Análisis de caso de utilización integral de relaves
(Comité Nacional de Filosofía y Ciencias de la Tierra)
Este artículo ilustra la importancia y la necesidad de una utilización integral de los relaves a través de ejemplos.
Palabras clave Aprovechamiento integral de relaves
Los relaves generalmente se refieren al residuo después del procesamiento del mineral bajo ciertas condiciones técnicas. Los residuos pueden contener “materiales metálicos útiles” de baja calidad y “roca huésped”. En términos generales, los relaves, la roca estéril, la ganga de carbón, las cenizas volantes y la escoria de alto horno pueden denominarse "relaves".
Los relaves han llamado la atención porque ocupan una gran cantidad de terreno, contaminan el medio ambiente y ponen en peligro la ecología, la sociedad y la salud de las personas.
La cantidad de relaves vertidos por países de todo el mundo es de aproximadamente 5 mil millones de toneladas cada año. Mi país descarga más de 65.438+02 mil millones de toneladas de desechos sólidos mineros cada año, y la cantidad acumulada ha alcanzado los 20 mil millones. toneladas, cubriendo una superficie de 55.000 hectáreas. Además, a medida que aumenta el nivel de utilización integral de los recursos minerales, la ley recuperable del mineral disminuirá en consecuencia y la cantidad de relaves también aumentará. Se descargan y acumulan grandes cantidades de relaves y rocas estériles, contaminando el medio ambiente y ocupando tierras, causando pérdidas económicas de hasta 30 mil millones de yuanes cada año.
Los relaves, en la superficie, son residuos abandonados. Sin embargo, con el avance de la ciencia y la tecnología y la profundización de la comprensión de la gente, los relaves se han convertido en recursos materiales disponibles, o conocidos como "recursos secundarios". No hay material inútil en el mundo, sólo material fuera de lugar.
El aprovechamiento integral de los relaves se puede dividir en al menos los siguientes aspectos: primero, la extracción y aplicación continua de elementos útiles; segundo, la fabricación de nuevos materiales, tercero, la restauración ecológica de minas y terrenos; cuarto, es otra cosa. Éstos son sólo algunos ejemplos de las aplicaciones anteriores.
Primero, continuar extrayendo y aplicando elementos útiles
① Recuperación integral de relaves de mineral de molibdeno
Después del análisis de múltiples elementos, los relaves de una concentradora de mineral de molibdeno El mineral contiene una variedad de elementos, como se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1 Contenido de elementos en relaves de una concentradora de mineral de molibdeno
Con base en el análisis de los datos anteriores, solo la ley de hierro en los relaves es mayor, alcanzando el 2,34%, y tiene potencial de reciclaje valor . Los resultados del análisis de fase del hierro en relaves realizado por la Facultad de Química e Ingeniería Ambiental de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shandong se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2 Resultados del análisis de fase del hierro en los relaves de un concentrador de mineral de molibdeno
El análisis cree que el estado de ocurrencia de los minerales de hierro es complejo y se debe considerar el hierro en el hierro magnético. Reciclar objetos de forma integral. Mediante la prueba de separación magnética directa de relaves se obtuvo alrededor del 43% del concentrado de mineral de hierro. Se realizó una prueba de trituración y reselección del concentrado de hierro y se obtuvo un concentrado de hierro con un rendimiento de 0,38%, una ley de 63,93% y una tasa de recuperación de 10,29%.
(2) Recuperación de scheelita de baja ley a partir de relaves de bismuto, zinc y hierro
Una gran mina de metales tipo skarn recupera principalmente bismuto, zinc, cobre y hierro, y los procesa cada día 2.400 toneladas de mineral, produciendo 10.700 toneladas de relaves. Contiene aproximadamente 30,12% de WO. El contenido relativo de minerales en los relaves se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3 Contenido relativo de minerales en los relaves
El Instituto de Investigación de Metales No Ferrosos de Guangzhou adopta un proceso de optimización de flotación magnético medio - magnético fuerte para obtener hierro que contiene hierro a partir de relaves con 48,59 % de magnetita. 42,57% concentrado de azufre, 67,92% concentrado de scheelita con grado WO3 de 13,13% Zn y 92% concentrado de granate. La tasa de recuperación de tungsteno es del 64,04%.
(3) Estructura y aprovechamiento integral de los recursos de relaves de las minas de cobre
Históricamente, no todas las minas han construido estanques de relaves, por lo que una parte considerable de ellas, incluidos los relaves de cobre, se descargan metales. directamente a ríos, lagos y océanos. Según un estudio de relaves de algunas minas clave en grandes bases de cobre como Jiangxi, Anhui, Hubei y Yunnan realizado por la Universidad de Geociencias de China (Beijing), se estima que la cantidad de relaves de cobre que se pueden reciclar es de aproximadamente 200 millones de toneladas (Cuadro 4).
Tabla 4 Relaves de cobre reciclables en algunas provincias (regiones) de China.
Continúa
La investigación sobre los relaves antes mencionados muestra que bajo las condiciones técnicas y económicas actuales, el 25% de los recursos de relaves de cobre tienen valor económico para la reselección, y el 75% de los relaves de cobre Los relaves no tienen valor económico para su reprocesamiento. Por ejemplo, como se muestra en la Tabla 5, entre los relaves antiguos de minas antiguas, los relaves con valor económico de reprocesamiento son muy prominentes.
Tabla 5 Ejemplos de valor económico del reprocesamiento de relaves de minas de cobre antiguas
④Otro reciclaje integral.
Kang Yi, presidente honorario de la Asociación de la Industria de Metales No Ferrosos de China, señaló que Jinchuan Group ha reciclado el 18% de elementos raros y preciosos como platino, paladio y oro, y la tasa de utilización integral del níquel asociado. y el cobre ha llegado al 72%.
Shandong Xinfa Group completó un proyecto integral de utilización de 2 millones de toneladas de lodo rojo en 2011. Después del tratamiento, el contenido de álcali en el lodo rojo se reduce a menos del 1%, el contenido de alúmina se reduce a menos del 10%, la tasa de recuperación de álcali es más del 90% y la tasa de recuperación de alúmina es más del 40%.
A través de la construcción del proyecto de demostración "Minerales Urbanos", mi país formó inicialmente un sistema de reciclaje de metales no ferrosos reciclados. En comparación con 2002, el cobre reciclado en 2011 aumentó de 880.000 toneladas a 2,6 millones de toneladas, el aluminio reciclado aumentó de 6.5438+300.000 toneladas a 4,4 millones de toneladas y el plomo reciclado aumentó de 6.5438+700.000 toneladas a 6.5438+350.000 toneladas.
Zhang Jinqing, del Centro de Tecnología de Utilización Integral de Relaves de la Academia China de Ciencias Geológicas, señaló que Shougang, Anshan Iron and Steel, Benxi Iron and Steel, Maanshan Iron and Steel y Baotou Iron and Steel Co. , Ltd. ha recuperado concentrados de hierro de los relaves y ha logrado buenos beneficios sociales y económicos.
Xinjiang Rare Metal Mining Company recupera integralmente moscovita de los relaves de Keketuohai y estableció una empresa conjunta con inversores extranjeros para producir 5.000 toneladas de polvo de mica al año, con un valor de producción anual de 8 millones de yuanes. La separación por gravedad de relaves de la mina de cobre Jiaxing recuperó 1.000 toneladas de concentrado de azufre, 9,2 toneladas de cobre y 33,4 kilogramos de oro.
2. Producir nuevos productos de materiales de construcción y formar una cadena industrial.
El uso de relaves para producir nuevas series de productos se ha convertido en una forma importante de lograr la reducción de los relaves, la inocuidad y la utilización de recursos. Especialmente en los últimos años, los relaves como materias primas minerales compuestas se han utilizado ampliamente en las industrias de materiales de construcción, cerámica, vidrio y nuevos materiales, con resultados obvios y amplias perspectivas.
Por ejemplo, ya a principios de la década de 1990, los relaves de la mina de cobre Jiangxi Dexing, los relaves de hierro y acero de Shougang y los relaves de hierro de Nanjing Meishan se utilizaban para fabricar cerámicas artísticas de arcilla púrpura y artículos de uso diario, como cazuelas y juegos de vino. Fabricados en cerámica y utilizados en revestimientos exteriores y azulejos tipo tapiz, así como en cemento, baldosas sinterizadas y baldosas cuadradas.
Los relaves de la mina de oro Shandong Longtouwang se procesan en tres partes: la escoria gruesa se utiliza como material de pavimentación, las partículas finas se venden y los relaves se utilizan para la fabricación de ladrillos y una fábrica de ladrillos con una producción anual. Se han construido 6,5438+07 toneladas de ladrillos. La mina de oro Shandong Jiaojia construyó cuatro líneas de producción de ladrillos en 1996, utilizando 60.000 toneladas de relaves cada año.
En septiembre de 1999, la mina de hierro Shougang Qian'an construyó la primera línea de producción del país para bloques huecos, baldosas de colores y arena y grava para construcción, y realizó la industrialización.
Desde el siglo XX, la mina de cobre Gansu Baiyin, la mina de cobre Chengde Shouwangfen, la mina de hierro Nanjing Meishan, Handan Iron and Steel Co., Ltd., Anshan Iron and Steel Co., Ltd., Liaoning Linggang Iron y Steel Co., Ltd., y Hebei Xing Iron and Steel Co., Ltd. han recibido apoyo técnico de la Academia China de Ciencias Geológicas. Se han construido sucesivamente fábricas para producir pequeños bloques huecos, bloques de colores, ladrillos porosos y ladrillos macizos. , tabiques aislantes, baldosas de colores y aditivos para hormigón.
En 2003, el proyecto Shougang “Producción industrializada de 6,5438+500.000 metros cúbicos de arena y grava para la construcción utilizando roca estéril” y el proyecto “Producción industrial de 3 millones de metros cúbicos de arena y grava para la construcción utilizando roca estéril” de Beijing Weike Metallurgical Mining Company. Proyecto “roca estéril” Se ha puesto en operación de manera sucesiva, operando con normalidad y logrando importantes beneficios, logrando la meta de no acumulación de roca estéril en el botadero de la mina ese año.
En 2006, Ansteel Group utilizó relaves de hierro y roca estéril para construir una línea de producción con una producción anual de 80 millones de ladrillos sólidos estándar (ladrillos y bloques porosos), y la oferta de productos superó la demanda.
En 2008, se puso en funcionamiento una línea de producción de ladrillos de arena, cal y relaves de hierro con una producción anual de 60 millones de piezas en el condado de Yixian, provincia de Hebei, y el 70% de los productos se vendieron a Beijing.
En 2009, Nangou Mining Company en el condado de Lincheng, provincia de Hebei, utilizó relaves de hierro para producir ladrillos de pavimento de colores y bloques de carga, con un valor de producción anual de 23 millones de yuanes.
En noviembre de 2011, comenzó la construcción de la línea de producción de nuevos productos en serie de materiales de construcción de Benxi Chiangmai Tailings Comprehensive Utilization Co., Ltd. La primera fase del proyecto se puso en marcha en el primer semestre de 2012, utilizando relaves de hierro para producir bloques aislantes compuestos, bloques de hormigón celular, mortero seco, etc. , emplea a 540 personas, consume 10.000 toneladas de relaves al año y tiene ganancias e impuestos anuales de 32 millones de yuanes.
En resumen, la utilización integral de relaves y la producción de nuevos productos en serie de materiales de construcción tienen amplias perspectivas y beneficios obvios, no solo promueven el empleo sino que también logran la protección ecológica.
3. Producción de nuevo material vitrocerámico a partir de relaves.
El vidrio cristalino es un nuevo tipo de material desarrollado internacionalmente en los últimos años. Puede utilizarse en materiales mecánicos, materiales ópticos, materiales electrónicos y microelectrónicos, materiales biomédicos, materiales químicos, materiales de construcción y otros campos. Entre ellos, las cerámicas de vidrio espumadas han sido ampliamente investigadas y aplicadas como materiales estructurales, materiales de aislamiento térmico y cerámicas de vidrio templado compuestas de fibra. Las vitrocerámicas también se utilizan en la fabricación de barras de control para reactores atómicos, selladores de reactores, materiales de almacenamiento de desechos nucleares, etc. Tiene excelentes propiedades, como resistencia a ácidos y álcalis, resistencia al desgaste, estabilidad térmica, aislamiento eléctrico, alta resistencia a la compresión y al impacto, y no presenta riesgos radiactivos.
El proyecto de investigación "vitrocerámica de relaves" emprendido por el Centro de Investigación de Relaves de la Academia China de Ciencias Geológicas obtuvo la Patente de Nueva Invención China en 1994, y los resultados se transformaron con éxito en proyectos corporativos en Xinjiang, Shaanxi. , Shanxi y otros lugares. En mayo de 2007, se completó y puso en funcionamiento la línea de producción de Xinjiang Jintai Micro Crystal Materials Co., Ltd. con una producción anual de 200.000 metros cuadrados de cerámica de vidrio de relaves. Posteriormente, en agosto de 2009, Junda (Fengxian) Company construyó su segunda línea de producción de vitrocerámica de relaves con una producción anual de 200.000 metros cuadrados en Baoji, Shaanxi. Los productos anteriores se venden a Xi, Baoding, Ningbo, Italia, Japón y otros lugares. , la oferta supera la demanda. Actualmente, sólo China ha logrado la industrialización de la tecnología vitrocerámica de relaves.
Cuarto, otras aplicaciones
Los relaves también se pueden utilizar como materiales de relleno subterráneo o para rellenar pozos y pavimentar. También se pueden utilizar para recuperar estanques de relaves, plantar árboles y mejorar el suelo. fertilizantes minerales. O construir parques ecológicos, lugares deportivos y de entretenimiento.
Por ejemplo, el 50% de los relaves de la mina Fankou Lead-Zinc se utilizan para relleno subterráneo; la mina de hierro Daye ha plantado materiales medicinales como perales y acebo en antiguos estanques de relaves como el de Hongshan. Algunas minas de oro en Zhaoyuan, provincia de Shandong, han construido terrazas en antiguos estanques de residuos y han plantado batatas y maní.
En resumen, la eliminación inofensiva de relaves también producirá ciertos beneficios económicos y sociales.
5. Fortalecer la planificación, fortalecer la investigación y esforzarse por lograr una utilización integral de los relaves.
El Centro de Investigación de Relaves de la Academia China de Ciencias Geológicas se estableció en 1990. Es una institución de investigación científica y tecnológica que se especializa en la utilización integral de nuevas tecnologías, el desarrollo de nuevos productos y la transformación de desechos sólidos industriales. recursos como minería de roca estéril, relaves y ganga de carbón, y actualmente es el único en el país.
Desde la investigación inicial y la producción de materias primas de construcción hasta la investigación de series de productos vitrocerámicos, han realizado grandes esfuerzos y contribuciones destacadas.
Para lograr la utilización integral de los relaves, sus investigaciones e invenciones fueron enumeradas como desarrollos prioritarios importantes en el "Undécimo Plan Quinquenal" de China por la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma, el Ministerio de Ciencia y Tecnología. , el Ministerio de Comercio y la Oficina Estatal de Propiedad Intelectual ya en 2007. Guía de proyectos de industrialización de alta tecnología. El Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, el Ministerio de Tierras y Recursos, el Ministerio de Ciencia y Tecnología y la Administración Estatal de Seguridad en el Trabajo emitieron el "Plan Especial para el Aprovechamiento Integral de Metales y Relaves" (2010-2015) en abril de 2010. . El Ministerio de Industria y Tecnología de la Información publicó recientemente el "Duodécimo Plan Quinquenal para la Utilización Integral de Residuos Sólidos Industriales a Granel", que considera la utilización integral de residuos sólidos industriales a granel como una parte importante de las industrias estratégicas emergentes de conservación de energía y medio ambiente. protección. El objetivo de planificación es que para 2015, el volumen de utilización integral de residuos sólidos industriales a granel alcance 65.438,06 mil millones de toneladas, la tasa de utilización integral alcance el 50%, el valor de producción anual sea de 500 mil millones de yuanes y se generen 2,5 millones de puestos de trabajo. En la actualidad, según las estadísticas, en 2010, el volumen de utilización integral de residuos sólidos industriales a granel en nuestro país alcanzó los 11 millones de toneladas, y la tasa de utilización integral alcanzó el 40%, con resultados notables.
En sexto lugar, se recomienda controlar los problemas relacionados con los relaves desde la fuente.
Para reducir la generación de relaves, debemos partir de todos los aspectos, es decir, mejorar la tasa de recuperación minera de los recursos minerales para reducir la escoria, el mineral, la roca estéril, etc.; tasa de recuperación del procesamiento de minerales para reducir el desperdicio de minerales útiles; se deben hacer esfuerzos para mejorar la tasa de utilización integral de los recursos minerales para que se puedan recuperar tantos metales y elementos útiles como sea posible. Por supuesto, no importa cuán altas sean la tasa de recuperación, la tasa de recuperación y la tasa de utilización integral, todavía existen problemas de que los relaves no se agotan, no se pueden reciclar y no se pueden utilizar de manera integral temporalmente. Por lo tanto, es necesario aumentar la inversión y. Intensidad de inversión en investigación, desarrollo y utilización de relaves.
En los últimos años, con la atención del país y de todas las partes, la tasa de recuperación de algunas minas de carbón grandes y medianas clave ha alcanzado más del 80%, la tasa de recuperación de la minería a cielo abierto de Las minas de metales han superado el 85% y la tasa de recuperación de la minería subterránea también ha superado el 80%. La tasa de recuperación de carbón aumenta entre un 2% y un 11% y la tasa de recuperación de mineral de hierro aumenta entre un 3% y un 13%. Esto demuestra que es totalmente posible aumentar las tasas de recuperación de las minas.
En términos de tasa de recuperación del procesamiento de minerales, algunos minerales de hierro han aumentado a aproximadamente el 85 %, los metales no ferrosos al 80 % y el fósforo y el azufre al 60 %. Se han mejorado efectivamente la ley del concentrado y el nivel de recuperación de recursos.
Desde la perspectiva de la utilización integral de los recursos minerales, según las estadísticas, actualmente más del 50% del vanadio de mi país, más del 22% del oro y más del 50% del platino, paladio, telurio, galio, indio, germanio y otros metales raros de utilización integral. En el marco de acuerdos especiales del gobierno central, en 2011 se estableció el primer lote de 40 bases de demostración para la utilización integral de los recursos minerales, y la eficiencia de los recursos se está transformando de manera eficiente.
En resumen, controlar los relaves desde la fuente es la base para reducirlos, y aumentar la investigación, el desarrollo y la utilización de los relaves es una forma eficaz de convertir los residuos en un tesoro.
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