矿产资源的综合利用

随着现代科学技术和经济生产的发展，世界各国对矿产资源的种类和数量要求越来越高。采矿技术已经能够从地表开采到地下深处，从易开采区到难开采区，从高品位到低品位。尽管如此，它仍然不能满足人类经济发展的需要。根据目前的开采规模和探明储量，世界只能开采200多年的煤炭，100年的石油，60-70年的铁矿石，20-30年的银、锌、汞、铅、硫等，从而使人们认识到地球上的矿产资源不是“取之不尽用之不竭”的，矿产资源的综合利用是一个非常紧迫的问题。

一、矿产资源综合利用途径

多年来，人们从生产实践中逐渐探索出一套综合利用矿产资源的有效途径，大致可分为以下几类:

1.各种废矿物材料的综合利用:例如，用石棉废矿物材料制备硅酸盐产品；利用煤矸石生产水泥，燃烧煤矸石发电；用氢氧化铝废料制造绝缘材料。

2.伴生矿或剥离岩的综合利用:例如，从高岭土矿床中提取伴生应时和长石；磷矿剥离层中的石灰石、应时、海绿石、泥岩等用于制备石灰、建材、肥料、助滤剂、钼酸铵、氧化钛等；石英砂和长石砂从砂质高岭土中分离出来，用于玻璃和陶瓷生产以及铸造工业。提取磷灰石、锆石、铌铁矿等。来自一些尾矿；

3.低品位矿石综合利用:低品位碱性膨润土、铁和有机膨润土可用于生产优质陶块；低品位膨润土可用作沙土改良剂。含钛和高铁的粘土可用于生产贴纸、地砖、墙砖等。劣质土壤可以制成空心砖等。

4.矿石按质综合利用:如造纸工业使用含铁量低、质量纯、颜色白的优质叶蜡石；收缩率小的煅烧叶蜡石用于陶瓷生产。铁含量稍高的叶蜡石用于制备农药；选铁后用叶蜡石制成的耐火粘土；特殊耐火材料由绢云母叶蜡石制成。

5.采用灵活多样、效益高的采矿方法:如露天矿采用露天采矿法，深井采用分段崩落法、自然崩落法、分段采矿法等。，从而降低采矿损失率。

6.采用先进合理的选矿冶炼技术和工艺流程，提高矿物回收率。

7.开发无尾矿或无尾矿工艺，充分利用矿产资源。

二。国外矿产资源综合利用概述

20年来，世界各国都十分重视矿产资源的综合利用，并在此基础上重新制定了矿产资源开发对策，规定了综合找矿、综合利用和综合评价的要求，促进了大量复杂、低品位、非金属矿床的再评价和开发。一批资源枯竭或经济危机的矿山得到恢复，开辟了矿产资源综合利用的多种途径。

前苏联重视矿产资源的综合利用，因为富矿枯竭，原矿品位逐年下降1-1.4%，矿山条件恶化，导致采矿和加工过程中有用矿物平均损失35-50%。综合利用的主要途径是:降低入选矿石的品位，使贫矿石的成本不低于从富矿石中提炼出的铁的成本；采用化学-细菌堆浸的新方法处理品位为0.2-0.15%的极贫矿石。地下采矿法增加了矿床的可采地质储量。采用露天开采和地下矿山充填开采可以降低采矿损失率:例如，铁的损失率从22%降至2.2%，铜的损失率从7-8%降至3%，铅和锌的损失率从10-12%降至5-7%，钨和钼的损失率从10-11%降至4-5%，锑和汞的损失率从10-15%降至2%或从25-40%降至8%，锡的损失率从7-15%降至4-7%；充分利用矿石、顶板和围岩，广泛采用少尾矿、无尾矿技术。例如，12种主要的有色金属从多金属矿石中生产出来，62种元素被回收。金属矿副产品的产值占总产量的25%以上。许多企业的综合利用系数为83-85%。如上所述，第聂伯矿业冶金公司选矿厂回收了18种尾矿，其中含有20种元素。尾矿中的石英砂是一种价格低、质量好的铸造用砂，因此不需要建造尾矿池，节省了基建费用和土地占用。一些公司占其铁产值的55%，占其附属矿产价值的45%。铁矿石副产品包括钒、钛、含钴的黄铁矿、铜、锌、磷灰石等。尾矿可用于生产建筑材料、水泥、砖块、单板、沙子、砾石等。，具有显著的经济效益。前苏联从有色金属矿物中回收了74种化学元素，其中62种是作为副产品回收的。回收的副产品包括硒、碲、铋、镉、铟、铼、镓、钪、铊、铪、铷、金、银、铂等。几乎所有的银、铂族元素和分散元素、大量的金、80%的黄铁矿和90%以上的重晶石都是通过综合利用矿物原料的副产品回收的。有色冶金工业综合利用的副产品产值占总产量的30-50%，各种金属回收率可达60-90%。前苏联的黑色冶金工业每年从采矿中排放15亿吨剥离的岩石、表层耕地和肥沃的土壤。有色金属冶金每年释放12亿吨剥离岩石。一般来说，耕地和沃土是分开堆放的。当矿石被回收并返回到地里时，土壤被再次铺开以促进农作物的生长。黑色冶金矿山用这种方法恢复了4000多公顷的农田。黑色冶金每年还排放5亿吨的采矿废石，其中20%被用作建筑碎石，比建材矿山生产的废石便宜30-40%。还有16%的水泥；11%陶瓷；7%硅酸盐墙板。在2300万吨炼钢炉渣中，炉渣中20%的铁在用作建筑材料之前被回收。

日本采用各种先进的采矿方法、设备和运输机械来加强采矿能力，合理开发中低品位矿石，提高矿物回收率。原矿石中铜、铅、锌、黄铁矿、重晶石、金0.5g/吨、银59g/吨品位为1-18%，可回收精矿率分别达到23-97%。上述矿物元素含量的综合回收率达到45-95%；尾矿损失率一般为0.1-3.72%，金、银、铜、铅、锌和硫化亚铁分别仅为0.1-11.5克/吨，远优于国外选矿厂的一般水平。日本还采用先进的冶炼技术和工艺流程，可使铜、硫、银、金、铜的回收率达到87-98%。综合利用冶炼炉渣、烟尘、烟气和阳极泥回收二氧化硫、硫、铜、铅、锌、银、铟、镓等。在日本，每年通过回收烟气生产500多万吨浓硫酸。每天处理1000吨转炉铜渣，每年可回收15000吨铜。从阳极处理的污泥中回收13.2吨黄金。日本还采用灵活、多样化和高效的采矿方法。露天开采在地表附近使用。深部采用分段崩落法、自然崩落法和分段采矿法，并在生产实践中确定最佳开采方案。采矿方法不断改进，采矿设备不断更新，运输系统不断改进，采矿能力不断提高。合理采用选矿工艺。例如，含29%铜和8.02%锌的铜精矿、含52.5%锌的锌精矿和含40-60%二氧化锡的锡石精矿选自含1.3%铜、3.5%锌和0.32%锡的原矿。精矿中铜、锌、锡的回收率为62-87.8%。选矿过程的自动控制可使金银回收率达到90%以上。采用三菱法，即由熔化炉、熔渣稀释炉、吹炼炉和反射炉组成的工艺冶炼硫化铜，铜回收率可达98.8%，硫回收率可达98%。重金属粉尘通过布袋除尘、静电除尘等烟气除尘装置回收，除尘后的烟气送至制酸厂制取浓硫酸。如有色冶炼烟气中含有大量二氧化硫和各种有用成分，回收的二氧化硫可转化为浓硫酸94%以上，硫利用率可达98%。各种冶炼渣、转炉渣、浸出渣和烟尘中含有铜、铅、锌、金、银、镓、铟等。转炉铅渣和烟气采用电炉处理，年产铅11000吨，铅回收率90%。冶炼厂采用浸出工艺，即浸出除铜→浮选→焙烧→冶炼工艺，每年处理1000吨铜阳极泥，可回收13.2吨金、242吨银、198吨硒、33吨碲、55公斤铂和55公斤钯副产品，回收率为91.5-99%。

其他国家也重视矿产资源的综合利用。例如，美国加强了低品位矿石的加工和废矿石材料的综合利用。七个铜矿选矿厂金、银、铅、锌、钼、萤石的综合利用系数达到88-91%。南非某金矿处理了1169万吨老尾矿，生产了2641公斤黄金和114万吨钒，获利1000万美元。加拿大从石棉废料中提取镁。4吨废物可以生产1吨镁。保加利亚将从尾矿中回收的应时用作水泥混合物和铜冶炼熔剂。

三。中国矿产资源综合利用概况

中国大多数矿床与许多矿物共生。这些矿产的综合开发利用不仅可以延长我国矿产资源的开采寿命，而且可以振兴我国矿业，具有显著的经济效益。目前，我国矿产资源利用水平较低，大多为单一开采，大量伴生共生矿产被废弃，采矿损失率约为40%。有色金属矿山每年损失20多万吨各种金属；许多乡镇矿山已经废弃了品位为3克/吨的金矿。陕西省76%的伴生和共生有色金属被废弃，多年来损失22亿元。在该省的8个有色金属矿山中，铜和铅等14种矿物共生。只有3个矿山综合回收了部分伴生和共生矿物，回收率仅为24%。中国煤矿的平均回收率只有32%。如果回收率提高1%，在不增加基础设施投资的情况下，可以增加1000万吨煤。如果回收率提高10%，可以增加1亿吨煤。全国每年排放1.3亿吨煤矸石，利用率仅为17.5%。煤中伴生气体的利用率只有20%。中国年产煤量超过10亿吨，不到25%转化为清洁便捷的电力。全国40多万台小型锅炉每年消耗3亿吨煤炭，造成严重浪费和污染。中国的金矿石渣含有铜、铅、锌等。一个每天处理100吨矿石的选矿厂可以回收50公斤铜、4260公斤铅和880公斤锌，年收入120万元。全国各地的金矿石选矿厂都可以用这种方法回收，这可以缓解中国的铜短缺问题。

十年来，中国逐渐重视矿产资源的综合利用。全国部分矿山、选矿厂和冶炼厂在矿产资源综合利用方面取得了一定成效。如鞍钢每年回收炉渣360万吨，钢渣70万吨，含铁尘泥105万吨，瓦斯泥47万吨，炉泥和粉尘13.6万吨，氧化铁垢20万吨，年收入超过5300万元。10年来，长沙有色金属公司综合利用金、银、铅、锌、镉等13种金属，总量超过6.21万吨。仅1403吨白银和5417公斤黄金就价值约12.44亿元。该公司所属的株洲冶炼厂在过去10年中回收了45，000多吨伴生金属，回收率为63%，占该厂总利润的35-40%。全厂回收的金属品种在10年内翻了一番，全厂产值的23%依靠综合回收。水口山矿务局近年来每年仅回收160多公斤黄金和28吨白银。大局着眼于综合利用，变废为宝，有色金属回收率从10年前的18%提高到目前的50%以上。近年来，浙江省绍兴县坪水铜矿将单一的铜矿开采改为综合利用和回收共生及伴生元素，铜、锌、硫的回收率为73-83%。金银回收率由25-30%提高到45%左右，年利润600-70万元。回收的重晶石粉每年可达0.8-1万吨，产值100万元。通过共生及伴生元素的综合回收，全矿实现年利润100多万元，综合回收前每吨矿石负债4.49元，现利润20多万元。过去，江苏丹徒白云总厂只生产建筑用白云石。其尾矿堆积成一座占地数十亩的废渣山，给企业带来了不良的经济效益。近年来，矿产资源得到了综合利用，优质石材被用作手工艺品的原材料。砾石被制成各种规格的石头和石屑，用于混凝土、水泥构件、内墙粉刷、墙体建筑泥浆等。石屑等矿石全部回收，资源利用率达到100%。同时，还综合利用了废渣山，过去仅处置尾矿和废渣每年就产生50多万元，使全厂年产值达到900多万元，企业经济摆脱了困境。

从以上可以看出，虽然我国一些地区在矿产资源综合利用方面取得了一些成绩，但矿产资源综合利用在全国范围内仍有很大的潜力。要继续大力推进全国矿山矿产资源综合利用，加强矿产资源综合利用的统一管理，特别是乡镇矿山和个体采矿企业。尽快制定矿产资源综合利用政策，严格奖惩，有利于振兴我国矿业，有利于保护矿产资源，有利于保护环境，有利于充分发挥我国矿产资源的作用，有利于加快我国*经济建设。