矿产综合利用.pdf

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1、 第 4期 2 0 0 1 年 8月 矿 产 综 合 利 用 M u l t i p u r p o s e Ut i l i z a t i o a o f M i n e r a l Re s o u r c e s N o；I Au g 2 00 1 川南硫铁矿开发中的环境污染与治理 高德政，周开灿，冯启 明，胡治宪(西南科技大学，四川绵阳6 2 1 0 0 2)摘要：硫铁矿是川南地 区一种 丰富的矿产 资源 曾为当地经济发 展作 出过巨大贡献，同时也结 当地环境带来 了严重污染，为 了保护环境，不得不将其 关闭。然而，只需通过不太多 的经费投 进 行并不 十分复杂 的技术改造 就可达到

2、提高 生产 效益 综台利 用资源，治理 环境污 染的 目的 实现 发展经 济，保护环 境 走可持续发展之路。美 键词：川 l 南硫铁矿；环境污染；治理 中凰分类号；TD 9 8 5 文献标识码：A文章编 号：i 0 0 0 6 5 3 2(2 0 0 1)0 4 0 0 2 3-0 5 发，努力提高矿产资源综合利用的技术水平 运用市场机制 和各种经济手段促进成熟、先 进技术的推广应用，加 陕科技成果转化为现 实生产力的步伐，并加强国际问技术合作。5、政府部门要加强管理，提供服务 国土资源 部 门及有关 主管 部门 应加 强 矿 产资源综合利用的宏观管理，组织制定矿产 资源综合利用 的中 长期规

3、划和年度计划；研 究制定矿产资源综合利用的政策；组织开展 国际问的矿产资源综合利用合作事务；建立 矿产资源统计制度及管理信息系统 开展矿 产资源综合利用技术推广工作和有关咨询服 务等 0n t h e Co mp r e h e ns i ve Ut i l i z a t i o n o f M i n e r a l R s o ur c e s i n Our Co u n t r y PU Ha n y o n g ，Z HANG Yi n g h o n g (1 He n a n Re s e a r c h Ro o m o f Ge o l o g i c a l，M i n

4、i n g Te c h n o l o g y a n d Ec o n o my，Zh e n g z h o u，He n a n，Ch i n a)(2 Ch i n e s e Re s e a r c h I n s t i t u t e o f I a n d a n d Re s o u r c e s Ec o n o my，B e i j i n g Ch i n a)Ab s t r a c t：On t h e b a s i s o f r e p r e s e nt i n g t he s i t u a t i on s，c ha r a c t e r i

5、 s t i c a n d s t a t u s f o r c o m p r e he n s i v e u t i l i z a t i o n o f mi n e r a l r e s o u r c e s i n o u r c o u n t r y，a n d l i n d i n g t h e d i s t a n c e d i f f e r e n c e h e t we e n Ch i n a a n d o t h e r c o u n t r y a b o u t t h e c o mp r e h e n s i v a u t i

6、l i z a t i o n o f mi n e r a l r e s o u r c e s，a n a l y s e d ma i n p r o b l e ms i n t h e c o mp r e h e n s i v e u t i l i z a t i o n o f mi n e r a l r e s o u r c e s o f C h i n a，a n d t h e n p u t f o r wa r d t h e p o l i t i c a l s u g g e s t i o n f o r p r o mo t i n g t h e

7、 c o mp r e h e n s i v e u t i l i z a t i o n o f mi n e r a l r e s o ur c e s i n ou r c o u nt r y Ke y wo r d s：Mi n e r a l r e s o u r c e s；Co mp r e h e n s i v e u t i l i z a t i o n；P o l i t i c a l s u g g e s t i o n 收 稿 日期：2 0 0 0 0 4 2 9 基金项 目：四川省科委资助项 目 作者简 介 高德政(1 9 5 7 一)男，西南科技大

8、学资豫系副主任 副教授，磺士，从事地质工程、资 源开 发利用 教 学和科研工 作 维普资讯 http:/ 2 4 矿产综音利用 硫铁 矿是J I I 南地 区一种丰富 的矿产 资 源，有着 悠久 的开发 历 史。8 0年代 已经达 到 了年产硫精 砂(折合成标 矿)9 4万 t，生产硫 磺 3 9万 t 的规模。然而 整个 川南地 区硫铁 矿 主要 由地方和大量的乡镇个体开采，规模小 而且分散；其产品一是直接 向外运销硫精砂，二是就地土法炼硫磺。硫铁矿的开采和硫磺 生产，给 当地 的劳 动力提供 了就 业机会，使一 部分生产者发财致 富，也使 当地的地方经济 得到了较快的发展。这些都是硫铁矿资

9、源开 发利用带来 的直接 好处，也是难 以完全关闭 小 矿小 厂 的重要 原 因之一 但 是，由于乱 采滥 挖和生产工艺落后，环境保护意识不强，措施 不力，致使在该地区硫精砂的生产和炼硫磺 过程中，产生了极大的资源浪费和环境污染，给 当地 人 民的 生产、身体 健康 和 生 活造 成 了 严重 损 害。1 资源浪费严重 J I I 南地区硫铁矿开发中资源浪费十分严 重，主 要表 现在 以下三 个方 面：一 是生 产 以个 体、手工方式为主，在矿山开采中只采出露较 好的富矿。按矿井开采矿量计算，矿山实际开 采不到 1 3，使大量的资源无法再开采，造成 资源极 大浪费 其二，选矿过程十分原始，原

10、矿 只经 一次 颚破，一次 跳汰 回收硫精 砂。在 加 工 中既 不考 虑 破 碎粒 度 又不 采 用 分粒 级 破 碎，使 矿 石 的 回收率 不 到 5 0 。其 三，硫磺 生 产完全是土法上马，炼磺 回收率只有 3 O 左 右，生产工艺中无 s O 气体的回收装置，S O。气体 直接排人 大气，既造成了硫资源浪费 又 产 生 了严重 的环 境 污染。2 环境污染 I l 南硫铁矿开采和炼磺所产生的环境污 染主要表现为废渣、废水和废气的污染，其污 染 是立 体 的 后果 十 分严重，既有对 生 态的破 坏，也有对人体的直接危害，同时也给当地的 工农业生产带来了损失。2 1 废 渣污 染 当

11、地硫铁矿贤源的硫铁矿(以 F e S z 计)含量 在 2 0 4 0 之 间 平 均在 3 2 左 右，而选矿 回收率仅 5 O ，因此生产 1 t 硫精砂至 少需要 5 6 t 原矿石，即每生产 1 t 硫精砂要 产生 4 5 t的尾矿废渣。仅叙永县境 内最 多 的年份有 9 3家硫精砂厂，生产 4 9 3万 t 硫精 砂，产生的尾矿废渣 多达 2 5 0 0万 t 左右，这 些尾矿废渣 5 O 以上直接排人河流，造成河 道淤塞，河床抬高泄洪能力下降。3 2 1国道的 部分路段，河滩 已高 出路基，一遇涨水 便阻 断交通。河水带来 的尾矿废渣已掩埋沿河两 岸农田 1 8 0 0 余亩，山坡

12、地 1 0 0 0余亩，使数 千农 民丧失赖 以生存的土地 沿河 6 0 0户人 家受洪水威胁；沿河 3 座 电站关闭，年减少发 电 6 0 0万 k W h，年经 济损失 2 6 4万 元。2 2 废水 污染 每生产】t 硫精砂，要产生 1 2 t 左 右的废 水，仅叙永县境 内年产生废水达 5 9 1 6万 t 这些废水对当地 的地表、地下水都造成严重 污染。据检 测，叙 永永 宁河 的河 水质量 已十分 低 劣 鱼 虾 绝 迹。与 渔 业 水 域 水 质 标 准(Tj 3 5 7 9)对 比，浮物最 高超标 3 j倍。在硫 精砂厂排放废水 的人 口处检测水质为：p H一 3 0 5，悬

13、浮 物 3 2 0 mg I ，色 度 5 0 0 度，C()D 2 5 4 9 mg I ，C1 5 81 mg I ，F 76 3 mg I ，S Og 7 0 7 0 mg I ，砷 0 0 0 3 mg I ，铜 4 2 8 mg I ，镉 0 0 6 5 m g I ，铁 2 2 5 mg I 锰 3 6 0 9 mg l 。河水受污染，给当地群众的生活 用水 带来 困难，也给 工业生 产造 成损 失，就 叙 永县而言，全县受影响的企业就近 8 O余家，造成经济损失 4 8 0余万元 a。2 3 废气 污 染 当地 土法炼磺，工艺 陈 旧，毫 无防护措 施，造成大气污染，农作物减产。

14、炼磺炉台处 S O2 含 量 达 1 0 2 4 6 3 2 6 mg m ，H S含 量 为 1 O 1 2 2 1 3 2 mg m；在 烟 囱周 围 3 0 0 m 及常年下 风向 5 O O 8 0 0 m 处 日平均 S O 含 量为 0 0 2 5 0 3 7 4 mg m 。造成 职工 身体素 维普资讯 http:/ 第 4 期 高德政等：J i l 南硫铁矿开发中的环境 污染 与治理 2 5 质下降，甚至过早丧失劳动力。3 治理措 施 3 1 采取大规模、集约化生产 川南地 区硫 铁矿生产造成 严重环 境污 染，其根源在于开采、选矿和炼磺生产工艺落 后，环境保护措施不力，而产生

15、这一问题的原 因 又 在 于 生 产规 模 小，效 益 差，缺 少 改 造 工 艺、更新技术、加强环保的经费投入。因此治 理环境首先应取消个体、乡镇矿山，组织发展 联营矿山企业，如组成股份制的能形成大规 模生产 的矿山，改进技术，依靠规模效益提高 回收率，降低成本，同时也有利 于生产中“三 废”的集 中治 理 只有 这样 才 能达 到 发展 经 济，保护环境，走可持续发展之路的目的。3 2 改进 采矿方 法，增 大 矿石 回收 川南硫铁 矿多数是井下手工基 柱法开 采，只选富矿 出井，低 品位的矿石丢弃在井 下，资源 浪 费很 大，建 议 采用“走 向长壁 崩落 法”，该法回收率高，采准工作量

16、小，采出矿石 品位较高。通过改进采矿方法，可达到增加矿 石回收率，节约资源的 目的。3 3 改进选 矿工 艺，增 加硫 的 回收 率 川南硫铁矿矿石为含黄铁矿的高岭石粘 土岩，矿物成分和矿石结构较简单。地质品位 T S 1 2 2 O ，平 均品位 1 6 1 6 ，黄铁 矿基 本 上 呈 粒 状结 构，多 呈半 自形、自形 晶粒，以 团块 状 结 核、脉状、条 带状、团粒状 浸染状 等 形式产出，细粒分散者仅 占少量。原矿筛析结 果如表 1。矿石物理性质 比重 3 3 3 1，假 比重 l _ 8 1 9，硬度 f 一6 7。对 原矿 石进 行 的选 矿试 验如 下：重 选：将 原 矿 破

17、碎 至 3 5 mm，分 级 后+O 3 mm 以上的级 别进 行跳 汰，0 3 mm 的级别用摇床分选，跳汰尾矿再经磨矿 至小 于 0 3 ram 用 摇 床 再 选，二次 选 取 的 精矿 合 并，即得 重选 产 品。浮 选：先 将 原 矿 破 碎 至 一 3 mm，再 磨 矿 至 一 2 O O目5 0 7 0 ，经 一 次 粗 选，2 3 表 1 原 矿筛析 结 果 级别 产率 累计产率 硫品位分配率 ram 次扫选，将各次选矿产品合并 即得浮选精矿。重一 浮联 选：原 矿破 碎 至 3 5 mm 进 行 跳汰，其跳汰尾矿再磨矿至 一2 0 0目 5 0 7 0 进行 一 次粗 选，2

18、 3次扫 选，将 重、浮选 精矿合并作为最终产品。上述三种选矿方法试验结果见表 2。表 2 可选性试验指标 由上表可见，川南硫铁矿矿石可选性 良 好，建议采用浮选方法，只需用一粗一精二扫 的流程就可达到精矿品位 4 2 ，回收率 9 0 的指标。同时，浮选方案的硫精砂制取硫酸 后，硫酸渣 中含铁高 达 5 2 以上(重 选硫酸 渣含 铁 4 6 3 ，重浮 选 硫酸渣 含铁 4 9 2 )，不经选矿处理，可直接成球炼铁，尾矿焙烧浮 选后(高蛉石牯土)可降低 F c、T i O 的含 量 和增加自度，获得优质高岭土，达到综台 回收 利用的目的，其流程如图 1。经上述选矿流程后，其尾矿的铁、钛含量

19、 均可 大 大 降低，可 以直 接 用作 水 泥、砖 瓦 原 料，如再经煅烧，其 自度可提高到 8 0，可用于 橡胶填料及油潦、涂料填料。这样既解决了环 境污染问题，又扩大了资源的综合利用。3 4 改 进炼磺 工艺，消除废 气 污染 建议采用云南省环境保护委员会提出的“密闭组合式三化炼硫技术”。该技术与开放 维普资讯 http:/ 2 6 矿产综音利用 2 O O l 妊 图 1 硫铁矿选矿工艺流程 式生产相 比，冶炼设备基本不变，突 出解决了 废气污染问题，硫的 回收率可达 6 0 1 4 ，二 氧化硫和硫化氢吸收率达 8 0 9 0 。其技 术要 点是“密闭、集中、吸收、排空”在磺柜后 加

20、上总烟道，把废气集中起来，输入四级阶梯 状吸收室。室内填料为石灰石，喷洒石灰水，废气在石灰石表面与石灰水逆流接触发生化 学反应，吸收二氧化硫 硫化氢，生成 亚硫酸 钙、礴氢化钙等盐类物质，经过吸收的废气，从 尾 烟道流 向 烟囱。工艺 流程 如图 2。通过上述工艺，二氧化硫排放量 日平均 浓度为 0 1 5 2 mg m ，低于 0 2 5 mg m 的国 家三级标准，略高于 0 1 5 mg m 的国家二级 标准(GB S 0 9 5 8 2标准见表 3)。图 2 密闭组合式三化炼磺工艺流程 4 结 语 表 3 二氧化 硫环 境质 量标 准 rag m 1 川南硫铁矿开采利用所带来的环境污

21、染和资源浪费是巨大 的，已经给当地 的人 民 身体健康和生产、生活带来 了很大的危 害和 巨大的经济损失，当地政府也积极采取措施 进行关、停 转，以期达到环境治理的 目的，但 这会影响当地的经济发展 和劳动力的就业，特别是作为贫困山区的川南地区，采用这些 措施会产生较大的负面影响。最好的方法是 在发展经济的同时保护好环境。2 改进 开采 方法 和 选 矿 工 艺 流 程，完 全 可以增加资源 回收利用。此外，由于硫铁矿的 尾矿为高峰土，可以加以利用，达到综台利用 和环境保护的双重效果。3 采用密闭组台 式炼磺工艺，可大大减 少大气污染，降低工人劳动强度，保障工人身 心健康，同时这种方法是在 土

22、法炼磺 的基础 上进行改进，其投入资金相对较小，技术难度 不大，因此是完全可行的改进措施。4 改进 采、选、冶工艺流程后，可使采矿 回收率从原来的百分之三十几提高到百分之 七十几；选矿 回收率从过去的不到 j 0 提高 到 9 0 以上；使环 境指 标达 到 国家规 定标 准，实现发展经济、保护环境，走可持续发展 之路。参 考 文 献：l 周 开灿，等 开 发川南 煤硫尾 矿 走可持 续 发 展 道路的必然选择 J 非金 属矿 1 9 9 8增刊 2 周 开灿，等 川南硫 精砂 生产对环 境的 污染及 其 治理 J 中国矿业 1 9 9 5(5)3 冯 启明 荨 矿产综 台利 用 与可持 续发

23、展 同题 研 究口 矿产综合利用 2 0 0 0(1)维普资讯 http:/ 第 4期 2 0 0 1年 8月 矿 产 综 合 利 用 M ul t i p ur p os e Ut i l i z a t i on of M i ne r al Re s ou r c e s N 0 4 A u g 200l 直接还原炼铁 中的粘结剂 刘 国根，邱冠 周，王淀佐(中南大 学，湖南长沙4 1 0 0 8 3)摘 要 简S T直接 还原烁铁 的工艺，详 细介绍 了牯铭 剂的分类、要求、牯结剂类 型 对成球 的影 响 以及 粘结剂在 直接 还原炼 铁各阶段的行为和作 用，提出了牲结剂研究和开发方

24、向。关键词 直接还原；炼铁 牯结剂 中国分类号：T F 0 4 6 6文献标识码：A文章编号 1 0 0 0 6 5 3 2(2 0 0 1)0 4 0 0 2 7 0 4 直接还原炼铁是指铁矿石在低于熔化温 度之下还原成海绵铁的炼铁 生产过程，其产 品叫直接还原铁(D RI)。以铁精矿为原料，直 接还原主要有三种工艺方案。二步法：先用精矿烧 制成氧化球团再 以 氧化球团为原料送人回转窑生产 D RI 一步法：精矿 配加粘结剂制成生球铺 布 在移动的链篦机上，利用回转窑高温废气进 行干燥预热后直接进入回转窑生产 D RI 冷固球团法：与一步 法基本相似，先将 精矿 配加特殊粘结剂制球，在较低温

25、度 下干 燥固结，送人回转窑还原。D RI的生产，不论采用哪一种工艺，在球 团过程中都需要有效的牯结剂。合适的牯结 剂不仅 能改善物料 的成球性、干球和焙烧球 团的特性，而且能提高产 品质量，降低能耗。因此，国 内外 团矿工作者一直在进行粘结 剂 的研究、开 发工作。1 粘结剂的要求 牯结剂首先要 能改善物料成 球性，提 高 生球、干球的“三耐”能力，能在较低温度下获 得优质球团。其次要求牯结剂来源充足 成本 低，而且不对环境造成危害。因此在牯结剂 En v i r on me nt a l Po l l ut i o n an d Ha r ne s s o f Exp l o i t a

26、t i ng Py r i t e i n S o u t h Si c h ua n GA0 De z h e n g，Z HOU Ka i c a n，F ONG Qi mi n+HU Z i x i a n (S o u t h we s t Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y，Mi a n y a n g，S i c h u a n，C h i n a)Ab s t r a c t：P y r i t e i s a n a b u n d a n t r e s o u r c e i n S o

27、u t h S i c h u a n，Ex p l o i t a t i o n o f p y r i t e r e s o u r c e h a s l o n g h i s t o r y a n d ma d e g r e a t e r c o n t r i b u t i o n s t o l o c a 1 e c o n o mi c d e v e l o p me n t bu t r e s u l t s i n s e r i o u s e n v i r o n me n t a 1 p r o b l e m t o o Th i s p a p

28、 e r d i s c u s s e s a n e w t e c h n o l o g i e a l me t h o d f o r rai n i n g，mi n e r a l p r o c e s s i n g a n d s me l t i n g o f t h e p y r i t e a n d e n v i r o n me n t a l p r o t e c t i o n Ke y wo r d s：Ex p l o i t a t i o n o f p y r i t e；En v i r o n me n t a l p o l l u t i o n；Ho r n e s s 收稿 日期 2 0 0 0 1 1 2 2 基金项 目：国家教育部跨世纪人才基金资助项 目 作者简 介：刘 国根(1 9 6 3 一)，男，工学博士 中南大学有 色金属材料科学 与工程 教育 部重 点实验室副 主任 副教 授，主要从事矿物加工 工程方 面的工作。维普资讯 http:/