硫鐵礦尾礦綜合利用發(fā)展現(xiàn)狀及前景

李詩強，李 濤，張 慧

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局二0二地質(zhì)隊，四川 宜賓 644002）

礦鐵礦產(chǎn)業(yè)在我國現(xiàn)階段的社會發(fā)展過程中對促進社會的發(fā)展起到非常重要的作用。世界經(jīng)濟大環(huán)境的變化和市場需求的變化對礦鐵礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。在礦鐵礦產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過程中會造成大量的環(huán)境污染問題，而為了有效環(huán)節(jié)環(huán)境污染給城市和社會的建設(shè)發(fā)展帶來的問題，我國對礦鐵礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展政策進行了大范圍的調(diào)整，這樣就造成許多礦鐵礦企業(yè)面臨著破產(chǎn)甚至倒閉的風(fēng)險，而環(huán)境污染問題也需要解決。在這種情況下，要想對以硫鐵礦尾礦為代表的尾礦的綜合利用發(fā)展現(xiàn)狀以及前景進行分析，首先就要了解硫鐵礦尾礦的基本性質(zhì)主要有哪些。

1 硫鐵礦尾礦基本性質(zhì)

尾礦是非煤礦企業(yè)進行選礦時候排放的固體廢物，而硫鐵礦尾礦作為尾礦中的一種類型，主要是以固體廢棄物的形式存在的，硫鐵礦尾礦中硫和鐵兩種化學(xué)元素的含量比較高，其脈石礦物的主要成分以二氧化硅為主，其他成分還主要包括硫、鐵、氧化鈣以及三氧化二鋁等。而這些成分在一定程度上證明硫鐵礦尾礦中可能含有黃鐵礦、石膏以及一些鈣堿類的礦物，這些物質(zhì)因在現(xiàn)階段的礦鐵礦產(chǎn)業(yè)中具有一定用途而使得硫鐵礦尾礦具備一定的回收和利用價值。

對硫鐵礦尾礦中的組成成分進行分析時，主要是通過電感耦合等離子體質(zhì)譜以及X射線粉晶衍射測試的方法對其進行分析的。在對硫鐵礦尾礦的礦物組成成分進行分析之后可以得知，硫鐵礦尾礦主要是由原生礦物以及X射線衍射組成的。硫鐵礦尾礦中的原生礦物主要包括硫礦物、鈣堿性礦物以及硅酸鹽類礦物三個主要的類型。硫礦物主要以原生點狀和次生圈狀分布在硫鐵礦尾礦中，其代表物質(zhì)以黃鐵礦、硫化物以及相關(guān)礦物為主；鈣堿性礦物主要指的是碳酸鈣以及鎂的氧化物；而硅酸鹽類的礦物則主要是以石英為代表，石英在檢測硫鐵礦尾礦的過程中能夠在顯微鏡下呈現(xiàn)出一級黃白干涉色的特征。而在應(yīng)用X射線對硫鐵礦尾礦進行測試和分析時可以證實，硫鐵礦尾礦中含量最高的以二氧化硅為主，而二氧化硅主要表現(xiàn)為低溫石英。在對硫鐵礦中的這些原生礦物成分進行分綜合利用之前，首先要將這些物質(zhì)按照各自不同的化學(xué)性質(zhì)來進行分離，分離之后得到的各種礦物成分又能夠重新被應(yīng)用到礦鐵礦產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過程或其他產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過程進而實現(xiàn)廢棄物的循環(huán)再利用。由此可以得知，在對硫鐵礦尾礦進行綜合利用時，要針對硫鐵礦尾礦中各種礦物的含量來采取不同的具有針對性的分離措施。

2 我國硫鐵礦尾礦綜合利用現(xiàn)狀

在現(xiàn)代社會的發(fā)展過程中，科學(xué)技術(shù)水平的提高為硫酸在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用提供了更加便利的條件。從進入21世紀以來，我國對于硫酸以及硫精礦的生產(chǎn)經(jīng)營提出了更高的要求。但由于企業(yè)在對硫精礦進行開發(fā)的過程中缺少相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)備導(dǎo)致難以滿足市場對硫酸產(chǎn)品的需求。在這種情況下，對硫鐵礦尾礦中含有的大量硫資源進行回收利用就成為了現(xiàn)階段主要研究的技術(shù)。而市場對硫酸產(chǎn)品的大量需求也導(dǎo)致一定數(shù)量的硫酸企業(yè)逐漸出現(xiàn)在市場的競爭環(huán)境中，這樣就會導(dǎo)致企業(yè)的產(chǎn)品在銷售方面面對更多壓力，為解決這一方面的困難需要企業(yè)研發(fā)出更有價值的選礦技術(shù)，但要暫停當(dāng)下尾礦選擇作業(yè)。

從2012年開始，我國一直致力于硫鐵礦尾礦的回收利用技術(shù)的研究。在經(jīng)過長時間的探索和研究之后，現(xiàn)階段我國硫鐵礦尾礦的資源化技術(shù)正逐漸成熟。而在將這種資源化技術(shù)與企業(yè)硫酸產(chǎn)品的生產(chǎn)過程相結(jié)合之后，企業(yè)在利用硫鐵礦尾礦來對硫資源進行回收利用的過程中對尾礦的綜合利用率明顯提高。而這一實踐結(jié)果也在一定程度上證明了這種技術(shù)的實用效果。這種技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠滿足硫鐵礦尾礦中硫資源的回收利用問題，還能夠解決大量的尾礦庫存，在提高企業(yè)經(jīng)濟效益的同時也能夠產(chǎn)生一定的社會效益。

某地區(qū)硫鐵礦尾礦主要包含脈石礦物、黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等，尾礦中的礦物以脈石礦物連體的形式存在，根據(jù)以往的研究結(jié)果顯示，在提取硫和鐵元素時原尾礦中含有的鉛鋅等元素會影響提取物的純度，因此在進行選礦前要破壞掉硫鐵尾礦中有用組分和脈石礦物相連的位置，達到更高的選別指標。由此可見，在選礦之前要進行球磨，讓礦物達到較高的單體解離[1]。

原礦石在進行選礦的過程中需要被打磨成更加細致的粒度，這樣才能繼續(xù)充分解離，進而將細粒度礦中的黏土、脈石等礦物剝離開來，因此尾礦中需要包含解離不夠充分的粗粒度尾砂、細粒度的黏土和脈石等礦物。該地區(qū)硫鐵尾礦中所包含的黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物的比重較大，而脈石等礦物的密度要小于金屬硫化物的密度。因此，要先根據(jù)該地區(qū)硫鐵尾礦中不同粒度和不同成分篩選出粗粒和細粒尾礦，再結(jié)合尾礦中各個組成成分將細粒尾礦和粗粒尾礦做好重選。結(jié)合以往的研究發(fā)現(xiàn)，只單獨使用搖床工藝無法達到良好的分選效果，采用搖床和螺旋溜槽組合分離模式，能夠更好處理尾礦的樣品，并且同時處理的數(shù)量更多，這種操作工藝相對簡單，經(jīng)過篩選和重選所得的重礦物中會含有部分金屬硫化物，在結(jié)合各個元素的含量來選擇能夠進行回收的有用元素，體現(xiàn)出其良好的資源前景。

3 硫鐵礦尾礦綜合利用出現(xiàn)的困難

一是技術(shù)難點。硫鐵礦尾礦粗、細顆粒含量大，在選礦過程中難以解決。由于硫鐵礦尾礦從本質(zhì)上來說是一種固體廢棄物，對其中含有的硫資源進行回收利用雖然能夠解決硫資源的提取問題，但卻需要耗費大量的資金和時間等成本的投入。而從這一方面來說，企業(yè)往往難以投入較多的資金來對技術(shù)進行研究和開發(fā)。再加上在對硫鐵礦尾礦進行開發(fā)的過程中大多需要依靠實驗室來完成硫資源的提取等工作，因而無法在工業(yè)生產(chǎn)的過程中進行大規(guī)模的應(yīng)用。除此之外，在實際對硫鐵礦尾礦進行回收利用的過程中，由于不同的硫鐵礦尾礦中含有的硫資源以及其他各種資源都存在著很大的區(qū)別，因而具體需要在回收利用的過程中如何選擇技術(shù)以及設(shè)備和材料的應(yīng)用也是現(xiàn)階段在對硫鐵礦尾礦的綜合利用中存在的困難。

二是經(jīng)濟困難。尾礦綜合利用投資大，但通過回收利用而生產(chǎn)出來的硫資源無法直接應(yīng)用到工業(yè)的生產(chǎn)過程中，大多是以低附加值產(chǎn)品的形式而應(yīng)用的。而現(xiàn)階段市場中的硫酸產(chǎn)品已經(jīng)被具有同樣作用的其他產(chǎn)品所取代，這樣就會間接對硫鐵礦尾礦的綜合利用帶來困難，礦山企業(yè)對尾礦綜合利用的考慮更多的是從經(jīng)濟效益的角度出發(fā)，而不是從社會效益和環(huán)境效益的角度出發(fā)，大多數(shù)礦山企業(yè)仍在粗放式地采富棄貧，沒有對礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)利用進行統(tǒng)籌規(guī)劃。硫鐵礦尾礦本身就是一種固體廢棄物，人們受到固有觀念的影響，在企業(yè)以及工業(yè)的生產(chǎn)過程中很難對廢棄物的回收利用引起重視。而受到這種情況的影響，再加上現(xiàn)階段市場對于礦物產(chǎn)品本身的需求量就在逐漸減少，這樣就會導(dǎo)致硫鐵礦尾礦回收利用的資金保障不足，投資嚴重不足，尾礦綜合利用投入較大，但經(jīng)濟效益不高，遠遠低于環(huán)境效益[2]。

三是缺少制度和政策上對硫鐵礦尾礦的支持。在現(xiàn)階段我國的社會發(fā)展過程中，國家對企業(yè)以及工業(yè)等行業(yè)和領(lǐng)域的發(fā)展提出了一系列的扶持和稅收的優(yōu)惠政策，但這種政策只能夠減少企業(yè)在開展生產(chǎn)經(jīng)營活動過程中的資金成本，卻不能夠?qū)α蜩F礦尾礦的綜合利用起到直接的作用。而現(xiàn)階段我國生產(chǎn)硫酸產(chǎn)品為主的企業(yè)在實際開展生產(chǎn)經(jīng)營活動的過程中也并不重視硫鐵礦尾礦的綜合利用。一些地區(qū)的政府雖然能夠提出相應(yīng)的優(yōu)惠和福利政策，但由于在實際開展綜合利用工作的過程中不僅缺少一定的積極主動性，還缺乏相關(guān)的懲罰性措施，一些鼓勵措施由于配套政策落后而難以落實。也正是因為缺少這些政策和法律上的依據(jù)使得企業(yè)在對硫鐵礦尾礦的綜合利用過程中存在一定的困難，也無法實現(xiàn)對以硫鐵礦尾礦為代表的固體廢棄物的綜合利用事業(yè)的進一步發(fā)展。

4 硫鐵礦尾礦綜合利用發(fā)展措施的具體分析

我國的尾礦資源儲量本身就比較豐富，當(dāng)市場對硫鐵礦尾礦資源的需求逐漸減少時，尾礦資源的應(yīng)用能夠得到一定的控制。而在這個過程中，國家在科學(xué)技術(shù)水平逐漸提高的基礎(chǔ)上也對硫鐵礦尾礦的綜合利用更加重視，各種相應(yīng)鼓勵政策將逐漸出臺。做到以下幾方面可以確保尾礦利用得到有效提高：

4.1 加強硫鐵礦尾礦統(tǒng)計調(diào)研以及建設(shè)綜合利用數(shù)據(jù)庫

我國的硫鐵礦尾礦儲量本來就比較豐富，不同的硫鐵礦尾礦中含有的各種元素的多少也有著一定的區(qū)別。要想加大硫鐵礦尾礦的綜合利用力度，首先就要對現(xiàn)階段我國的硫鐵礦尾礦進行統(tǒng)計調(diào)研工作。統(tǒng)計調(diào)研工作是一項較為復(fù)雜且繁瑣的工作，在對硫鐵礦尾礦進行統(tǒng)計調(diào)研的過程中可以充分借助現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)。具體來說，數(shù)據(jù)庫的建設(shè)不僅能夠滿足大量的硫鐵礦尾礦數(shù)據(jù)信息儲存和統(tǒng)計的需要，還能夠最大程度的避免因各種外界因素以及人為因素的影響而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)統(tǒng)計紕漏等問題。尾礦儲量和增量需要建立全國統(tǒng)一的報告制度，國內(nèi)尾礦可以有一個比較準確的數(shù)據(jù)，這將推進相關(guān)政策的制定[3]。

4.2 加大硫鐵礦尾礦資源綜合利用的技術(shù)研究力度

綜合利用技術(shù)是在傳統(tǒng)的選礦工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與傳統(tǒng)的選礦工藝相比，涉及的學(xué)科范圍更廣，在對該技術(shù)進行研發(fā)的過程中需要借助更多的資金和設(shè)備的投入才能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)應(yīng)用效果的最大化。盡管尾礦資源在市場中的需求正逐漸減小，但其使用價值仍不同忽視。隨著礦石價格的下降，單純回收利用尾礦資源難以盈利，利用尾礦開發(fā)新材料仍缺乏突破性成果。

4.3 加大尾礦資源綜合利用的政策引導(dǎo)和財政支持力度

通過前面的分析可以得知，現(xiàn)階段我國普遍缺少對硫鐵礦尾礦綜合利用的優(yōu)惠政策和制度。要想讓尾礦的綜合利用技術(shù)的研發(fā)能夠順利進行，最主要的就是要加大尾礦資源綜合利用的政策引導(dǎo)以及財政方面的支持力度。礦山企業(yè)作為硫鐵礦尾礦綜合利用最大的受益主體，政府在開展政策引導(dǎo)以及財政支持工作的過程中不僅可以通過減免各項稅費來實現(xiàn)，還可以鼓勵礦山企業(yè)和社會資本參與硫鐵礦尾礦資源綜合利用開發(fā)。國家還可以考慮設(shè)立資源綜合利用專項資金，讓硫鐵礦尾礦的綜合利用技術(shù)研發(fā)成為一項專門的開發(fā)項目，并通過給予該項目的專項資金來滿足項目開發(fā)以及技術(shù)研究過程中產(chǎn)生的資金需求。而這種政策的建設(shè)還能夠在一定程度上體現(xiàn)出國家對于資源的回收利用以及可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展理念。

4.4 加強宣傳，提高對硫鐵礦礦尾礦資源綜合利用的意識

造成現(xiàn)階段我國礦山企業(yè)在對硫鐵礦尾礦進行綜合利用的過程中收效甚微的一個主要原因就是由于企業(yè)本身缺乏對硫鐵礦尾礦綜合利用重要性的正確認識。在現(xiàn)階段社會可持續(xù)發(fā)展理念的指導(dǎo)下，加強對硫鐵礦尾礦資源綜合利用的宣傳力度是能夠有效引起企業(yè)以及社會對尾礦資源的回收利用重要性認識的重要措施。無論是從國家和政府方面來提出優(yōu)惠和扶持政策還是從企業(yè)自身的角度來加大對硫鐵礦尾礦綜合利用技術(shù)的研發(fā)力度，都是能夠有效提高對硫鐵礦尾礦綜合利用意識的方法。只要讓該技術(shù)得到企業(yè)和社會的重視，才能夠確保國家和企業(yè)注重尾礦的綜合利用，從而實現(xiàn)綠色生態(tài)發(fā)展[4]。

5 總結(jié)

綜上所述，尾礦具有多種性質(zhì)，其包含了不同類型的金屬礦尾礦和非金屬礦尾礦，不同類型的礦質(zhì)對環(huán)境的影響也各不相同?，F(xiàn)階段我國硫鐵礦尾礦在綜合利用方面還存在一定問題，在技術(shù)、政策和經(jīng)濟上受到限制，需要結(jié)合相關(guān)部門有效解決各項問題。此外，還要結(jié)合先進技術(shù)搭建綜合利用數(shù)據(jù)庫，加大對硫鐵礦尾礦綜合利用的技術(shù)研究，并制定更多優(yōu)惠政策。