铅锌尾矿综合利用项目可行性研究报告.docx
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铅锌尾矿综合利用项目可行性研究报告
**************地区铅锌尾矿
综合利用项目
可行性研究报告
第一章项目提出的目的及意义
环境污染问题是二十一世纪全球面临的重大的问题之一。
我国的尾矿堆存量已达50余亿吨,并且每年以2-3亿吨的速度增长。
这些矿山固体废物由于处理、处置不当,给社会、经济、环境造成了严重的危害,导致工程灾害加剧、资源浪费、水体污染、植被破坏、土地退化、沙漠化等一系列问题。
特别是铅锌尾矿中的重金属,通过淋滤,风化氧化等作用进入环境中,对环境造成严重的危害。
****省是我国矿产资源的大省，是重要的重金属矿区之一，分布着大量的优质铅锌矿等重金属矿。
然而，由于选矿后的大量废弃物得不到及时有效的处理，使这些尾矿长期堆放,不但占用了大量土地，其中含有的大量重金属在地表生物地球化学作用下通过释放和迁移导致了土壤及河流严重的重金属污染。
而这些受污染的水又通过灌溉的方式进入农作物，并通过食物链进入人体，对矿区附近人民身体健康和生存环境构成严重威胁。
另一方面，随着科技进步和社会工业化速度的加快,人类对矿产资源的需求也越来越多,加上矿产是不可再生资源,所以矿产资源短缺的矛盾越来越突出,尤其危机矿山在这方面显得尤为突出。
在矿产开发过程中，占矿石量90%以上成份的尾矿被排放到尾矿库之中，然而，部分尾矿中含有可观的铁、铅、锌、铝、镁、金、银等有价元素和石英、云母、硫铁矿等有用矿物，具有很高的综合利用的价值。
随着工业化进程的加快，资源短缺的矛盾日益上升，矿产品价格在不断上涨。
如果采用先进的技术，高效综合利用尾矿资源，不仅可使矿产增储，延长矿山寿命，同时也净化美化了环境，还可以扩大就业率，发展循环经济。
该项目立足于铅锌尾矿有价元素铅、锌、铟、银、钙、镁的综合利用，将尾矿用于肥料、混凝土添加料、制砖、井下充填料等。
项目的建设不仅能缓解当地固体废弃物对环境的污染，也在一定程度上拉动了传统产业升级换代的步伐，是建设周边尾矿整体利用的示范工程和无废料示范矿山的示范工程，具有远期综合效益。
第二章国内外发展概况及市场需求分析
第一节铅锌矿资源及尾矿利用发展概况
一、我国铅锌矿资源及尾矿利用现状和趋势
我国铅锌矿产资源比较丰富，生产能力、消费量、出口量都居世界前列，是我国的优势矿种。
我国铅储量位于澳大利亚之后列世界第2位，占世界铅储量的12．5％，目前保有储量840．85万t，基础储量1247．97万t，资源量2273万t，已查明资源总量3482万t。
锌储量位于澳大利亚、美国之后，列世界第3位，占世界锌储量的10．7％，现保有储量2513．02万t，基础储量3762．46万t，资源量5731万t，资源总量9172万t，尽管我国铅锌储量居世界前列，但人均占有量仅为世界平均水平的54．5％和60．6％。
2006年我国铅锌产量达到588．85万t，同比增长15．68％，比2005年净增72万t，占10种有色金属总产量的30．70％。
其中铅273。
55万t，同比增长15．00％，约占世界冶炼铅总产量的35％；锌315．30万t，同比增长16．31％，约占世界锌总产量的30％。
我国金属铅已连续5a、金属锌已连续15a产量位居世界第一。
铅锌精矿短缺制约我国铅锌工业的长足发展，从目前情况看，我国已经从铅锌产品的净出口国转变为净进口国。
我国铅锌工业的发展在相当程度上是数量增长，而在企业整体实力、产业结构、产品结构、品种质量、资源综合利用以及环境保护等方面并没有得到全面提高，更为严重的是发展后劲不足，巨额产量难以为继，可持续发展战略没有真正具体地落到实处。
造成我国铅锌精矿短缺的现状有以下因素：
长期的无序开采和进展比较慢的矿产勘察工作使我国可供开采的铅锌矿越来越少；近几年，铅锌矿山开采量增长较快，采富弃贫、滥挖滥采现象严重。
现有部分矿山因资源枯竭，将逐年关闭，还将消失一部分生产能力。
目前，我国铅锌储量中已开发利用的占54．94％，富矿大部分被利用，在未开发利用储量中大多是资源条件和建设条件不好的矿区，我国铅锌工业面临无矿可建的局面；结构失衡，产业结构矛盾突出，企业组织结构和布局结构极不合理，低水平重复建设严重，导致矿山发展滞后冶炼。
《中国21世纪议程-中国世纪人口、环境和发展白皮书》是中国政府为响应联合国环境与发展大会精神,根据国情制定的国家可持续发展战略文件月,在《中国21世纪议程》中把《尾矿的处置、管理及资源化示范工程》列人优先领域的优先项目计划。
对尾矿利用国际学术界十分重视。
1998年月在美国阿林斯堡召开《尾矿石与矿山废物会议》,接着3月份在美国图森召开《废物管理会议》,8月份在加拿大卡尔加里召开《第届国际矿产与冶金工业废物处理与回收讨论会》。
标志着我国和国际社会已把矿山尾矿的资源化合理开发利用和环境保护提到相当重要的位置,这就为矿产地质和矿山经济工程展示广阔新领域、新课题。
据国家环保局资料,1993年底全国各类工业固体废料累计存量60亿吨,占地5万多公顷,并以每年占地200-300km2的速度增长。
其中全国金属矿山贮存尾矿量超过40亿吨,现在正以每年超过3亿吨的数量增长,如按此增长速度计算至年尾矿量可达100亿吨。
我国资源利用率和选矿回收率都远低于发达国家。
矿山生产的尾矿数量多，大量尾矿只能长期堆放在尾矿库，既要占用大量农用、林用土地，矿山企业又要花费巨额资金建设尾矿库及尾矿库的维护。
大量尾矿已成为制约矿山可持续发展、危及矿区及周边生态环境的重要因素。
尾矿量巨大的原因是：
①是我国大多数矿石品位较低且多属多组分共伴生；
②是选矿工艺水平尚不够高,选矿回收率低；
③采富弃贫,使矿渣和废石量增加,也使这些废物含有一定品位；
④矿山选矿只注重主产品,而忽视综合利用等。
由于尾矿多已磨至0.15-0.07mm以下,贮存于尾矿库坝或就近排人河道、沟谷、低地,常溢流渗透,刮风扬尘,严重污染水、土和空气,恶化当地生活环境。
尾矿坝由于超负荷或暴雨成灾的事也屡有发生,成为灾害隐患。
如金堆城钼业公司栗西尾矿坝排洪隧洞塌陷使数十万的尾矿粉及尾矿水泄漏,污染陕西、河南两省16个县市水源,矿山直接损失多3200万元。
湖南东坡铅锌矿尾矿坝因山洪而坍塌,尾矿填满沟溪、田地,涌入矿山坑道,伤亡数十人,直接损失逾千万万元。
可见尾矿的治理和利用已是十分紧迫的工作。
近些年在国家科技部和国家发改组织开展金川、包头白云鄂博矿山、攀枝花钒钦磁铁矿矿山综合利用研究示范推动下,有一批矿山在尾矿综合利用回收有价组分,都取得显著经济效益。
例江西铜业公司德兴铜矿尾矿再选,年回收硫精矿1000吨、铜9.2吨，金40kg，产值1300万；河南银铜坡金矿尾矿存放超过200万吨与澳大利亚玻格林资源公司合作回收金,利用磁选技术对废弃尾矿的铁、硫等有价元素进行回收，通过沸腾炉焙烧提炼铁矿粉和硫酸，并将提炼后的废料作为水泥熟料或制成空心砖。
该尾矿的各项放射性指标符合建筑材料放射性核素限量（GB6566-2001）标准要求，该尾矿可以作为原材料应用于建筑材料领域。
除上述例证外,还有将尾矿应用于肥料、混凝土添加料、制砖、井下充填料等。
选矿工艺水平提高使综合利用尾矿成为可能现在正处于从粗放型经济向集约型经济发展转化时期,也就是促进经济增长方式的转化时期。
在此阶段就是要大大提高科技贡献率,实施知识创新、技术创新的科技兴国、科技兴企战略。
目前需要通过对****地区尾矿资源量、类型金属型、非金属矿型、化工型、建材型等、质量,并做出相应的经济评价。
急需组织力量、增加投入，依资源化、无害化、整体利用原则研究尾矿及采矿废石整体利用的经济易操作的矿山无废料工艺以开发高附加值、多功能新材料作为技术创新目标，实现大量尾矿的再利用，为区域循环经济做出积极贡献。
二、**************铅锌尾矿及现状分析
****镇位于****市西北部，东经123°32′03″~123°44′15″，北纬40°29′38″~40°51′37″。
东与四门子镇相连，南同鸡冠山镇、岫岩满族自治县汤沟乡接壤，西与岫岩满族自治县石庙子镇相连，北和辽阳县水泉满族乡、本溪满族自治县连山关镇交界。
全镇总面积238.7平方公里，其中镇内面积28.1平方公里，辖7个行政村，85个村民组，3个社区居民委员会（麻泡社区、皇宫社区、红房社区），全镇总户数10339户，其中农业户5061户，非农业户5338户，总人口30886人，其中农业人口16467人，镇内人口14399人。
****镇的区域特点：
一是矿产资源丰富，地下蕴藏着金、银、铅、锌、铜、镁石、硅石等矿藏，其中黄金矿产资源已探明地质储量（金属量）240吨，铅锌矿地质储量（金属量）为320万吨以上，镁石地质储量为350万吨以上，含MgO平均品位42.7%，含SiO21.4%，含CaO3.8%。
工业企业主要是采矿业和依托采矿业兴起的矿产品加工业。
目前，全镇有企业87家，其中矿山企业47家，驻****镇的市属企业有丹银公司、凤银公司、****矿业公司3家，注册在****镇的较大型的企业有白云金矿、金凤公司、天利公司；镇属的企业有1家，是杨树金矿，其他为个体私营企业。
这些企业当中，有金矿12家，铅锌矿23家，镁石矿2家，硅石矿4家，滑石矿1家，理石矿1家，银矿1家，采石场3家。
依托矿产资源兴建的黄金、铅锌矿浮选厂共24家，其中，铅选厂6家，金选厂14家，银选厂3家，硫化铁选厂1家。
地表企业16家，其中电熔镁企业7家，化工企业1家，其余的为加油站、液化气站等企业。
二是个体私营经济比较发达，全镇非公有制经济组织个体工商业户、私营企业达1180户，从业人员3500多人，主要集中在采矿、选矿、电熔镁、矿产品加工、餐饮娱乐等行业。
三是自然资源比较丰富。
全镇有林地面积299035亩，森林覆盖率75%以上，林木蓄积量为800323立方米。
有耕地面积2.8万亩，粮食作物主要以玉米、大豆为主，正常年景粮食产量为6000吨左右。
经济作物主要有中草药材、食用菌种植等，其中，中草药材主要有：
林下参、黄芪、沙参、五味子、串龙骨等品种。
另外还有黄牛、绒山羊、生猪、家禽、林蛙养殖等农业经济项目。
****省****市****镇地区矿产资源丰富，其大型铅锌金属生产矿山已经持续开采近百年，现已积存尾矿约1000万吨，每年产生的尾矿达6O万t。
每年投入巨资加高加固尾矿坝，1996年又花巨资新建一个6万m3的尾矿库。
********等铅锌矿是热液脉状铅、锌矿床，产于各种岩石的构造裂隙中，成矿作用以充填为主，矿体呈脉状，矿体品位高，分布广泛，但矿床规模变化较大。
从全国来讲，铅锌矿石类型复杂，共伴生组分多达50余种，其中主要有铜、银、金、锡、锑、镉、铋、镓、铟、锗、汞、硫、萤石及分散元素等，具有极大的综合利用价值，也给选冶生产增加了一定的难度。
最主要的共伴生元素银，其储量占全国银矿总储量的60%，目前从铅锌矿中回收共、伴生银的产量占全国银产量的70%～80%。
铅锌矿共生组分Cu、S、Sn、Bi、Mo、CaF2等，在选矿过程中可以分离出单独的精矿产品，而其他元素一般都在选矿时进入铅或锌精矿，在冶炼过程回收。
铅锌尾矿中金属矿物主要为闪锌矿、黄铁矿、方铅矿、磁黄铁矿、细硫砷铅矿和毒砂；脉石矿物主要为白云石、石英、海绿石、透闪石、金红石、绢云母等有价元素。
另外，铅锌尾矿中金、银及镓、铟、锗等稀贵金属都达到一定的可回收程度。
目前尾矿库中保守存量在1500万立方，每年还在增加，建立尾矿综合利用工程势在必行。
第二节目标产品市场需求分析
一、铅锌精矿
铅锌尾矿通过再选获得铅锌精矿，直接进入原有的市场。
铅锌用途广泛，用于电气工业、机械工业、军事工业、冶金工业、化学工业、轻工业和医药业等领域。
此外，铅金属在核工业、石油工业等部门也有较多的用途。
随着我国铅锌冶炼能力的不断增长，铅锌精矿需求逐年大幅增加，而精矿生产分散且增长缓慢，造成国内精矿供应吃紧，价格上扬，其市场需求前景良好。
二、附属非金属矿物
铅锌尾矿中还可选出萤石、重晶石、绢云母、石英等非金属矿物，广泛用于工业填料等领域，市场非常稳定。
三、贵金属与稀散金属
金、银等贵金属和镓、铟、锗等稀散金属在选矿过程得到再富集，进行选择回收。
随着人类科技水平的提高和生产力的发展，贵金属的工业属性也被不断发掘。
以白银为例，由于在电子、航空等工业领域的应用不断拓展，白银使用量不断增大，已被广泛视为工业金属的一种，即使价格从2003年以来上涨了一倍有余，但由于其性能具有较强的不可替代性，使用者只能接受。
无独有偶，铂金、钯金等品种在气体催化等领域也出现了类似的情况。
贵金属工业属性的发挥，为其拓展了更广泛的需求，也将从根本上长期利好贵金属价格走势。
稀散金属已成功地应用于国民经济的许多部门：
半导体、光纤、特殊合金和涂层、催化剂、玻璃、颜料、低熔合金和焊料、医药、能源材料等。
特别是GaAs芯片、发光二极管、ITO导电膜、红外光学部件等近10年来在IT产业中的大量应用，推动了稀散金属产业的高速发展，其市场前景也日益看好。
四、高纯氧化镁和氯化钙
铅锌尾矿渣用于高纯氧化镁和氯化钙生产。
1、高纯氧化镁
氧化镁作为一种常规的基础化工原料，用量一直很大，市场也比较稳定，仅冶炼钢铁一项，全球氧化镁每年的用量超过1000万吨。
根据市场行情：
纯度大于98%的高纯度氧化镁价达20000～22000元/吨；超高活性氧化镁价格在20000～25000元/吨；医用级活性氧化镁价格在26000～30000元/吨。
2、无水氯化钙
氯化钙作为一种重要的无机化工原料，应用领域广泛，普遍应用于工业、农业、采矿、石油钻探、环境保护、食品等领域。
。
2005年无水氯化钙国内需求达到35万吨，出口量达到7万吨，总需求增加到42万吨。
目前无水粉状氯化钙市场售价为1500～6000元/吨，食品级氯化钙在3500元/吨，产品供不应求。
第三章项目主要攻关内容及技术路线
第一节项目主要公关内容
针对****铅锌尾矿不同深度样品的测试分析及实验室研究工作，拟解决的关键问题是：
一、尾矿再选关键技术
****铅锌矿山尾矿中有价元素的含量较高，平均品位为铅0.25%，锌0.4%，均超过了铅锌矿床的边界品位。
主要伴生有铜、银、金、锡、锑、镉、铋、镓、铟、锗、汞、硫、萤石及分散元素等，具有极大的综合利用价值。
二、生态环境材料
尾矿再选后，其矿渣经加工制备“高活性、多元素、高吸收、无公害”的硅钙镁钾肥（中国绿色产品协会已批准为绿色农资）。
最大限度地利用尾矿中的硅、钙、镁和钾元素及矿物，也最大限度地减少对周围环境的影响，使尾矿得到全面回收利用。
同时通过植物的高效种植改善区域的生态环境。
三、作为水泥配料
铅锌矿尾矿富含钙、镁、铁、铝、硅酸盐及其它微量元素，只要在水泥煅烧前对入厂原材料执行内控指标，实行专门验收，分别堆放，专人管理，对铅锌尾矿的掺入份量要严格按化验室指令搭配，进行必要的配料，这样产出的水泥熟料标号一般可以提高5%～10%，还可以降低煤耗，具有较高的经济效益和环境效益。
尾矿还可以作采空区填充材料，制作地板砖，硅铝钙镁耐火材料等。
四、高纯氧化镁和氯化钙制造技术
利用****铅锌尾矿，可以制造市场看好的高纯氧化镁和高纯氯化钙产品，提高综合经济效益，而高纯氧化镁和氯化钙的制造技术也是尾矿综合利用的关键技术之一：
经综合利用得到的氢氧化镁和氯化钙技术指标见表3-1、3-2：
表3-1无水氯化钙产品质量比较（w/%）
成分
CaCl2
Fe3+
Mg2+
水分
水不溶物
国家标准
≥96
≤0.004
≤1
≤3
≤0.5
本工艺
98.1
0.004
0.016
0.002
0.39
表3-2轻质氧化镁质量比较（执行标准GB9004-92）
成分
MgO
CaO
Cl-
SO42-
烧失量
盐酸不溶
堆积密度
特级品
98.0
0.30
0.10
0.25
0.6
0.12
0.24
工业级
95.0
1.0
0.30
0.3
0.12
0.12
0.25
医药级
98.0
0.5
0.14
0.3
0.12
0.10
0.25
本工艺
98.2
0.3
0.04
0.22
0.10
0.10
0.24
第二节项目检测结果与技术路线
一、检测结果
1、由国家地质实验测试中心检测得到的****铅锌尾矿成份分析，见表3-3和表3-4：
表3-3铅锌尾矿成分分析报告（μg/g）（国家地质实验测试中心）
样品号
1
2
3
4
5
钡Ba
485.2
476.70
439.70
458.00
463.90
铍Be
<1
1.35
1.19
1.20
<1.00
钴Co
4.92
5.37
5.23
5.98
6.37
铬Cr
65.19
68.27
62.92
65.20
59.66
钼Ck
83.82
85.52
80.91
94.92
90.78
镓Ga
16.21
9.21
14.29
10.07
11.81
锂Li
16.13
16.01
15.06
15.66
16.00
镍Ni
17.06
19.97
15.93
17.03
19.69
铅Pb
2509.00
2548.00
2393.00
2414.00
2543.00
钒V
75.06
75.00
73.01
73.70
75.84
锌Zn
4030
4100.00
3560.00
4510.00
4190.00
镉Cd
32.21
29.46
28.45
33.88
31.89
金Au
0.109
0.0840
0.125
0.188
0.0658
银Ag
9.4
9.1
8.7
8.4
9.2
铌Nb
4
5
5
3
4
铊Ta
11
13
<10
<10
13
锶Sr
252
246
246
258
238
锆Zr
95
106
102
101
99
锗Ge
1.1
1.3
1.5
1.2
1.8
铟In
5.6
6.1
5.2
5.7
6.2
钼Mo
1.1
1.2
1.0
1.2
1.2
锡Sn
92
110
96
98
101
锑Sb
13.7
15.5
16.4
14.5
14.6
表3-4矿物品位（%）
样品原号
1
2
3
4
5
SiO2
33.16
32.32
32.42
33.38
32.06
Al2O3
6.45
6.24
6.34
6.36
6.16
Fe2o3
5.85
5.80
5.87
5.94
5.76
CaO
17.51
18.86
17.47
18.10
17.54
MgO
8.68
8.90
8.58
8.83
8.53
K2O
1.86
1.84
1.93
1.94
1.96
Na2o
0.44
0.41
0.42
0.41
0.41
TiO2
0.42
0.41
0.40
0.48
0.41
MnO
0.19
0.19
0.18
0.19
0.18
P2O5
0.18
0.18
0.19
0.19
0.17
As
0.11
0.093
0.10
0.098
0.11
S
1.50
1.56
1.52
1.50
1.54
2、2009年，通过钻探取样，获得了尾矿坝历史资源资料，尾矿坝各断面多点成分分析，见表3-5：
表3-5尾矿坝断面多点多元素分析结果
元素
编号
Pb%
Zn%
Mn%
Mg%
Ca%
Fe%
105
0.26
0.31
0.14
4.86
10.46
2.83
110
0.18
0.20
0.12
4.61
10.91
2.58
115
0.20
0.11
0.12
5.00
10.69
1.87
120
0.14
0.12
0.12
5.31
11.37
1.80
125
0.14
0.07
0.12
5.72
11.81
1.71
205
0.26
0.24
0.16
4.72
10.98
2.34
210
0.23
0.31
0.13
4.43
10.20
2.76
215
0.18
0.20
0.14
4.76
10.81
3.20
220
0.14
0.21
0.14
5.21
11.65
1.75
225
0.13
0.12
0.11
5.04
11.33
1.77
230
0.11
0.17
0.12
5.48
11.67
1.67
3、对****铅锌尾矿进行了选矿富集试验，见表3-6、3-7：
表3-6****尾矿富集试验结果（2009/7/3）
编号
Fe
Mn
Zn
Ca
Mg
1
原矿
3.23
0.15
0.25
10.75
5.6
2
粗选
24．08
1．83
0．88
3．09
2．33
3
重选
18．87
0．14
0．89
7．17
3．89
4
再选尾矿
2．47
0．12
0．26
10．36
5．06
表3-7再选尾矿成分（2009/9/13）
产品名称
质量
品位（%）
回收率（%）
铅
锌
铅
锌
混合精矿
32.3
2.41
4.97
29.93
64.21
中矿1
54.25
0.60
0.19
12.52
0.04
尾矿
843.06
0.10
0.14
32.43
47.21
通过金属元素和非金属矿物分析化验，并进行解离选矿试验，可以断定除了金、银、镓、铟、锗等稀贵金属外，铅、锌、锰、钙、镁等元素可被回收利用，尤其是氯化钙和氢氧化镁产品，同时当以上金属被回收同时，大量的石英和云母等非金属矿物纯度得到提高从而提高了附加值，可以制造高质量氯镁氧水泥。
所以，全方位综合利用****铅锌尾矿势在必行。
二、技术路线
1、铅锌尾矿综合利用途径
针对****尾矿的现状分析，需要进行以下几方面的工作：
（1）尾矿再选
铅锌矿山尾矿中有价元素的含量总的说比较高，平均品位为铅0.25%，锌0.4%，均超过了铅锌矿床的边界品位。
主要伴生有铜、银、金、锡、锑、镉、铋、镓、铟、锗、汞、硫、萤石及分散元素等，具有极大的综合利用价值，因此从资源利用的技术经济条件方面看，只要有合适的财政税收优惠政策，这些铅锌尾矿中的大部分，都是人造低品位矿。
通过综合勘查和矿石物质成分研究，证实该铅锌矿床中含银高，经过富集可达100克/吨、含金约0.8克/吨，具有工业价值,尾矿的再选为其余成份整体利用奠定了基础。
（2）高值化利用
凡具备条件的矿山大都开始了尾矿的再选工作，尾矿中利用价值较高的元素像锰、铁、铅、锌、镓、金、银、硫、锗、铜、镉等，特别是稀散金属镓、锗的再选具有比较大的应用价值。
尾矿还可以作采空区填充材料，制作地板砖，硅铝钙镁耐火材料等
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