张 彪，姜春志

（1.中条山有色金属集团有限公司，山西 运城 044000；2.国家煤化工产品质量监督检验中心（安徽），安徽 淮南 232000）

铜矿资源是国民经济社会发展不可或缺的矿产资源，随着社会经济的发展，市场需求日益增大，铜矿资源开采规模逐年增加，产生大量尾矿。铜尾矿逐年堆积，不仅占用大量空间，存在较大安全隐患，还极易对空气土壤造成污染，严重破坏生态环境，甚至影响生态多样性。尾矿资源的二次利用是当前实现资源循环利用的重要方面。铜尾矿的综合利用既可以提高铜矿资源的使用效率，缓解资源短缺压力，还可以促进生态环境改善，对经济社会良好发展具有重要意义。

1 铜尾矿资源现状

铜尾矿是自然铜矿石经破碎、磨矿及分选等工艺排出的尾砂废料。我国铜尾矿资源分布范围广，主要集中河南、安徽、江西、云南等省份。截至2014年底，我国铜尾矿量近30亿吨，铜品位约为0.077%，平均利用率约为8.2%，远低于国外水平[1]。铜尾矿中铜的赋存状态多样，单体解离度较低，嵌布粒度细，成分复杂，脉石含量高，这些因素严重制约铜尾矿综合利用的技术发展。

2 综合利用及研究现状

我国铜尾矿资源的综合利用主要集中在以下几个方面。

（1）再选与有价成分回收。铜尾矿因伴生元素复杂，单体解离度较差，细粒级矿泥含量高，往往耗药量大，浮选效果不理想。在再选回收时，通常需要再磨除泥。聂庆民[2]等以铜品位0.14%的铜尾矿为研究对象，预先脱泥再磨，在石灰600g/t、水玻璃600g/t及混合捕收剂Lp-01用量40g/t、Y89用量120g/t的浮选条件下，经一粗一扫三精流程，最终回收铜品位15.17%，回收率68.37%，再选效果良好。相关铜尾矿有价成分回收研究发现，-200目铜尾砂含量80.71%，铜、铁分别为0.14%、23.7%，铜氧化率为28%，采用预先分级抛尾，分级磨矿，浮磁分选，得到铜精矿品位9.5%，回收率33.7%，铁品位为66.22%，回收率为16.85%。

目前，针对铜尾矿不同的矿物学特点，通过不同的回选手段、浮选药剂制度以及选矿工艺可以有效地回收尾矿有用成分。黄建芬[3]等采用两粗两扫两精，以石灰为pH调整剂和硫铁矿抑制剂，TG305为钙镁脉石抑制剂，TY301为赤铁矿和褐铁矿抑制剂，丁基黄药为捕收剂，Z-200为起泡剂，最终铜精矿品位18.13%，回收率69.88%，铜精矿含金4.87g/t，金回收率52.17%。郭锐等[4]将铜尾矿粗选铋，铋粗精矿品位为3.94%，在磨矿细度-74µm含量85%条件下，调节矿浆pH为10，硫化钠、碳酸钠、乙硫氮、25#黑药用量分别为100g/t、800g/t、240g/t，经一粗两扫三精浮选流程，得到铋精矿品位25.06%，回收率77.31%。

邵爽[5]等以铜尾矿研究对象选铁，以氯化钙为活化剂，采用选择性还原被烧—磁选工艺，在还原温度1200℃条件下，还原剂和活化剂分别为铜尾矿质量25%、5%，还原2h，磁选铁精矿质量分数为91.76%，回收率95.98%。张丽军[10]等将铜尾矿脱硫，采用一粗一扫两精，以水玻璃为抑制剂，EMLZ-1为捕收剂，重晶石精矿BaSO4品位95.76%，回收率82.21%。

（2）矿山回填与土地复垦。作为矿山二次资源，铜尾矿不仅可以大量用作填充材料回填矿井，还可以用于土地复垦。安徽安庆铜矿采用大直径深孔嗣后充填采矿法开采，矿房采用分级尾砂胶结充填，矿柱采用非胶结分级尾砂充填，填充成本低，性能良好。王育鹏[6]等研究表明，用巢湖底泥处理铜尾矿后，营养物质明显增加，豆科植物生长状况良好。矿山回填与复垦可以实现铜尾矿的循环利用，降低污染，提高效益。

（3）水泥行业。铜尾矿中因含有硅、铝、铁等氧化物，通常可以用作水泥矿化剂或水泥配料，用铜尾矿作矿化剂，铁粉为配料，在1300℃条件下，可有效缩短熟料烧制时间，提高产量。周婷婷[7]等试验表明，铜尾矿与粘土按一定比例在1400℃条件下烧制，熟料中矿物含量增加，熟料强度良好。用铜尾矿制备水泥材料机理主要为硅酸盐水泥熟料水化后产物与铜尾矿中活性氧化硅、氧化铝等反应，晶体结构生长更好，有效地增加了水泥强度。

（4）制备建筑材料。铜尾矿中含有石英、长石及云母等矿物，可以作为掺合料或细集料用于混凝土等建材的制备，这是减少铜尾矿大量堆积，实现资源再利用的主要途径。朱永祥[8]等用铜尾作为混凝土掺合料研究发现，水灰比为0.4，外掺率40与0外掺率条件下混凝土掺合料在90d的抗压强度相近，且表现出良好的耐久性。林海威[9]等研究发现，以铜尾矿为微集料，在掺量小于5%条件下，配合粉煤灰两者按1：2复掺，获得的混凝土强度较好。赵风清[10]等用铜尾矿制作蒸养标准砖试验表明，以铜尾矿、矿渣及粉煤灰为原料，在低温铜尾矿添加60%～70%条件下，砖的抗压强度为1.81MPa，抗折强度为3.6MPa，稳定性和抗冻融性良好。用铜尾矿作掺料制备的建材，不仅具有强度高和耐久度好的优点，还可以与其他固废资源再次利用，极大地解决了占堆积问题，有效地提高经济效益。虽然铜尾矿用于制备建材材料研究较多，但技术过于单一，产品附加值较低，铜尾矿中重金属的浸出和迁移危害研究相对较少。

（5）高附加值产品。铜尾矿除了上述应用外，还可以用于开发高附加值产品，例如发泡陶瓷、微晶玻璃以及白炭黑等。杨航[11]等试验发现，在铜尾矿、钠长石、废石、白云石、发泡剂掺量分别为55%、20%、25%、5%、0.3%，球磨细度-0.054mm90%，1200℃2h，制备的发泡陶瓷符合国家要求。廖力[12]以低硅高钙高铁铜尾矿为研究对象，通过配料熔制、水淬烧结及晶化磨切等工艺制备的微晶玻璃达到国家标准。用铜尾矿制备的高附加产品，性能良好，成本低廉，具有较好的市场前景，是当前铜尾矿二次利用的新方向。

3 问题与展望

近几年，铜尾矿的综合利用技术不断积累，但研究进展相对缓慢。目前铜尾矿利用技术相对单一，资源利用率和产品附加值不高。针对铜尾矿有效成分的再选与回收，要结合不同地域尾矿的矿物学特征，制定合理地选矿工艺，提高尾矿资源使用效率。在制备建材方面，应进一步研究尾矿作用机理，激发铜尾矿活性，同时国家应加大政策支持，促进尾矿资源化利用形成产业，推动尾矿高附加产业快速发展。铜尾矿的处理利用必将从简单单一到深度高效转变，从而实现铜尾矿的零排放、零堆积，促进资源可持续开发利用。