在金矿选矿过程中,采用炭浆吸附法回收金产生的剩余物料,就是炭浆吸附尾矿。这种尾矿中仍然含有一些有价金属,但是含量会非常低。这种尾矿该如何处理呢?如果按照传统方式进行堆存,需要占用很多的土地资源,同时也会对周边环境造成影响,所以,对于炭浆吸附尾矿如何进行处理和合理利用非常重要。
1、化学多元素分析
对碳浆吸附尾矿进行化学元素分析发现,Al₂O₃含量为 9.46%、CaO 含量为 5.41%、K₂O 含量为 3.06%、MgO 含量为 1.83%、Na₂O 含量为 0.12%、Fe₂O₃含量为 4.35%、S 含量为 0.47%、SiO₂含量为 67.86% 等。不同批次碳浆吸附尾矿中的化学元素含量各有特点,反映了不同的矿物组成和选矿过程中的化学反应。
2、粒度筛分试验结果
从粒度筛分试验结果来看,碳浆吸附尾矿的粒度分布为:+2mm 粒级筛余为 0.00%,-2+1mm 粒级筛余为 0.00%,-1+0.45mm 粒级筛余为 0.00%,-0.45+0.20mm 粒级筛余为 15.31%,-0.20+0.15mm 粒级筛余为 7.89%,-0.15+0.1mm 粒级筛余为 64.32%,-0.1+0.074mm 粒级筛余为 8.58%,-0.074+0.038mm 粒级筛余为 3.84%,-0.038mm 粒级筛余为 0.06%。可以看出,碳浆吸附尾矿的粒度总体上以细粒级为主。
3、尾矿密度参数
碳浆吸附尾矿1小沟尾矿库的湿密度为 2.63g/cm³,干密度为 2.62g/cm³;碳浆吸附尾矿2小捞鱼沟尾矿库的湿密度为 3.00g/cm³,干密度为 2.91g/cm³。不同的尾矿库由于矿物组成和含水量等因素的不同,其湿密度和干密度也会有所差异。
4、毒性浸出试验
对两个尾矿库进行毒性浸出试验,碳浆吸附尾矿中氰化物含量为 0.005mg/L,硫化物含量为 0.680mg/L,总 P 含量为 0.016mg/L,Cr 含量为 0.012mg/L,Cr⁶⁺含量为 0.003mg/L,As 含量为 2.8μg/L,Hg 含量为 1.40μg/L,pH 为 8.12。从试验结果可以看出,碳浆吸附尾矿的毒性浸出情况相对较低,但仍需关注其对环境的潜在影响。
对于含有其他有价金属的碳浆吸附尾矿,可以根据具体情况采用不同的二次选矿工艺流程。例如,对于含有金的尾矿,可以采用全泥氰化 + 碳浆法提取,然后通过尾矿干堆处理,去除大部分氰化物,再对铁元素进行磁选和重选。对于含有铅锌的尾矿,可以采用重选 + 浮选等联合工艺回收有价元素。对于含有铜的尾矿,如果贵金属含量高,可以采用浮选工艺回收;如果含有一定量的磁铁矿,可以先采用酸浸法沉淀铜,再采用磁选工艺分离磁铁矿。
1、磁选法
碳浆吸附尾矿可以采用多种再选方法,以进一步回收其中的有价金属。其中,磁选是一种常用的方法。例如,一种从炭浆法提金尾渣中回收强磁性铁矿的选矿方法,包括弱磁粗选、高梯度弱磁扫选、粗精矿弱磁精选、中矿 I 和尾矿 I 高梯度弱磁扫选、尾矿 II 强磁粗选、弱磁性铁粗精矿强磁精选等步骤。通过这些步骤,可以有效地回收碳浆吸附尾矿中的强磁性铁矿,提高资源利用率。
2、浮选法
此外,浮选也是一种有效的再选方法。根据不同的尾矿性质,可以采用不同的浮选工艺。例如,对于金尾矿,可以采用全泥氰化 + 碳浆法提取,然后通过尾矿干堆处理,去除大部分氰化物,再对铁元素进行磁选和重选。对于铅锌尾矿,可以采用重选 + 浮选等联合工艺回收有价元素。对于铜尾矿,如果贵金属含量高,可以采用浮选工艺回收;如果含有一定量的磁铁矿,可以先采用酸浸法沉淀铜,再采用磁选工艺分离磁铁矿。
1、砂石骨料
碳浆吸附尾矿作为砂石骨料具有一定的可行性。我国尾矿产量大,市场利用率低,已成为堆积量较多的固体废弃物。而尾矿中的许多废石都可以用作粗、中粒骨料,如石灰岩、细砂岩、石英岩等。碳浆吸附尾矿资源完全可替代或部分替代砂石骨料,减少对天然砂石的依赖,实现资源的再生利用。
2、混凝土细骨料
尾矿可用作混凝土细骨料,但要考虑一定的条件。一般来说,尾矿砂较之海砂更好,因为海砂往往含有盐分、氯离子,容易使钢筋锈蚀,而尾矿表面粗糙、具有棱角,可以增加混凝土的强度。但尾矿要用作细骨料,要求一定的粒度,当粒度不符合要求时,需要将尾矿进行筛分处理。粗砂使混凝土较为干涩,黏性下降,工作性不好;特细砂不但使混凝土极易离析,而且需水量大,从而提高了水泥用量。对于碳浆吸附尾矿,同样需要考虑这些因素,确保其符合混凝土细骨料的要求。
3、铁路道砟
尾矿用于铁路道砟有一定的优势。对铁路道砟的要求是在震动压力下不易碎,片理或层理发育的岩石不适用于作为道渣,而石灰岩、玄武岩等就较适用于作为铁路道砟。碳浆吸附尾矿中的部分成分可能满足铁路道砟的要求,经过适当的处理和筛选,可以作为铁路道砟使用,实现资源的再利用,减少对传统道砟材料的依赖。
4、水泥原料及混合材料
尾矿在水泥生产中具有重要作用。水泥的基本原料是石灰石和粘土矿,而石灰岩、粘土岩、页岩等都是矿山常见的废石,此外含相应成分的尾矿也可用作基本原料。在水泥中加入适量的混合材料,既可改善水泥的某些性能,又可节省基本材料的消耗。
5、生产各类砖
尾矿可用于生产各类砖。目前,煤矸石砖已成为取代粘土砖的主要墙体建筑材料之一,不仅可烧制歼石红砖,还可以烧制空心砖。碳浆吸附尾矿也可以根据其特性,选择合适的工艺生产各类砖,实现资源的综合利用。
6、围池造田
利用尾矿围池造田是一种有效的技术。碳浆吸附尾矿同样可以考虑采用这种技术,将其用于围池造田,增加可耕地面积,实现资源的综合利用。
7、生产硅砖
尾矿作为生产硅砖原料需要满足一定条件。对于碳浆吸附尾矿,需要对其进行成分分析,看是否满足生产硅砖的要求,如果符合条件,可以将其用于生产硅砖,提高资源利用率。
8、充填矿山采空区
尾矿充填矿山采空区有诸多好处。一方面,可以解决尾矿堆积占用大量土地资源的问题,减少对环境的影响;另一方面,可以有效防止采空区塌陷,保障矿山的安全生产。碳浆吸附尾矿也可以用于充填矿山采空区,实现资源的合理利用,同时降低矿山开采对环境的破坏。
1、经济效益
减少资源浪费:碳浆吸附尾矿经过综合利用,可以将其中的有价成分进行回收,提高资源利用率。例如,从写作素材中可知,香港嘉华金融投资集团在马拉维的矿业项目中,采用双碳浆吸附工艺,对尾矿进行二次吸附回收,有效提高了金的回收率,减少了资源浪费。同时,尾矿中的其他有用成分也可以通过各种工艺进行回收利用,降低了生产成本。
降低企业成本:碳浆吸附尾矿可以替代部分传统原材料,如砂石骨料、混凝土细骨料、水泥原料等,减少了对天然资源的依赖,降低了企业的采购成本。以砂石骨料为例,我国尾矿产量大,市场利用率低,将碳浆吸附尾矿作为砂石骨料,可以减少对天然砂石的开采,降低运输成本和采购成本。
增加销售收入:通过对碳浆吸附尾矿的综合利用,可以生产出各种有市场需求的产品,如各类砖、硅砖等,增加企业的销售收入。例如,煤矸石砖已成为取代粘土砖的主要墙体建筑材料之一,许多尾矿都可以用于制造蒸养砖 / 蒸压砖、广场砖等,这些产品具有广阔的市场前景,可以为企业带来可观的经济效益。
2、安全效益
防止采空区塌陷:将碳浆吸附尾矿用于充填矿山采空区,可以有效防止采空区塌陷,保障矿山的安全生产。采空区塌陷是矿山开采过程中的一个重大安全隐患,不仅会对矿山设施和人员造成危害,还会对周边环境产生不良影响。通过充填采空区,可以提高采空区的稳定性,减少安全事故的发生。
降低尾矿库风险:碳浆吸附尾矿的综合利用可以减少尾矿的堆积量,降低尾矿库的风险。尾矿库是矿山企业的重大危险源之一,如果管理不善,可能会发生溃坝等重大事故,对人民生命财产和环境造成严重危害。通过对尾矿的综合利用,可以减少尾矿库的库容压力,提高尾矿库的安全性。
3、环保效益
减少土地占用:碳浆吸附尾矿的堆积需要占用大量土地资源,对生态环境造成破坏。通过对尾矿的综合利用,可以减少尾矿的堆积量,节约土地资源。例如,利用尾矿围池造田,可以将原本无法利用的河滩地变成可耕地,增加土地资源的有效利用。
降低环境污染:碳浆吸附尾矿中可能含有一些有害物质,如果不进行处理,可能会对土壤、水体和大气造成污染。通过对尾矿的综合利用,可以将其中的有害物质进行固化或转化,降低环境污染的风险。例如,对尾矿进行毒性浸出试验,可以了解其中的有害物质含量,采取相应的处理措施,减少对环境的影响。
促进资源循环利用:碳浆吸附尾矿的综合利用是资源循环利用的重要体现,可以减少对新资源的开采,降低资源消耗,实现可持续发展。例如,将尾矿作为水泥原料或混合材料,可以减少对石灰石和粘土矿等传统资源的依赖,提高资源利用率。同时,通过对尾矿的综合利用,可以减少废弃物的排放,降低对环境的压力。
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