隨著我國經濟的快速增長，人們對礦產品的需求量日益增加。我國的金屬礦山分布廣，利用率高，回收率較低。開采選別金屬礦，雖然能夠滿足社會生產生活所需資源的基本需求，卻對周圍環境造成嚴重污染。由于技術水平有限，部分金屬礦物沒有得到很好的回收，而是作為尾礦直接被拋棄，大量尾礦堆存會占用土地，浪費資源，并且存在滑坡、泥石流等地質災害隱患，礦山尾礦嚴重污染大氣、水以及土壤等環境，降低了當地的生態環境質量。
1金屬尾礦的產生及典型尾礦的化學成分
金屬尾礦是選礦廠分選作業的產物之一，礦山選礦廠將金屬礦石通過破碎、篩分、磨礦以及各種選別工藝流程，選出有用金屬礦物之后，將其剩余的部分經過濾機、濃縮池等設備或者自然脫水形成固體廢棄物。一般情況下，選廠都將其拋至尾礦庫或者尾礦壩，但是堆存會占用土地，產生揚塵，存在地質安全隱患。受選礦技術的限制以及當地經濟發展水平的制約，這些尾礦未被充分利用。但隨著金屬礦山資源的日益減少以及國家環保政策的要求越來越高，金屬礦山尾礦的資源化再利用成為必然趨勢。幾種典型金屬礦床尾礦的化學成分（％）如表1所示[1-2]。
2金屬礦山尾礦綜合利用現狀
2.1鐵尾礦綜合利用
鐵尾礦是鐵礦石經破碎磨礦后再進行磁選、浮選等選別流程后剩下的廢棄物，其化學成分復雜，但國內外鐵尾礦的主要礦物成分基本相似，主要有二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂，三氧化二鐵等。國內外針對鐵尾礦進行綜合利用的途徑主要有：回收有價組分，制作混凝土填料、路基材料、建筑材料、充填材料、高分子復合材料以及肥料、土壤改良劑等。
北京科技大學范敦城對齊大山鐵尾礦再利用進行了研究，采用預富集-深度還原技術獲得預富集粗精礦，之后升高爐溫，采用高溫入爐還原工藝，得到較高的還原鐵精粉，獲得了較高的回收率升高；同時，將所得的尾礦和尾渣分別制作凝膠材料和尾礦砂混凝土，達到鐵尾礦的資源化綜合利用效果[2]。朱志剛等人通過試驗對比了尾礦砂、河砂以及石英砂制備混凝土的性能，結果表明，+0.15mm的尾礦砂制備出的UHPC強度遠高于河砂UHPC，可以作為骨料應用于混凝土中[3]。張智豪等人為了解決堆存的鐵尾礦問題，向巴西鐵尾礦中加入各種無機結合料進行改良，利用擊實試驗、加州承載比試驗等對改良后的鐵尾礦路用性能進行研究，結果表明，最合適的條件下，其各項力學性能指標均能滿足路基材料的要求[4]。
我國鐵礦石資源比較豐富，尤其是華北地區鐵尾礦數量極多，鐵尾礦主要用于礦山露天充填和井下充填，既降低了成本，又解決了一系列安全生態環境問題。對于已經閉坑的露天礦山，可以采用尾礦充填，再在上面覆蓋一層耕植土進行耕種，減少尾礦占地面積，綠化了生態環境。很多礦山采用井下充填，即將鐵尾礦就近充填采空區，省去了運輸以及破碎費用，變廢為寶，降低了生產成本。
河北鋼鐵集團趙淑芳等人對高硅鐵尾礦硅肥試驗進行了初步研究，通過與NaOH的配比、反應時間和溫度等條件試驗，得出最佳條件下的高硅肥樣品，有效硅含量達到30.42％，并且進行了栽培試驗，鐵尾礦得到了有效利用[5]。
綜合以上幾種鐵尾礦綜合利用途徑，各礦山企業可以根據自己的經濟條件、市場需求等因素選擇與之對應的途徑，可選擇其一或幾種途徑混合開發，爭取達到經濟、社會、環境效益的最大化。
2.2有色金屬尾礦綜合利用
我國的有色金屬年產量居世界前列，但是由于技術水平和經濟發展等因素，人們不能將其有用金屬全部回收利用，因此提取有用成分后，剩余的細粉末脫水后而形成的金屬尾礦就逐漸堆積，對資源造成極大的浪費。這些有色金屬尾礦普遍含有較為豐富的金屬元素，顆粒極細，流動性強；尾礦以硫化物為主，因此易發生氧化反應，產生酸水，污染環境；還有一些有色金屬尾礦含有重金屬元素及其他有害物質，成為礦山環境治理的難點。有色金屬尾礦若能夠實現資源化綜合利用，將有效降低其對環境的破壞，補充日益枯竭的礦山資源，具有很好的發展前景?，F階段，國內外對有色金屬尾礦資源再利用的途徑主要有：回收有價金屬或者有用組分、用于采空區回填和土地復墾、用于制備建筑材料和新型功能材料等。
鉬礦是我國的優勢礦產資源之一，但鉬尾礦中伴生的長石、石英等有用組分得不到很好的綜合利用，造成資源的巨大浪費，帶來一系列的生態問題。武漢理工大學王長拼針對較細并且具有泥化現象的大興安嶺鉬尾礦進行研究，通過分級方法除去細粒級泥質，并且通過磁選和反浮選工藝流程除去鐵、鈦以及碳酸鹽礦物，得到煅燒白度為52.50％的長石和石英混合精礦，該精礦可應用于平板玻璃的生產[6]。
我國最大的銅礦山——德興銅礦走在了銅尾礦再選的前列，利用微生物堆浸—電萃取—電積提銅技術，將銅、金、銀選礦回收率提高了幾個百分點，與此同時，該礦山利用重選工藝對銅尾礦進行再選，回收銅精礦1000t/a[7]。
有色金屬尾礦可以用來合成ZSM-5分子篩功能材料，從而降低ZSM-5分子篩的生產成本，達到有色金屬尾礦的資源化、綠色化綜合利用效果。張鵬舉等人分別以錫礦、碳酸錳和電解錳三種尾礦為原材料，采用一種混合導向法，合成出結晶度和純度很高的分子篩產物ZSM-5，并且尾礦中硅元素的利用率極高，均保持在55％以上[8]。這三種尾礦制備的催化材料具有很高的催化活性，并且有的對酸浸礦料中的金屬元素具有很好的吸附性能。實現了有色金屬尾礦的資源化、減量化綜合利用。
與鐵尾礦相似，有色金屬尾礦的主要成分同為二氧化硅，還有氧化鈣、氧化鎂等，與市場上的建筑材料成分基本類似，因此人們可以用其來制備建筑材料，以降低生產成本和能耗[8]。有色金屬尾礦主要用來制磚和水泥等，馬鞍山礦山研究院、首鋼礦業公等通過自主研發，在有色金屬尾礦制磚方面進行了探索，取得了較好的成績[9]。趙新科等人以旬陽縣南沙溝鉛鋅礦尾礦為原料，其與當地黏土以一定比例混合后壓制成型，高溫煅燒后制成的磚塊能滿足建筑行業空心磚的質量標準，解決了尾礦庫庫容和占用土地的問題，具有一定的經濟效益和社會效益[10]。
2.3金尾礦綜合利用
金尾礦是將金礦石進行破碎磨礦選別后丟棄的礦山固體廢棄物，對環境危害較大。通常，金尾礦呈堿性，二氧化硅含量很高，還有部分氧化鋁、氧化鎂、氧化鐵以及其他金屬元素（如銅、鉛、銀等）。據統計，大部分黃金尾礦不能被很好地利用，堆積在尾礦庫中占用土地，污染環境，存在巨大的安全隱患。目前，金尾礦綜合利用的途徑主要有：回收有價金屬，回收硅酸鹽礦物用作建筑材料，礦山填充等。硅質金尾礦化學成分以二氧化硅為主，并含有少量氧化鐵和氧化鋁等酸性氧化物，與火山質材料極其相似，因此可以嘗試用金尾礦作為水泥混合材料。譚明洋等人取用蝕變巖型金尾礦用作水泥混合材料，采用機械磨粉法對金尾礦進行了活法試驗，結果表明，金尾礦的活性指數與比表面積有關，比表面積越大，活化指數越高[11]。金尾礦粉磨至400m2/kg時，活化指數達到臨界值，之后變化不大，試驗表明該金尾礦不具備較好的火山灰性，因此為了保證水泥的強度，在其作為水泥混合材料時，加入量不能太大。在進行金尾礦摻入量試驗后，當加入量為20％～30％時，水泥的抗壓強度等滿足國家標準要求，達到了金尾礦的綜合利用效果。
山東招遠界河礦業有限公司通過團隊的大量探索和實踐，使金尾礦變廢為寶，取得了優異的成績。主要有以下三方面的綜合利用：一是充填采空區，每年消耗約55％的尾礦排放量；二是利用尾礦復墾種植農作物，尾礦庫種植面積達上萬畝，綠化了環境，增加了收益；三是利用金礦尾礦砂代替黏土、石子以及砂子等生產一種輕型鋼結構ASA板材系列建筑材料，較好地完成了廢棄物的再次開發利用。這幾種變廢為寶的尾礦綜合利用方法，應用前景十分廣闊，既綠化了環境，又降低了成本，達到了可持續發展目的。
曾金漢通過對廣東新洲金礦尾礦進行回收金的試驗研究，得出結論：原礦堆浸、重力選礦、磁電選礦以及浮選等都能回收少部分金，但大量實踐表面，回收金最有效的方法是浮選法，回收率高達82％，金尾礦品位從2.69g/t降至0.51g/t，年收入接近6000萬元，具有十分顯著的經濟效益，對同類型礦山的尾礦回收具有較好的借鑒意義[13]。
3金屬尾礦資源化利用建議
在我國礦產日益枯竭、環境保護意識逐漸增強的今天，加強對尾礦資源的綜合利用是必經之路。對金屬尾礦的二次開發利用不僅解決了尾礦堆存、占用土地的問題，還能夠起到資源再利用、提高經濟效益的目的。從金屬礦山尾礦綜合利用現狀來看，為了實現我國金屬礦山的可持續發展，重點從以下幾方面去做。
3.1完善我國的法律法規體系
金屬礦產是不可再生的二次資源，國家應制定相應的強制政策讓礦企對尾礦進行綜合回收利用，制定一系列完善的法律法規體系以及相應的管理制度，讓各種尾礦綜合利用措施落實到位。
3.2加強對金屬尾礦綜合利用的政策性引導
當前，要提升企業的綜合利用意識，加強宣傳教育。政府有關部門應當支持鼓勵礦山企業加強對金屬尾礦的資源再利用，并給予相關的政策引導，可以適當地給予經費支持或者降低礦企的稅費等，制定一系列的優惠政策，并大力宣傳二次資源的開發利用，引起礦產企業對金屬尾礦的足夠重視，從而推動礦山企業的可持續發展。
3.3加大對尾礦綜合利用技術研發的資金扶持
政府應加大對尾礦綜合利用技術研發的扶持力度，成立專項資金，扶持金屬尾礦綜合回收利用產業。重點加大科技攻關力度，加大人才、技術等方面的投入，重點開發高附加值材料和實用技術，提高金屬尾礦的綜合利用水平，縮小差距。對尾礦綜合利用有重大研究成果的要予以獎勵，以提升金屬尾礦回收技術水平。
3.4建立礦產綜合利用檔案
首先對每個礦產企業尾礦綜合利用情況進行摸底調查、資料整理，建立一套礦產綜合利用數據庫，使新技術在全國范圍內得到廣泛推廣，起到引領示范作用，并且為各企業尾礦資源化再利用提供借鑒。
作者：劉淑鵬，張小偉（河北地質大學）
文章來源：《中國資源綜合利用》節選
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2025年07月18日 ~ 20日
