非金属矿工业实行循环经济的技术途径

发布时间:2007-06-15 00:00:00   编辑:石材网

随着人类对生态环境保护和可持续发展理论认识的不断深入,循环经济正受到越来越多的重视。

循环经济要求经济活动按照自然生态系统的模式组成一个物质反复循环流动的过程,使得整个经济系统以及生产和消费的过程中基本上不产生或者只产生很少的废物,从而从根本上解决了长期以来环境与经济发展之间的冲突。资源的综合利用以及废弃物的资源化、减量化和无害化,是循环经济的重要原则和重要标志。 https://stone365.com

在矿业开发中引入循环经济,主要是运用生态学规律指导矿业开发,形成“低开采、高利用、低排放”的技术体系。

循环经济的矿业开发技术载体主要包括矿山综合性开采与资源的合理化利用技术、环境无害化技术、废弃物综合利用技术、矿山复垦生态环境技术等。

矿山综合性开采与资源合理化利用技术非金属矿矿山综合性开采与资源合理化利用包括贫富矿石的综合开采利用,选矿与加工技术使资源合理化利用两方面内容。矿山综合性开采,即制定开采方案,在开采时高、低品位矿石统一开采,杜绝采富弃贫、资源浪费。资源综合开发利用包括两个方面,一是矿物中伴生的有用组分的回收利用,二是尾矿的再利用,其中尾矿利用是矿产综合利用的一个重要和必不可少的组成部分。

环境无害化技术清洁生产技术包括生产过程中的清洁和生产产品的清洁两个方面。采用先进技术进行无废或少废生产,使生产过程和产品消费过程变为无污染或少污染,实现生产过程的零排放和加工产品的绿色化。为此,在非金属矿业的生产过程中,应大力发展清洁选矿和加工技术,提高矿物的纯度、精度,提高矿石的利用率。既要实现生产过程的无污染或少污染,又要实现生产出来的产品在使用时也不会对环境造成危害。

废弃物利用技术尾矿是矿业部门在开采、分选矿石之后而排放的,暂时不能利用的固体“废料”。由于我国大多数矿产的矿石品位低,多数呈多组分共伴生,矿物嵌布粒度细,再加上选矿技术不高,选矿设备自动化水平低以及管理水平落后等,选矿厂普遍存在有用矿物回收利用水平低的现象。目前,我国矿产资源总回收率只有30%左右,以采选回收率计,非金属矿只有20%~60%,造成大量资源损失于尾矿中。

在国外,尾矿的再生利用研究普遍受到重视,特别是工业发达国家在二次世界大战之后就开始了尾矿再生利用的研究,并把建立废料矿山作为矿业开发的目标之一。如奥地利政府,积极支持矿山采用无废料生产工艺,提倡综合利用低品位的矿物原料和排放的尾矿废料,还在财政上给予必要的资助,在法律上给予保证。总之,世界上工业发达国家,为保护矿产资源,维持生态平衡,发展循环经济,把尾矿的综合利用提到了工业革命的高度。

我国尾矿利用工作起步较晚,20世纪80年代一些矿山企业迫于资源枯竭、环境保护等多重压力,才开始重视尾矿资源的再利用。

综观国内外的尾矿综合利用情况,非金属矿尾矿的综合利用途径主要有尾矿再选和尾矿直接利用两种方式。

尾矿再选随着选矿技术的提高和完善,研制出了细粒、微细粒、品位低下及结构复杂的尾矿再选别方法,如浮选、重选、高梯度磁选,甚至堆浸及选冶联合工艺。

非金属矿选矿尾矿的再选既可以从中再选金属矿,也可再回收非金属矿,其领域十分广泛。例如,南墅石墨矿浮选石墨的尾矿含S4.5%,主要为黄铁矿和磁黄铁矿,若排放既不经济也会对环境造成危害,后来经过重——浮次再选,获得含S45%以上的一级品硫铁矿精矿,回收率达到48.65%;浮选硫尾矿经过重-磁-电联合流程再选,获得金红石精矿。江苏吴县青山高岭土矿经水力旋流器多段选别,溢流为高岭土产品,沉砂尾矿经再选产出含S>32%的硫铁矿精矿,产出的中矿再浮选产出的高岭土产品又可用于陶瓷,实现了无尾矿作业。

尾矿直接利用非金属矿选矿尾矿的直接利用包括再选后最终尾矿的直接利用,通常用于回填矿山、作铺路碎石,作建筑材料的骨料和原料等等。例如内蒙古商都硅藻土矿经水力旋流器-沉降-悬浮产出精土后,尾矿含有SiO265.65%、Al2O313.27%、Fe2O36.00%、CaO1.11%、MgO1.66%、K2O1.56%、Na2O1.38%、TiO20.47%,且阳离子交换量、吸蓝量、胶质价等均与普通钠基膨润土类似,因此可直接用于铸造、球团、钻井泥浆、轻化工等。又如新疆某石墨矿含C1.14%、含白云石达98%,浮选石墨后的尾矿几乎为纯净的白云石,这种尾矿细磨后作为白云石粉应用于橡胶,可以代替轻质碳酸钙、重钙、立德粉等矿物填料,是非金属矿选矿尾矿作为非金属矿直接利用的代表之一。 

矿山复垦技术矿山复垦的具体工作包括塌陷区的工程处理、污染土壤处理、有害水体处理、废石堆和尾矿库等固体废弃物的处理、地形处理、人工植草或植林等,有时需要大量更换,充填或覆盖土壤。

建国以来我国进入了大规模开发矿产资源的时期,与此同时,土地受损、环境污染等问题也日趋严重。尽管我国已制定了《土地复垦规定》等法规,明确了“谁破坏、谁复垦”的原则,但是由于国家复垦资金渠道尚未形成,复垦政策、法规和运行机制尚不完善,这些问题制约了我国矿山废弃地复垦的发展。与先进国家相比,我国废弃地复垦率仅10%~12%,复垦技术和方式还比较原始,复垦效率也不高,复垦领域的技术研究与工程实施之间存在较大差距。正在运行的矿山,复垦技术仍比较落后,“开采和复垦工程同步”的现代治理模式,至今尚未有效实施,基本停留在“先破坏,后治理”的阶段。

国外发达国家或矿业大国,对矿山复垦高度重视,将矿山复垦作为循环经济的重要内容之一,如澳大利亚联邦政府制定了从生态角度看可持续发展的全国性战略,将矿山复垦列入政府重要议事日程,立法加以实施,并制定有详细的州级和国家级复垦技术标准和要求,明确规定了复垦中的重要指标。

高新技术在矿山复垦和生态恢复中也发挥着越来越大的作用。如用卫星遥感技术提高复垦设计所需的基础参数,用计算机模拟复垦场地、制定和优化复垦方案、模拟地表和地下水系的分布、粉尘流动与扩散趋势等。

在国外发达国家中,矿山废弃地复垦率多在70%以上,不少国家要求新建矿山复垦率达100%.总之,矿山复垦在国外已经作为一种行业,像采矿、选矿业一样,正在独立发挥其作用。作为矿业开发整体活动,矿山复垦已经成为不可缺少的矿物开采工艺的组成部分。 https://stone365.com

循环经济的矿业发展模式是我国非金属矿工业可持续发展的必然选择,对我国非金属矿企业的发展、产业结构的调整、矿产资源的有效开发、利用和环境保护等均将产生巨大的作用。

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