□王艳辉 盛 龙 王建臣 张建民 荆相平

矿产资源是人类生存和发展的重要物质基础之一，也是社会发展的前提和保证。目前我国95%的能源和85%的原材料来自矿产资源，且随着我国经济的快速发展，对矿产资源的需求不断增加。大量矿产资源的开发不仅带来了丰富的物质原料，同时也产生了大量的尾矿。因此尾矿的利用是矿山企业可持续发展所面临的重大问题。

一、铁尾矿的危害

(一)严重污染环境。破坏森林、地貌、植被和自然景观，导致水土流失、生态环境恶化。堆存于尾矿库中的细粒尾矿，在气候干旱、风大的季节容易吹到尾矿库周围，导致土壤沙化、破坏植被，有时甚至形成尘沙风暴，对当地的人畜生存造成威胁。

(二)引发地质灾害。大量的尾矿坝潜伏着泥石流、山体滑坡、垮坝等突发性灾害。几十米高的尾矿坝一旦垮坝，数百万吨尾矿和泥浆像泥石流一样摧毁村庄、农田，造成人员财产巨大损失。

(三)占用大量土地、投资巨大。目前，除少部分尾矿得到应用外，相当数量的尾矿仍堆存在尾矿库中，占用了大量土地，而且随着排出尾矿数量的增加，占用土地面积将继续扩大，相对投资也大。

(四)给国家和企业造成经济重负。尾矿处理设施的结构比较复杂、投资巨大，其基建投资占整个采选企业费用的5%～40%。另外，尾矿库的维护和维修更需消耗大量的资金。据统计，我国冶金矿山每吨尾矿需尾矿库基建投资1～3元，每年的运营每吨管理费用达3～5 元。河北省大多数铁矿山的原矿品位低，在技术水平、设备性能、经济条件等因素的限制下，尾矿中仍含有大量可回收的有价元素。即便是不可再选的最终尾矿也有很大的用途，因此浪费在尾矿中的有用组分数量是相当可观的。

二、河北省铁尾矿类型

河北省铁矿可划分为五种成因类型:沉积变质型铁矿、接触交代型铁矿、岩浆岩型铁矿、沉积型铁矿和火山热液型铁矿。其中前四种是河北省铁矿的主要成因类型，火山热液型铁矿在全省仅有2 例小型矿床。另外，河北省还是全国最大的超贫磁铁矿产区，其中钒钛磁铁矿成为我国北方最大的钒钛磁铁矿集区。

三、河北省铁尾矿综合利用的措施

因为河北省沉积型铁矿资源少尾矿数量少;火山热液型铁矿在全省仅有2 例小型矿床。所以河北省铁尾矿综合利用主要利用沉积变质型铁矿、接触交代型铁矿、岩浆岩型铁矿三种类型铁尾矿。

(一)铁尾矿再选与有价元素的综合回收。由于矿产资源日益贫乏，现在许多开采中的原矿，其品位比老尾矿还低，且尾矿已经磨细，可节省开采和破碎、磨矿成本。目前我省在这方面的研究较多，范围也很广。比如铁尾矿选铁、钛等元素。

1．尾矿再选回收铁。从国内外类似矿石的生产实践来看，铁尾矿中磁性铁含量达到1%左右，即可经济回收。磁性铁回收工艺简单，一般采用弱磁选工艺从尾矿中再选，经过弱磁选工艺再选后，铁尾矿中磁性铁的含量一般可降低至0．5%左右。根据尾矿中铁矿物的解离度，再选精矿可单独处理，也可返回原流程中进行再磨再选。另外，如果尾矿中含有部分氧化铁矿物(赤铁矿)，也可供综合回收。目前氧化铁回收技术已成熟，例如，采用“强磁—反浮选”工艺回收弱磁性赤铁矿技术已在鞍钢、本钢得到成功应用。

2．尾矿综合回收钛。承德地区铁尾矿中的含钛矿物以钛铁矿为主，相关工业实践表明，TiO2含量＞3%的尾矿即具有回收价值。尾矿矿中钛铁矿的回收工艺主要包括重选、强磁选、浮选三种方法，常用流程包括“重选—浮选”流程、“强磁—浮选”流程、“重选—强磁”流程。经过选别后，尾矿中TiO2品位一般可降低至2%以下。承德双滦建龙矿业有限公司、隆化县顺达矿业有限公司综合回收尾矿砂中的钛、磷等有用元素。

3．尾矿综合回收磷。承德地区铁矿尾矿中的磷主要以磷灰石的形式存在，一般采用浮选工艺选别。从目前国内相关生产实践来看，尾矿中P2O5品位1．5%～1．8%以上即可综合回收，再选后尾矿中的P2O5品位可降低至0．5%～0．7%。

4．尾矿中铁、磷、钛综合回收。某些钒钛磁铁矿尾矿中，铁、钛、磷的品位均达到了综合回收的水平，可采用铁、钛、磷分步综合回收的工艺进行全面提取。一般来说，对于尾矿的综合回收，通常采用“弱磁选铁—浮选选磷—强磁+浮选选钛”的流程结构，如隆化顺达矿业采用上述流程实现了尾矿中铁、磷、钛的综合回收。对于含有铁、钛、磷三种有用组分的原矿而言，流程结构也可采用“原矿浮选选磷—弱磁选铁—强磁+浮选选钛”，例如，丰宁三赢矿业采用磷、铁、钛综合选别流程实现了三种有用成分的充分回收。

5．高硅尾矿中石英的综合回收。石英是鞍山式磁铁矿、金矿、萤石、钼矿、硅砂尾矿等高硅尾矿中常见的非金属矿物，具有巨大的综合回收潜力。浮选是回收石英的主要方法。为了消除尾矿中的微细矿泥对浮选的影响和提前分离铁矿物等杂质，通常采用重磁预选，预选粗精矿进行浮选精选。

(二)制备建筑材料。铁尾矿在资源特征上与传统的建筑材料基本相近，因此可以考虑进行整体利用。由于不需对这些原料再作破碎和其它处理，制造出的产品往往节省能耗，成本较低。值得注意的是，用尾矿制建筑材料需考虑放射性等有害物质的影响。要详细分析尾矿是否存在对人体有害的物质，有害成分的尾矿不应作建筑材料。目前铁尾矿在建筑材料中应用有以下几方面。

1．制砖。目前，我国已经立法限制粘土砖的生产，这对利用尾矿生产砖是一个发展机遇。用尾矿生产免烧尾矿砖。不但可以大量利用尾矿，减少尾矿占地，而且也防止了生产粘土砖对土地资源的破坏。

截至2012年底，承德市共有德厦建材、宏鸣墙材、环达建材、明德建材等尾矿制备建筑材料企业13 家，主要产品有尾矿制备蒸压灰砂砖、加气混凝土砌块、路面砖、空心砌块、岩棉保温材料等。其中德厦公司用尾矿替代粉煤灰、钢渣成功开发出透水路面砖，经检测，透水率每分钟可达500～800毫升，高于国家标准，该产品已获国家专利。

2．建筑板材。学军矿业与山东合作，研制成功了抗震、阻燃、隔音新型建筑板材。

3．制备玻璃材料。在微晶保温材料等系列产品的研发方面取得了突破性进展，耐磨材料、发泡保温材料已进入中试阶段。宏鸣公司委托研发的外墙保温材料，达到国家A 级保温材料标准，有些参数优于国际标准，且每立方米不超过200 公斤，产品运输半径可延长至1，000 公里。

(三)尾矿分离建筑用砂和混凝土骨料。

1．尾矿分离建筑砂。尾矿分离建筑砂工艺简单，主要有两类工艺方法，一是采用“滚筒筛或振动筛”直接从尾矿浆中筛选，适合于小规模生产;二是采用“水力旋流器—振动脱水筛”联合分级脱水流程，适合于大规模生产。目前尾矿分离建筑砂已在承德市部分矿山实施，技术可靠、产品质量能够满足相关应用要求。

2．毛石(废石)加工石子。利用毛石(废石)加工石子，主要采用“破碎—筛分”工艺。根据毛石粒度不同，可采用两段或三段破碎筛分流程。一段破碎通常采用颚式破碎机，二段破碎多采用冲击式破碎机或圆锥破碎机，振动筛多采用多层振动筛，筛分不同粒级的产品、并与破碎机形成闭路。

满足建设用砂的尾矿砂、以及满足《建设用碎石》标准的毛石，已在承德市双滦区等县区得到了成功应用，一般尾矿砂的用量可达到0．5 吨/m3、毛石石子的用量可达到1．1 吨/m3，混凝土质量完全能够满足施工工程应用要求。总体而言，尾矿砂和废石加工的石子在混凝土中的应用已经成熟，河北省住房和城乡建设厅委托承德市住房和城乡建设局编制《铁尾矿骨料混凝土应用技术规程》(省地方标准)。于2014年6月通过省住房和城乡建设厅组织专家审查，该规程是国内第一部关于铁尾矿骨料混凝土应用技术的地方标准，总体上达到国内领先水平，为今后积极推动尾矿在混凝土中的应用起到促进作用。

(四)作为井下充填料。利用铁尾矿做井下充填料是直接利用尾矿的最有效的途径之一。不仅解决了尾矿排放问题，减轻了企业的经济负担，还具备良好的社会效益。滦平县金铠矿业有限公司四采区尾砂胶结处理采空区，进行全尾砂自流管进胶结充填、分级尾砂作胶结充填骨料、全尾砂和细砂二合一作骨料、全尾砂胶结充填等试验。尾砂全水速凝低浓度充填应用潜力较大，它可以解决井下充填料不足，免去选矿厂脱泥工序以及细泥筑坝困难等一系列难题。尾砂胶结处理采空区技术可行、经济合理，从实践来看，来源广泛的尾砂代替砂石作井下充填料在技术上和经济上都是可行的。

(五)土地复垦。尾矿复垦是指在尾矿库上复垦或利用尾矿在适宜地点覆土造田和种植农作物等，不仅能避免尾矿流失，污染江河，还能增加农业种植面积。

四、河北省铁尾矿利用的发展方向

铁尾矿的处理是一个世界范围内亟待解决的问题，我国在尾矿利用方面起步较晚，近几年在一些高等院校和矿山企业的努力下，我国尾矿利用取得了较大的起步，但远不能适应经济和社会可持续发展的要求，与国内其它领域工业固体废弃物的利用水平及国际先进水平相比，存在着较大差距。

目前我国铁尾矿的利用率还很低，大多仅仅是有价元素的回收及开发附加值比较低的产品。开发高档建材产品如微晶玻璃等，由于受生产成本、交通运输等因素制约，在市场中缺乏竞争力。随着国家对环境保护的重视、资源日趋紧张，尾矿的利用将越来越多地受到重视。今后有铁尾矿利用的发展方向有以下方面:进行选矿技术的研究，提高尾矿中有用矿物的回收效果;利用铁尾矿进行高附加值产品的生产;进行大用量铁尾矿产品使用技术的研究。河北省铁尾矿量较大，只有大量利用尾矿才能使铁尾矿的利用变得有重要意义。从而减少尾矿对环境的危害，起到保护环境的作用。同时应注意在尾矿利用的过程中避免二次尾矿的产生。

五、结语

目前，铁尾矿已经成为制约矿业可持续发展、危害周边环境的重要因素。在矿产资源日渐枯竭、环境保护意识日益增强的今天，必须依赖于二次资源的开发利用。尾矿利用已经成为矿山可持续发展的必然选择。国家应完善有关制度的建设，大力支持尾矿利用工作，进行科技成果的推广。各矿山企业应从矿山资源特点和条件出发，以开发高附加值材料、实用技术作为工作的重心，开展尾矿的利用的研究，逐步提高河北省铁尾矿利用的整体水平，缩小与世界先进水平的差距。

［1］ 工业和信息化部．金属尾矿综合利用专项规划(2010～2015)，2010，6

［2］ 河北省矿产资源厅．2012年度河北省矿产资源年报，2013，6

［3］ 承德市地质队，承德市工程勘察院，盛龙，王艳辉．河北省铁矿、铁尾矿地质调查报告，2013，12

［4］ 承德市工业和信息化局．承德市尾矿资源综合开发利用千亿元产业规划，2013，12

［5］ 铁尾矿骨料混凝土应用技术规程(省地方标准)(DB13(J)/T164 -2014)［Z］，2014