，产 生 了比较严重的诸如 固 体 废 物 堆 积、矿 山 生 态 破 坏 等 矿山环境问题。每年 矿 山 产 生 ６ 亿 多 吨 尾 矿，现 在 矿山尾矿累计已达到 ４５ 亿ｔ，占全国工业固体废 物 ８０％以上 。 ［６］ 全国铁尾矿的地区分布可以分为以 下 三大类：第 一 类，是 以 河 北、辽 宁 为 首 的 最 主 要 地 区；第二类，是内蒙、四 川、北 京 和 山 西 四 个 地 区；第 三类，是余下的地 区。 我 国 铁 矿 资 源 的 突 出 特 点 是 品位低、共 生 伴 生 矿 多，导 致 在 选 矿 过 程 中 会 产 生 大量的铁尾矿，每生产 １ｔ铁精矿要排出 ２．５～３．０ｔ 尾矿［７］，但由于矿石贫化的原因，有些矿山企业的 选 矿比达到 了 ５～６，甚 至 到 了 １０ 以 上。 据 中 国 矿 业 联 合 会 统 计 资 料 表 明 ，到 ２００７ 年 我 国 铁 尾 矿 排 放 总 量就超过了全部尾矿排放总量。
第 ２４ 卷 第 １１ 期 ２０１５ 年 １１ 月
中 国 矿 业
ＣＨＩＮＡ ＭＩＮＩＮＧ ＭＡＧＡＺＩＮＥ
Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．１１ Ｎｏｖ． ２０１５
铁尾矿资源开发利用现状分析
李 玉 凤１，２， 包 景 岭１，３， 张 锦 瑞２
（１．河北工业大学，天津 ３００４０１；２．华北理工大学，河北 唐山 ０６３００９； ３．天津市环境保护局，天津 ３００１９１）
１
７ 河南
１
６００
０
８ 四川
５
３９９４
０
９ 内蒙古
１
１５００
０
１０ 广东
２
１５４０
０
１１ 云南
１
８００
０
１２ 上海
２
１６９８
０
１３ 湖南
１
３３
０
合计
５３
９８１３２
１１
利用方向 有用矿物再选回收价值
制作建筑材料 土地复垦
表 ２ 铁 尾 矿 资 源 开 发 利 用 途 径 开发利用类别 铁矿石回收
在全国选取有 代 表 的 大 中 型 矿 山 ５３ 个 进 行 调 查 ，表 １ 为 这 ５３ 个 矿 山 铁 尾 矿 累 积 堆 存 情 况 。 从 表 １ 可 以，全 国 范 围 内 或 多 或 少 都 存 在 尾 矿 堆 积 的 现 象，尤其 河 北 省 堆 存 量 最 多。 大 量 的 铁 尾 矿 堆 积， 有些矿 山 为 了 节 省 生 产 成 本 及 运 营 费 用，乱 排 乱 放，会存在 安 全 隐 患，铁 尾 矿 的 堆 积 储 存 不 仅 会 造 成周围环境污染，同 时 尾 矿 库 征 地 和 维 护 上 也 会 消 耗大量资金。
Ｓｔａｔｕｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｒｏｎ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ＬＩ Ｙｕ－ｆｅｎｇ１，２，ＢＡＯ Ｊｉｎｇ－ｌｉｎｇ１，３，ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎ－ｒｕｉ ２ （１．Ｈｅｂｅｉ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４０１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｎｇｓｈａｎ ０６３００９，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｔｉａｎｊｉｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｂｕｒｅａｕ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１９１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈｉｎａ ｈａｓ ａ ｌｏｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｒｏｎ ｔａｉｌｉｎｇｓ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｒｏｎ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ ｌａｒｇｅ ａｎｄ ｍｉｄｄｌｅ ｍｉｎｉｎｇ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｍａｄｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ．Ｉｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｍａｉｎｌｙ ｓｔａｙ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｏｆ ｖａｌｕａｂｌｅ ｍｅｔａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｓ ｏｆ ｄｉｎ ａｓ ｄｉｒｅｃｔｌｙ．Ｈｉｇｈ ｖａｌｕｅ－ａｄｄｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｒｅ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｉｎ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ａｎｄ ｐｉｌｏｔ ｓｔａｇｅ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ ａｎｄ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｈｉｓｔｏｒｉｃａｌ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ，ｆｏｕｒ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｌｏｗ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｒｏｎ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｅｃｏｎｏｍｙ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｃｈａｉｎ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｓｅｅｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｒｏｎ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｉｓ “ｏｖｅｒａｌｌ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ”．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ，ｉｆ ｏｖｅｒａｌｌ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｒｏｎ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｃａｎ ｂｅ ｍａｄｅ ｉｎ ａｎ ｏｒｇａｎｉｚｅｄ ａｎｄ ｐｌａｎｎｅｄ ｗａｙ，ｔｈｅｒｅ ｗｉｌｌ ｂｅ ａ ｗｉｎ－ｗｉｎ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｕｒ ｔｙｐｅ’ｓ ｂｅｎｅｆｉｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｒｏｎ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｃｏｎｎｏｔａｔｉｏｎ；ｓｔａｔｕｓ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ；ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
目前，尾 矿 的 综 合 利 用 率 为 １４％，铁 尾 矿 的 利 用率仅为７％左右，与发达国家相 比，其 铁 尾 矿 综 合 利用率已达到了６０％，还 存 在 很 大 的 差 距 。 ［８］ 根 据 资料统计铁尾矿资源开发利用途径 见 表 ２。 铁 尾 矿 资源的开 发 利 用 有 三 个 方 向，一 是 回 收 有 价 组 分， 二 是 制 作 建 筑 材 料 ，三 是 土 地 复 垦 。
目 前 铁 尾 矿 资 源 的 开 发 利 用 情 况 不 容 乐 观。 接作为砂石代用品 外，很 多 矿 山 企 业 并 没 有 对 铁 尾 除了回收 有 价 金 属 元 素 （绝 大 部 分 是 回 收 铁 ）或 直 矿资源进 行 真 正 意 义 上 的 整 体 开 发 利 用。 即 便 有