作为全国五大铅锌基地之一、陕西省黄金吨产县的凤县,尾矿存量巨大。近年来,我们依托16家规上采选企业形成的产业集群,通过实施尾矿稀贵金属提取、发展新型建材、制备凝胶材料等项目,正将传统尾矿‘包袱’转化为新型材料‘富矿’,成功探索出了一条尾矿资源科学高效开发与生态环境保护的双赢之路。”在近日于陕西宝鸡举行的2025(第六届)尾矿综合利用产业创新大会上,凤县县委副书记、县长冯宝平说。
凤县的成功实践,只是我国开展金属尾矿资源综合利用的一个缩影。《中国矿业报》记者在本次会议上获悉,近年来,在新一轮找矿突破战略行动全面深入推进过程中,许多地方把尾矿资源作为新的“资源宝库”,通过二次开发、综合利用,不仅有力支撑了增储上产,保障了国家资源安全,还保护了生态环境,消除了安全隐患。
一、金属尾矿已成为沉重负担
我国作为发展中的矿业大国,每年的矿产资源开采量、采选加工量和尾矿排放量均居全球前列。而我国矿产资源具有“三多三少”(贫矿多富矿少,低品位难选冶矿石所占比例大;大型、超大型矿床少,中小型矿床多;单一矿种的矿床少,共生矿床多)的特点,使得我国矿产资源开采难度大,开采中产生的尾矿与废石数量较多。
“我国当前开发利用的许多金属矿产,开采入选品位比较低,产生的尾矿量更是巨大。”一位多年从事矿产资源综合利用的专家分析说。
居高不下的尾矿库,以及与日俱增的尾矿堆存量,已成为矿业领域特别是金属矿山的焦点、痛点也是难点问题,带来的负面效应更是不容小觑。
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“金属尾矿的大量堆存,一方面,占用了海量宝贵的土地资源。据估算,每万吨尾矿堆存需占地约1亩,不断侵占土地空间。另一方面,对周边生态环境构成了隐患,尾矿库渗漏会致使土壤和水体遭受污染,尾矿扬尘则严重影响大气质量,部分尾矿中含有的重金属等有害物质,更是长期危害生态系统。更重要的是,尾矿库长期使用且随着库存量的不断增加,安全风险也不断攀升,容易诱发安全隐患。特别是一些‘头顶库’、长期不用且缺乏管理维护的废弃尾矿库,犹如一颗颗‘定时炸弹’,随时可能出现险情。”多年来一直推动尾矿综合利用的中国工业合作协会资源综合利用分会执行会长、工业固废网固废综合利用科技成果转化平台秘书长杜根杰说。
在我国矿业持续高强度开发的很长一段时间内,由于资源、安全、环保意识不强,对尾矿综合利用的重要性和必要性认识不足,加之经济、技术条件所限,我国的尾矿综合利用并不尽如人意,产生量远远大于利用量。尽管这几年,我国尾矿综合利用有了很大进步,但综合利用率仍然较低,仅在35%左右,不仅与发达国家60%的利用率相比,仍然存在较大差距,也远低于“十四五”大宗固体废弃物综合利用指导意见对新增固体废弃物综合利用率达到60%的要求。
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二、化“沉重负担”为“资源宝库”
众所周知,金属尾矿是一个具有双重属性的资源,用好了就是一个“资源宝库”,将助力增储上产,保障资源安全;处理不当则是一个“环境负担”“安全隐患”,将污染环境、危及安全。
“过去因为技术、工艺所限,许多金属矿的选矿回收率不高,尤其是一些品位低、难选冶的共伴生稀有元素,很多都没有得到充分利用而残留在尾矿中。”多年从事矿产资源综合利用研究工作的专家分析说,“近年来,随着选矿技术、装备和工艺的进步,一些原先难选冶、无法利用的金属矿产逐渐引起重视并得到充分利用。特别是当前随着找矿难度的增大,原先堆存的尾矿在一些地方成为‘香饽饽’并得到二次开发利用。”
党的十八大以来,生态文明建设被纳入“五位一体”总体布局,尾矿等大宗固体废物治理和综合利用迎来全新发展阶段。尤其是随着一系列法律法规和激励扶持政策的相继出台,矿业绿色发展和科技创新的持续进步,不仅为我国的尾矿综合利用工作提供了明确的方向指引和坚实的政策支撑,也为进一步提高尾矿综合利用水平和效益提供了坚强的技术后盾。
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“从技术层面而言,一系列先进的尾矿处理技术不断涌现,为尾矿综合利用提供了强大的动力。例如,一些新的选矿工艺能够更加高效地从尾矿中回收有用金属,提高资源回收率;尾矿替代建筑材料资源制备建筑材料的技术日益成熟,像利用尾矿生产的建筑用砂、砖、板材等绿色建材,既实现了尾矿的减量化,又为建筑行业提供了新的原材料来源。”原国土资源部副部长汪民指出。
据了解,当前,我国在尾矿的二次选别、二次利用上技术已十分成熟并成功推广。在铁尾矿综合利用方面,通过预富集-磁选-反浮选和磁化焙烧-磁选两种工艺,对TFe品位低、嵌布粒度细的铁尾矿处理效果显著,且金属铁的回收率颇高,使得产品具有显著的经济价值。铜尾矿则可通过还原剂还原焙烧-磨矿-磁选工艺、浮选和浸出工艺来实现。在还原焙烧过程中,通过还原剂将铜尾矿中的铜和铁等金属还原成金属单质,再经磨细和磁选进行回收。此外,浮选工艺采用不同工序和药剂对铜尾矿中的有用组分进行二次选别,而化学浸出工艺则能实现铜尾矿中多种有价金属的回收利用。尤其是铅锌尾矿中铅、锌等金属的品位较高,因此对其进行二次分选具有重要价值,通过引入磁化焙烧-磁选、离心重介质分离、化学浸出和微生物浸出等新技术新工艺,在实现铅锌高效回收的同时,还可回收其他有用金属。稀土尾矿,通过采用传统选矿工艺如单一浮选、浮团聚磁选等,以及超重力-焙烧、磁化焙烧-磁选等新工艺,均能有效回收稀土尾矿中的REO等有价组分。总的来说,通过尾矿的二次选别,我们可以最大限度地从尾矿中提取出有价值的金属,从而实现尾矿的资源化利用。同时,这种选别过程还能有效地处理大量尾矿,实现废物的转化利用,真正达到变废为宝的目的。
全尾砂胶结充填站
与此同时,尾矿在农业领域的应用技术和回填技术也已成熟并得到了大量应用。农业领域应用主要包括制备化肥、作为土壤改良剂以及尾矿复垦三个方面。尾矿中富含的微量元素如Zn、Mn、Cu、Mo、V、B、Fe和P等,经过适当处理后,可制成富含这些元素的化肥。这种化肥不仅能改善土壤结构,提高土壤肥力,还能促进作物健康生长,从而实现农业增产。其次,尾矿作为土壤改良剂,其组分能与土壤中的有害物质发生反应,阻止有害物质迁移,有效修复被污染的土壤,减少污染物对环境和人体的危害。最后,尾矿复垦也是农业领域的重要应用。通过生物法或微生物法等手段,可以降低土壤中可溶性重金属含量,实现重金属的稳定化,从而恢复土地的生产力。尾矿回填是一种高效的尾矿减量化利用技术,常用的胶结充填技术是将细砂等惰性材料与适量凝胶材料混合,加水制成充填材料,用于回填矿山采空区或其他地下空区。这种技术不仅能大量消纳尾矿,还能提高地采回采率。此外,尾矿回填中常与其他固体废物如冶炼渣等混合制备填充材料,既满足了回填的技术要求,还综合利用了工业废弃物。
在政策方面,近年来,国家及相关部门密集出台了众多鼓励尾矿综合利用的政策法规,从税收优惠到财政补贴,从项目审批绿色通道到行业标准制定,为尾矿综合利用产业的发展营造了良好的政策环境。在产业实践中,不少地方政府及相关企业积极投身尾矿综合利用,打造了一批示范项目,不仅解决了自身尾矿堆存的难题,还通过资源回收和新产品开发,实现了经济效益和环境效益的双赢。
“随着技术工艺的进步,我国已经形成了通过二次选矿进行有价金属(物质)、非金属矿物提取,建筑骨料制备、固废基胶凝材料、陶瓷与耐火材料,土壤改良剂、微生物修复,固废基环保材料、碳捕获与封存,生态填埋与采空区填充等尾矿梯度综合利用全产业链。”中国地质科学院矿产资源研究所研究员张长青介绍。
凤县依托丰富矿产资源,在构建形成“有色贵金属+战略非金属”双轮资源驱动体系中,针对超亿吨的尾矿存量,以专班式服务为每家尾矿利用企业提供从环评审批到技术对接、从要素供给到市场开拓等全方位服务,去年以来,已助推10个尾矿综合利用项目实现“签约即开工、投产即达效”。
尾矿再次选矿的装备
凤县的留凤关循环经济产业园利用矿山废石弃渣、边界矿石,以及尾矿,采取非化学工艺以矿石富集为主,附带生产建筑基料的无害化、资源化综合回收利用,实现了矿产品采选产生大宗固废减量化消耗效果,填补了凤县矿渣再生资源回收利用方面的空白。
“该项目的实施,不仅减少了大量占地,消除了安全环保隐患,还延长了矿山服务年限,稳固了矿产战略安全。按砂石、细砂、铅锌精矿现有市场行情计算,年销售额在8000万元左右,年均上缴各类税费近1000万元,实现了生态效益和经济效益的双赢。”冯宝平掰着指头说,“该项目每天仅回收8个左右品位的铅锌精矿就达300吨,一年下来就是10万多吨,这无疑相当于又新开了一个中型的铅锌矿。”
而陕西铅硐山矿业有限公司年处理30万立方米全尾砂胶结充填项目,于2023年10月投入试生产以来,年尾矿充填量达14.97万立方米,不仅大大减轻了尾矿堆存压力,保护了生态环境,还实现了尾矿资源的充分利用,并通过合成后的均质胶结充填料浆注入井下采空区,有效控制地压,提高了资源回采率。
“利用尾矿充填项目还可提高回采作业安全性,降低矿石损失率贫化率,延长矿山服务年限,为井下矿石回收提供安全保障。”该公司负责人表示。
尾矿综合利用生产车间
可以说,这几年来,我国在尾矿综合利用方面不仅取得了长远进步和显著成效,还探索形成了一批可复制可推广的示范模式。中条山有色金属集团有限公司把铜尾矿资源开发作为推动公司新型产业发展和绿色低碳转型的重要抓手,以打造全国重要的铜尾矿资源综合利用示范基地为目标,构建起了集水泥、砂、石、火山灰质混合材料、干混砂浆、特种砂浆、高强度灌浆料、商品混凝土、水泥制品等为一体的新型建筑材料产业,不仅为公司稳定生产提供了建材供应保障,还以此实现了“利废增效、开源增效、创新增效”,为公司形成采、选、冶、尾矿资源利用的全链绿色矿山生产模式创出了一条新路子。
“按照应急管理部等有关部门2020年初印发的《防范化解尾矿库安全风险工作方案》规定,自2020年起,在保证紧缺和战略性矿产矿山正常建设开发的前提下,全国尾矿库数量原则上只减不增,不再产生新的‘头顶库’。这无疑对尾矿排放量比较大的矿山来说敲响了警钟。如何在不断提高尾矿综合利用水平,减少尾矿新增排放量基础上,大力提升尾矿综合利用率,大幅消纳原尾矿库里的尾矿堆存量,为矿山正常生产腾出库容,无疑成为摆在矿山面前的头等大事。”矿业领域相关人士表示。
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事实上,这几年不仅尾矿综合利用工作取得了明显成效,其他矿山大宗固废综合利用取得的效果更是有目共睹。
重庆砼磊科技与长三角国创中心有机功能材料和应用技术研究所联合开展对矿山尾泥等大宗固废综合利用研究,形成了干化性预处理解决方案核心优势,探索出了矿山固废多途径资源化利用解决方案。目前,他们已在重庆建起了矿山固废高效综合利用示范项目,初步形成了针对不同类型矿山固废、可在全国复制推广的示范模式。
三、尾矿综合利用需多措并举
加强尾矿综合利用,不仅关系到矿业市的可持续发展,更是我国实现绿色转型、建设美丽中国、保障资源安全的重要举措。
这几年来,我国在尾矿综合利用方面尽管取得了显著成效,但仍面临诸多挑战。一方面,部分尾矿的成分复杂,现有技术难以实现高效、低成本的综合利用,需要进一步加大科技研发投入,突破技术瓶颈。另一方面,尾矿综合利用产业的发展还面临市场认可度不高、融资困难等问题,产业链上下游的协同合作也有待加强。此外,不同地区在尾矿综合利用水平上存在较大差异,一些经济欠发达地区或小型矿山企业,由于资金、技术等方面的限制,尾矿综合利用工作进展缓慢。
目前我国尾矿综合利用产业化方面还存在诸多短板,有的规模化上去了但无法实现高值化,有的项目甚至亏损靠补贴过日子;有的效益上去了甚至实现了高值化利用,但规模化上不去,无法及时消纳海量的尾矿资源,这些都严重制约了尾矿的产业化应用。
“尤其是近年来,随着产业下行与需求矛盾加剧,房地产及关联产业下滑,导致以建材为主的尾矿资源综合利用产业遭受严重影响,而矿山管理政策对提升尾矿资源综合利用率要求却在不断提高。”杜根杰说。
面对这些严峻挑战,地方政府及相关部门、尾矿综合利用企业必须坚定信心,多管齐下,进一步加强科技创新,积极探索切实可行的发展路径,努力开创尾矿综合利用产业可持续发展新局面。
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一是要积极践行“两山”理念,壮大绿色经济。将减污降碳作为经济发展新引擎,统筹既有产业的减污降碳工作,以尾矿消纳为切入点,推动绿色新材料产业扩链发展,助推美丽中国建设。要创新商业模式,把环境治理从成本中心转变为利润中心,通过尾矿二次利用,提取有价金属,来实现资源保障和经济效益的双丰收;通过大规模处置尾矿,生产绿色产品替代传统一次资源,既解决固废堆填难题,实现环保目标,又减少天然矿山开采,保护生态环境,释放土地资源,实现经济与环境的良性互动。
二是要坚持因地制宜,打造区域样板。每个地区都有独特的资源禀赋,我们应以此为基础,借助先进技术,在资源型城市构建尾矿循环利用绿色产业集群,可围绕道路基础材料、矿山生态修复材料等多领域应用,打造完整产业链,形成新产业形态,提升区域竞争力,开辟经济增长新路径。这不仅能实现尾矿等固废消纳,还能节约自然资源,减少生态破坏。
三是要吸引大体量投资,实现可持续发展。遵循“政府引导、企业主体、市场运作”原则,发挥财政资金引导作用和要素保障功能,通过资本杠杆撬动市场,吸引社会资本参与,拉动以尾矿资源化产业为主的固定资产投资。吸引龙头企业布局区域固废资源化产业化基地,通过技术创新、产业集聚和模式构建,激活银行低息信贷和民间投资,助力资源型城市可持续发展。投资的增加将推动技术研发和设备更新,提高资源回收利用效率,促进资源替代产品的广泛应用。
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四是各矿产资源城市要因地制宜建立尾矿综合利用专业化平台机构。不同区域城市资源禀赋、发展条件和实际需求各异,需量身定制资源综合利用产业发展方案。长江经济带产业基础好,可借助平台将先进固废综合利用技术快速转化为生产力,推动产业升级;黄河流域资源型城市可通过平台引入适配技术,解决固废处理难题;京津冀地区的平台能促进区域协同创新,提升整体竞争力。同时,利用宣传培训平台,提升企业对资源替代和节约的认识,增强生产者责任感,推广绿色产品和环保技术工艺。
矿山尾矿是个宝,吃干榨净才最好。我们坚信,在国家政策强有力的支持下,在先进技术装备的支撑下,我们一定能够攻克尾矿综合利用过程中的各种难关,实现尾矿从 “环境负担”“安全隐患” 到 “资源宝库”“新生矿山” 的华丽转变,为我国的资源节约型、环境友好型社会建设作出更大的贡献。
编辑:张希阳
校对:张 凡
审核:陈 萍
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