尾矿制砂工艺指南

总结：合理的尾矿综合利用技术是企业创造经济和社会效益的基础。

尾矿利用现状

1. 尾矿存量

在非煤矿山的开采和加工过程中，会产生大量的尾矿。例如，到2017年底，中国有44,998个非煤矿山。为了贮存这些尾矿，现有7,793个尾矿坝。当前，尾矿的总积累量已超过2.0×10^7kt。

尾矿作为一种产量大、贮存量大的固体废物，带来了环境问题和安全隐患，严重制约了矿业经济和矿业城市的可持续发展。

2. 尾矿的分类

尾矿的成分相对复杂，可以根据其主要成分分为以下5类：

1) 主要由石英组成的尾矿，如铁矿石和金矿石；

2) 主要由长石和石英组成的尾矿，如钾长石石英脉钼矿；

3) 主要由碳酸盐组成的尾矿。一般矿物成分有方解石、石灰石、白云岩等，此外还有粘土。

4) 主要由硅酸盐组成的尾矿。

其主要矿物成分包括高岭土、铝土矿、钙长石、透辉石、绿泥石、石榴石、绿泥石、辉石、沸石、云母、橄榄石和角闪石。

5) 其他类型的尾矿。

除了上述四类尾矿外，还有一些尾矿含有萤石、重晶石和石膏等矿物。

3. 尾矿堆积的危害

资源浪费

在早期，由于矿物选矿技术落后和综合利用意识薄弱，导致大量有价值的资源被遗弃在尾矿中。

土地占用

尾矿堆积所占用的土地面积很大。此外，采矿造成了大量的废弃矿脉和塌陷区域，导致更大面积的土地被破坏。

地质灾害

大量尾矿的堆积容易引发次生灾害，严重威胁人们的生命和财产安全，例如尾矿坝决口、倾倒滑坡和泥石流。

环境污染

矿山尾矿对周围的生态环境，如土壤、植物、大气和水源等造成了严重破坏。矿区及周边飞扬的粉尘、植物枯萎、土地沙化、水体酸化，并伴有刺鼻气味，生态环境已受到严重损害。

尾矿综合利用的前景

1. 尾矿的综合利用

回收后的再清洗

由于早期选矿技术落后，加之单一矿石量少，而共生和伴生矿物较多，许多矿山的尾矿中含有一种或多种其他金属或非金属物质。因此，矿业企业对现有尾矿坝进行开采作业，对采矿后得到的尾矿进行再清洗，并从尾矿中回收经济价值元素，从而提高资源利用率。

生产建筑材料

随着基础设施的发展，许多地区的天然砂资源逐渐减少。为了满足建筑用砂石的供应，许多建材公司开始购买周边矿业企业的尾矿作为原材料，并利用成熟的工艺生产砂石骨料。

矿业企业在出售这些尾矿时基本处于半买半送的状态，这不仅可以获得一些经济补贴，还可以释放尾矿坝的储存能力。建材企业也可以以低价获得原材料，实现双赢。

地下充填

尾矿的地下充填是将水泥等固化材料添加到尾矿中，以改善其固化时间和强度的过程。然后，尾矿通过充填站送入矿山的废弃空洞进行填充。有些矿山可以通过这种方法直接消耗1/2到2/3的尾矿。

生产肥料

通过从尾矿中提取各种微量元素并进行合理配比，可以生产适用于农业和副产品或其他经济作物的肥料。实际应用尚不广泛。

尾矿复垦

尾矿复垦是在尾矿坝关闭后，对尾矿坝的滩面和坡面进行覆盖，然后种植作物或经济作物，以保护尾矿在自然条件下不被风雨带走，从而污染周围环境。

3. 尾矿综合利用的好处

尾矿坝的回收不仅可以将废物变为宝藏，从源头缓解尾矿坝储存带来的经济压力，还能从根本上消除尾矿储存造成的安全隐患，缓解资源和环境压力，并具有较高的社会和环境效益。

4. 尾矿制砂的限制因素

综合利用水平低

目前，大多数矿业资源的综合利用率较低，这一比例已经长期没有得到有效改善。

许多小矿山，管理困难

一些小型矿山因利润诱惑，采用过时的采矿和选矿技术，随意采矿和挖掘，甚至杂乱堆放和处置尾矿。综合管理这些相对分散和去中心化的小型矿业企业既困难又成本高昂。

缺乏标准化工艺

尾矿种类繁多、成分复杂，目前尚无标准化的处理方案和工艺。尾矿制砂的工艺和设备配置需要根据尾矿类型、矿物组成、粒度特征等因素进行分析。

尾矿制砂的工艺流程

根据尾矿的矿物组成、岩石特性和粒度特征等因素，灵活设计尾矿制砂的生产工艺，生产粗骨料和机械制砂，主要涉及破碎、筛分、整形和分离等阶段。

一个科学合理的砂石生产工艺应具备结构简单紧凑、骨料产品粒径良好、级配高、抗压值低、针状和片状颗粒含量低等特点。尾矿的利用率可达85%，资源利用率大大提高。

粗骨料：根据骨料的级配要求，经过破碎、筛分、整形和分选，废石转变为5-10mm、10-20mm和20-31.5mm的粗骨料。

人工砂：粗骨料生产系统产生的-5mm材料经过筛分→洗砂→磁选，用于生产0.3~4mm的细砂和4~5mm的粗砂。

(1) 进料：振动给料机。

(2) 粗破碎：进料粒度150-500mm，出料粒度400-125mm的颚式破碎机。

(3) 中碎：进料粒度400-125mm，出料粒度100-50mm的圆锥破碎机或冲击式破碎机。圆锥破碎机适合中高硬度的尾矿物料破碎，冲击式破碎机适合中等硬度以下的物料破碎。

(4) 细破碎：进料粒度100-50mm，出料粒度32-5mm的圆锥破碎机和竖轴冲击破碎机。

(5) 筛分和集尘：振动筛+干法收尘器。

(6) 整形：整形破碎机（在筛分细碎材料后，合格颗粒由皮带输送机送入储料仓。返回的不符合粒度和颗粒形状要求的物料通过皮带输送机返回至整形破碎机进行加工整形。）。

(7) 筛分和集尘：振动筛+干法收尘器。

(8) 物料运输：皮带输送机。

(9) 分离：粗砂通过振动筛分离，细砂通过洗砂机、细砂回收机和脱水工艺获得。

使用尾矿砂的注意事项

尾矿砂混凝土的生产和施工质量控制

1. 尾矿砂表面粗糙，孔隙率大。为了提高混凝土的可加工性，应在尾矿砂混凝土中添加一定量的矿物掺合料，如二级及以上的粉煤灰、矿渣粉等。

2. 尾矿砂混凝土的保水性稍差，水分易流失和蒸发，因此振动应适度，禁止过度振动。特别要注意加强早期的保温和湿润养护（7-14天内），以防止干裂。

使用尾矿砂的注意事项

1. 对于需要长途运输的液态商业混凝土，如果考虑到随时间变化的坍落度损失，尾矿砂的替代率应不超过40%。否则，随时间变化的坍落度损失会显著，无法满足流动性要求。

2. 在使用尾矿砂制备商业混凝土时，应添加一定量的磨细矿物掺合料（如矿渣粉、二级粉煤灰等），以减少尾矿砂缺陷对混凝土可加工性的负面影响。

尾砂是一种人工砂，通常含有一定量的石粉。少量的石粉可以发挥微集料的作用，有利于混凝土。然而，当石粉含量过高时，同等流动性的商业混凝土配合物的用水量显著增加，这不仅增加了水泥的用量，提高了成本，还增加了混凝土的收缩，恶化了其整体性能。通常，石粉的含量不超过5%（符合二级砂的要求）。

5. 获取指导方针

合理的尾矿综合利用技术是企业产生经济和社会效益的基础。尾矿的综合利用应采用多元化生产工艺的组合，其中建筑砂石、水泥混凝土骨料等具有高经济效益，能够消耗大量尾矿，是尾矿综合回收利用的重要途径。尾矿的综合利用是一项深层次的大规模系统工程，最大限度地利用矿产资源，保护生态环境，促进矿业企业的可持续发展。

鉴于矿产资源日益枯竭的现状，积极探索矿产资源综合利用的新方法是建设绿色矿山和生态矿业，实现资源节约和综合利用的新途径。如果您想了解如何从尾矿中制备砂石骨料，请与我们联系。SBM集团工程师将为您定制自己的尾矿制砂工艺指导。

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