[发明专利]主要金属尾矿无害化处理后用作栽培基质的方法

说明书

技术领域

本发明属农业生态环境与矿山循环经济交叉技术领域。

名词界定

(1)主要金属尾矿：本发明涉及的金属尾矿为：铁(Fe)尾矿、铝土(Al)尾矿(赤泥)、钼(Mo)尾矿、铅锌(Pb、Zn)尾矿、镍(Ni)尾矿、铜(Cu)尾矿、锰(Mn)尾矿、钨(W)尾矿、锡(Sn)尾矿、金(Au)尾矿等10种常见金属尾矿，未涵盖全部金属尾矿，所以称为主要金属尾矿。

(2)无害化：包括三个方面，第一，按照目前先进的选别技术，将金属尾矿中有价元素(组分)回收后，主要的重金属Hg、Pb、Cd、As从尾气中回收，Cr₂O₃磁选回收，残留重金属采用钝化技术，使之转化为稳定态化合物；第二，消除有毒、有害选矿添加剂的危害，例如金尾矿中的氰化物、铝土和其它尾矿中的钠盐、有机化合物等；第三，金属尾矿中SiO₂主要分布于石英、长石中，石英不宜在土壤上施用，特别是轻质土壤，应将石英和部分长石分离出来，用作建材原料。无害化处理后的尾矿中SiO₂含量不超过35％。

(3)重金属钝化：重金属从尾气中回收后，残留的重金属在高温条件下转化为硅酸盐稳定态化合物，称为重金属钝化。

背景技术

1.我国金属尾矿现状和危害

据不完全统计，2000年以前我国金属尾矿总量为50.26亿t，其中，铁尾矿量26.14亿t，主要有色金属尾矿量21.09亿t，黄金尾矿量2.72亿t，其它0.31亿t。2000年排放尾矿量达到6亿t，据此推算，现有尾矿的总量应在80亿t以上，而且还在以每年产生5亿t尾矿的速度增长(工信部2009年6月19日网上发布：尾矿综合利用潜力丰厚)。

这些尾矿除了占用大量土地，还破坏生态环境，造成严重的水土流失、扬尘和污染水源。大量尾矿库潜伏的泥石流、山体滑坡、溃坝等地质灾害时刻危害着我国社会和经济的可持续发展。

例如1993年发生在西北地区的黑风暴事件，就是因为沙尘暴将甘肃金昌市一座34万t镍尾矿全部抛上天空而形成了一场罕见的黑风暴，造成85人死亡，31人失踪，264人受伤；12万头(只)牲畜死亡、丢失，73万头(只)牲畜受伤；37万公顷农作物受灾，4330间房屋倒塌，直接经济损失达7.25亿元人民币。再如2007年9月8日山西省临汾市襄汾县塔儿山铁尾矿库发生崩坝事件，造成268人遇难或失踪。

2.我国金属尾矿资源化利用现状和问题

(1)利用现状

1)尾矿二次分选回收有价金属元素和非金属元素我国绝大多数金属矿为共生和伴生矿床。国家发展和改革委员会在2006年12月24日发出的“十一·五”资源综合利用指导意见中指出：“继续支持攀枝花、白云鄂博、金川三大资源综合利用基地建设......以铁矿、铜矿、铝土矿、金矿、铅锌矿、钨矿为重点，建设若干个尾矿再选示范工程。”国内各国营矿山企业均不同程度地开展有价金属元素的回收工作。

2)金属尾矿农用1971年，张夫道、姜孝礼与原山东淄博铝厂合作，利用该厂赤泥，用水洗脱钠盐后，在浙江金华和江西红壤地区布置了47个田间肥效试验，作物为水稻、油菜、大麦、玉米、大豆、蚕豆、柑桔，增产8.5％～17.0％，研究结果刊登在山东省土壤肥料研究所1972年科学研究年报上(1970年中国农科院土壤肥料研究所下放至山东德州市，在山东省内称山东省上壤肥料研究所，当时正值“文革”期间，所有学术刊物停刊，土肥所用“年报”形式与兄弟单位交流)。1973年张夫道等利用山东招远高磷金尾矿生产过磷酸钙，由山东省化工厅主持，建成了年产5000t磷肥厂，该项研究总结“选金废渣中加入硫酸脱除氰化物与生产普钙技术”刊登在山东省土壤肥料研究所1974年科学研究年报和山东省化工厅1974年第5期简报上。因当时环保意识太浅薄，仅考虑脱除氰化物，没有考虑重金属污染问题，也没有测定尾矿中重金属含量。

3)用作建筑材料金属尾矿用于生产普通墙体砖、水泥原料、装饰材料的原料、铺路材料、微晶玻璃原料等。

4)用作矿山采空区填料。

5)通过磁化作用，用作土壤改良剂和磁化肥料。

6)利用尾矿复垦种植农作物。

(郭建文等，我国铁尾矿资源现状及综合利用，现代矿业，2009(10)23～25)

(2)存在问题：

1)尾矿利用率低

据统计资料，至2008年我国矿山土地复垦率只有10％～12％(包括煤矿)，金属尾矿综合利用率只有8.2％左右。

2)重金属污染物扩散