（5）褐铁矿：2Fe₂O₃·3H₂O＋6H₂SO₄→2Fe₂（SO₄）₃＋9H₂O
　　Fe₂（SO₄）₃＋4H₂O→2Fe（OH）₃＋H₂SO₄
　　（6）硅酸盐：SiO₃^2-＋H₂SO₄→H₂SiO₂＋SO₄^2-
　　（7）铝酸盐：Al₂O₄^2-＋H₂SO₄→H₂Al₂O₄＋SO₄^2-
　　H₂Al₂O₄＋H₂O→2Al（OH）₃
　　（8）钙化合物：CaCO₃＋H₂SO₄→CaSO₄↓＋H₂O＋CO₂↑
　　（9）镁化合物：MgCO₃＋H₂SO₄→MgSO₄ ↓＋H₂O＋CO₂
　　3.2 工艺流程
　　从尾砂库采回的铜矿尾砂，经水冲式下料装置用部分萃余液和循环回用的中水调浆并除去石块、树枝、草根等杂物后，自流进入提升式矿浆搅拌槽，用经浓硫酸稀释器稀释的工业硫酸进行硫酸浸出作业，将尾砂中的酸溶铜全部浸出，酸浸矿浆自流进入几台串联配置的浓密机，用部分萃余液作为洗涤水进行酸浸矿浆的逆流洗涤作业。
　　一级浓密机溢流即为萃取工段的铜料液，经沉淀澄清后送入萃取工段经过“两萃一反一洗涤”的萃取流程，把铜料液中低品位的铜富集到富铜液中成为高品位铜液，排出的萃余液作为调浆水和洗涤水返回上料和末级浓密机循环使用。
　　富铜液作为电解液自流进入电积工段的电解槽，通入直流电进行电积作业，液体中的铜沉积在阴极板上生产出国标1#阴极铜板，从电解槽流出的贫电解液作为反萃液返回萃取工段的反萃槽，经反萃负载有机相提高铜品位后成为富铜液，再流入电积工段的电解槽再次进行电积循环作业。
　　末级浓密机底流加入部分清水稀释后送选铁工段，经过三级磁选作业，产出的铁精矿作为产品出售，铁尾矿矿浆经卧螺离心机脱水后，干尾矿直接售建材厂和水泥厂作为生产矿渣环保砖和水泥的主辅材料，中水返回上料调浆循环使用。这样，铜矿尾砂中的有价金属铜和铁，经过“L— SX— EW”法湿法冶金流水线，源源不断地以阴极铜板和铁精矿形态被提炼出来，工艺流程如图11所示。

　　图11 工艺流程图（略）
　　3.3 关键技术
　　萃取混合室和搅拌浆叶采用创新技术，在低品位铜液萃取上有突出优点。
　　4 技术应用情况及典型项目
　　表21　典型项目的投资与收益情况

总 投 资	5000万元	其中：设备投资	3000万元
运行费用	800万元/年	设备寿命	12年
综合利用效益	1000万元/年	投资回收年限	5年

　　阳春市中诚铜业有限公司采用湿法冶金技术综合利用尾矿资源，总投资5000万元，年利用尾矿量50万t。2010年工业产值可望达到1.2亿元， 利税1500万元，解决本地200多个富余劳动力。
　　表22　国内外技术经济指标对比

项目　　　　　　 单位	中诚铜业	灵宝黄金股份	灵感联合（美国）
料液铜品位（g/l）	1.3～1.5	3.5～5	1.4
料液酸度（g/l）	16～18	3～8	4
料液铁品位（g/l）	＜3	＜3	＜1
料液流量（m3/h）	220	70	900
悬浮物（ppm）	100	10	5
萃取剂浓度（体积比）	3%M5640	15%L1X973	7%L1X984
电解贫液酸度（g/l）	170～190	190～230	150～170
电解贫液铜品位（g/l）	30～35	30～35	36～40
萃取率（%）	95	97.8	95.6
电流效率（%）	95	89	86～88
槽电压（v）	1.8～2.2	1.8～2.2	2
电流密度（A/m2）	150～170	150～190	150～180
萃取剂消耗（kg/tCu）	4	2.65	2
溶剂油消耗（kg/tCu）	60	14	2
硫酸消耗（kg/tCu）	10	325	100
添加剂消耗（kg/tCu）	0.010	130
直流电消耗（kg/tCu）	1600	1800	2000
注：美国灵感联合公司指标参数摘自冶金工业出版社出版的《湿法冶金手册》。

　　可见该技术的电解能耗、酸耗、添加剂消耗等均低于国际水平。
　　5 应用效果及推广前景
　　应用该技术可为制砖厂和大型水泥厂，提供优质廉价的辅料，相对减少了建材生产企业对资源的消耗。随着尾砂库的逐步降容，库区安全系数迅速提高，长期困扰尾砂库区的环境污染问题逐渐解决，将来还可对尾矿库复垦造田，改善周边地区生态环境，增加可利用的土地资源2500亩以上。该项目有着极大的社会意义和经济效益。真正实现了企业、社会、政府三赢。
　　二十一、尾矿中回收弱磁性矿技术
　　1 技术名称：尾矿中回收弱磁性矿技术
　　2技术适用范围：含弱磁性矿物的细粒级尾矿
　　3技术简介
　　3.1基本原理
　　以锰、铬、褐（赤）铁为代表的弱磁性矿物传统多采用粗粒磁选或重选的方式进行选别，其尾矿嵌布粒度多为细粒级，品位低。该开放磁系永磁全作用面磁选技术是针对弱磁性尾矿及电解锰浸出渣的以上特点研制成功的一种专用永磁磁选技术，填补了国内空白。
　　磁路设计原理：
　　采用圆筒型磁选机磁系布局，磁场是典型的开放磁系磁场，采用了两极之间极距（ ）趋向于零设计思路，选用微小NdFeB磁体，不使用极靴，在筒体表面形成多极和高梯度的磁场，磁体的“面磁荷”密度几乎不变，可近似的看作是均匀磁荷。
　　选矿工艺原理：
　　将矿物直接均匀附着在永磁体表面，采用高压雾化喷射水流将夹杂在磁性矿物中的无磁性杂质排出。工艺流程遵循解离细粒尾矿直接磁选、粗粒磨至解离再磁选的原则，减少了磨矿成本，适应尾矿库中尾矿多为细粒级的现实状况。
　　3.2 工艺流程
　　图12　尾矿回收弱磁性矿技术流程（略）
　　流程设计原则为：利用尾矿多为细粒级的特点，先筛分，减少磨矿量，再两段磁选。
　　3.3 关键技术
　　（1）通过永磁作用面的设计和磁力调整来适应不同尾矿的粒度及比磁化系数。作用面磁力均衡，磁力大，梯度高，单机产能可根据生产要求放大，能耗低。针对细粒级尾矿采用裸露永磁磁体、筒式结构，不造成磁堵塞。
　　（2）采用解离细粒尾矿直接磁选，粗粒磨至解离再磁选的方式，减少了磨矿成本，适应尾矿库中尾矿多为细粒级的现实状况。
　　4 技术应用情况及典型项目
　　利用该项技术，在湖北省黄梅县建成了20万t褐铁水洗尾矿选厂。2009年试产，入选尾矿品位28%～45%，精矿品位53%～57%，回收率达到80%以上；该技术还被应用于新疆托里县铬铁尾矿的选别，2009年试产，入选尾矿品位15%～20%，精矿品位35%～38%，回收率达到90%以上，社会效益和经济效益显著。
　　利用该项技术选别5.8%～9.6%氧化锰矿，精矿品位33%～38%，其典型项目的投资与收益情况见表23。
　　表23 典型项目投资与收益情况

总 投 资	4000万元	其中：设备投资	1600万元
运行费用	6400万元/年	设备寿命	15年
综合利用效益	3150万元/年	投资回收年限	1.25年

　　该技术的应用效果如下：
　　1）年处理60万t氧化锰尾矿项目，可获得11万t的电解锰原料。
　　2）企业减少尾矿排出18%并节约堆存成本。
　　3）采用物理选矿方式，不造成二次污染。
　　4）本技术选矿自身能耗低，用水采用循环方式，节能环保。
　　5）因地制宜，如剩余尾矿压滤后可用于回填山沟，作为平整工业用地使用或用于建材原材料使用。
　　5应用效果及推广前景
　　该技术针对弱磁性矿物尾矿嵌布粒度细的特点，是先进的弱磁性细粒级尾矿提取技术，其适应性广，不造成二次污染，生产过程能耗低，生产用水可循环使用，填补了国内细粒级尾矿再选和电解锰浸出渣再选的永磁磁选设备空白。最大限度地回收了有用矿物，避免了资源浪费，减小了尾矿占地面积和对环境的污染，延长了尾矿库的服务年限。应用范围可遍及所有的含弱磁性矿物的尾矿，具备广阔的市场前景。


　　二十二、尾矿砂制造木化板技术
　　1 技术名称：尾矿砂制造木化板技术
　　2 技术适用范围：铁尾矿生产建筑材料
　　3 技术简介
　　3.1基本原理
　　木化地板是以精选的碳硅化合物和高分子聚合物为主要原料，添加各种功能填料与各种助剂，经高温高压等数十道工艺而成的新一代装饰材料。产品经国家建材权威检测部门检测，各项指标均达到或超过国家有关标准。
　　该产品具有以下特点：
　　1）健康环保。产品甲醛释放量只有0.1mg/L，远远低于国际健康标准E0级。
　　2）防水，不变型，不退色、不开翘，产品吸水膨胀率几乎为零，完全克服了吸湿膨胀、干缩裂缝、基材变形、板面变色等一系列问题。
　　3）地热首选，产品采暖性能好，国家对地热地板的性能指标要求为每小时升温8℃，而KSP健康地板每小时达到11℃，不会因温度的变化而出现起拱、变形等现象，是地暖地板的首选产品。
　　4）抗虫、防腐、抗老化、阻燃性能好。
　　5）安装、打理方便，安装时无需龙骨，胶水，不受季节限制，花色图案随意搭配，时尚个性。干、湿布都可擦洗。
　　3.2 工艺流程
　　物料准备→原材料破碎→磨粉→配料→混料→加工成型→切割→砂光（粗、细）→加工槽榫→表面涂装→包装→存储。
　　3.3 关键技术
　　以精选的碳硅化合物和高分子聚合物为主要原料，添加各种功能填料与各种助剂制造木化板。
　　4 技术应用情况及典型项目
　　利用该技术生产的木化地板已经在多家单位成功使用，并且得到了好评。该技术的应用具有较好的经济效益、社会效益和环境效益。典型项目的投资与收益情况见表24。
　　表24 典型项目的投资与收益情况

总 投 资	24296万元	其中：设备投资	5415万元
运行费用	66188万元/年	设备寿命	15年
综合利用效益	73440万元/年	投资回收年限	5年

　　该典型项目产生了较好的经济效益和社会效益。
　　1）经济效益
　　本项目总投资24296.25万元，其中建设投资21467.1万元，流动资金2829.15万元，占地面积218.6亩。项目建成达产后，年均销售收入74800万元，可实现利税22771.3万元，投资回收期5.56年。
　　2）社会效益
　　该技术有效地利用尾矿砂，实现了矿业废弃物的资源化、减量化和无害化。可安排就业人员1076人，年可产生社会效益50000万元。
　　5 应用效果及推广前景
　　年可处理尾矿砂13.6t，减少了尾矿堆存；年可节约木材纤维产品充填体约2万t；减少了尾矿组成成分及残留选矿药剂对生态的破坏，保护了水资源及土地资源。该产品是环保新型建材，产品生产加工工艺和设备成熟、可靠，产品质量可靠，可带动周边相关行业发展，具有较好的经济、社会效益，推广应用前景很好。

　　二十三、利用铅锌尾矿渣生产低碱优质硅酸盐水泥熟料技术
　　1 技术名称：利用铅锌尾矿渣生产低碱优质硅酸盐水泥熟料技术
　　2技术适用范围：铅锌尾矿渣生产低碱优质硅酸盐水泥
　　3技术简介
　　3.1基本原理
　　尾矿中的主要组成部分SiO₂能够满足硅酸盐水泥生产的需要，而且其中的微量元素具有矿化效果，同时其天然的低碱性能非常适合低碱水泥的生产需求。因此，完全可用此类尾矿代替粘土配料，将其作为非活性填充料，或将其改性作为活性混合材使用。
　　3.2 工艺流程
　　图13所示为利用铅锌尾矿等工业废弃物作为原料配制生料生产熟料工艺流程；图14所示为利用铅锌尾矿等工业废弃物作为混合材生产P.C水泥（复合硅酸盐水泥）的工艺流程；图15所示为利用铅锌尾矿等工业废弃物生产P.O42.5低碱水泥（普通硅酸盐水泥）的工艺流程。

　　图13　利用铅锌尾矿等工业废弃物作为原料配制生料生产熟料工艺流程（略）

　　图14　利用铅锌尾矿等工业废弃物作为混合材生产P.C水泥的工艺流程（略）

　　图15　利用铅锌尾矿等工业废弃物生产P.O42.5低碱水泥的工艺流程（略）

　　3.3 关键技术
　　（1）利用铅锌尾矿作为硅质原料采用回转窑烧制低碱高阿利特硅酸盐水泥熟料技术。
　　（2）利用铅锌尾矿作混合材生产P.C水泥的工艺技术。
　　（3）利用铅锌尾矿生产P.O42.5低碱水泥的工艺技术。
　　4 技术应用情况及典型项目
　　我国铅锌尾矿渣储量丰富，但尾矿坝存在决堤和污染水源的危险。利用铅锌尾矿生产水泥熟料，不仅可以代替粘土，而且含有的微量元素还可以促进熟料的烧成，使熟料中的矿物晶格发生畸变，提高熟料矿物的水化活性，从而提高熟料的强度；尾矿中的碱含量比粘土低，生产出的水泥熟料具有较高的工程适应性和耐久性，减少了工程后期维修费用。该技术已经在商洛尧柏秀山水泥有限公司成功应用，其投资与收益情况见表25。
　　表25　典型项目的投资与收益情况

总投资	2573.30万元	其中：设备投资	1076.00万元
运行费用	256.60万元/年	设备寿命	12年
综合利用效益	1300万元/年	投资回收年限	2年

　　利用铅锌尾矿等工业废渣生产硅酸盐水泥熟料，尾矿中含有的铅、锌和铜等微量元素可对熟料的烧成起催化作用，降低烧成温度，使单位产品煤耗明显下降，煤电两项合计，年可节约成本500余万元。利用铅锌尾矿等工业废渣生产水泥熟料，年节约粘土12万t，折合耕地100余亩，保护了耕地和生态环境。
　　商洛尧柏秀山水泥有限公司对尾矿等废弃物的综合利用和深度开发，减少了尾矿占地，解决了尾矿大量堆积造成的环保和安全隐患，使废弃的资源得到利用。
　　5 应用效果及推广前景
　　每吨熟料煤耗由143kg降为135kg，年可节约用煤3700余吨，节约成本300余万元；并使废气中硫化物和氮氧化物浓度大幅度降低，减少了环境污染。单位产品电耗下降8度，年节约用电340余万度，节约成本200余万元。仅煤电两项年节约成本500余万元。
　　使用铅锌尾矿生产的各等级和各品种水泥，经国家大型重点工程如西康铁路、西柞高速、襄渝铁路复线工程等反复试验对比和实际应用证明，该水泥产品有强度高、易性好、耐腐蚀、抗渗性好，加之低碱的特性，混凝土的可靠性和耐久性得到保证。产品具有广阔的市场前景。

　　二十四、铁尾矿制砖技术
　　1 技术名称：铁尾矿制砖技术
　　2 技术适用范围：页岩尾矿烧结砖
　　3 技术简介
　　3.1 基本原理
　　铁尾矿主要由赤铁矿、菱铁矿、石英、高岭石、方解石、磁铁矿、白云石等组成。尾矿具有比普通制砖粘土更大的比表面积和更小的平均粒径，有较好的成型塑性。通过调整制砖配方、确定适合大批量生产的工艺参数和工艺制度、完善工艺设备，实现尾矿制砖产业化。
　　3.2 工艺流程
　　隧道窑尾矿制砖工艺流程
　　页岩、煤矸石　　　　　　　　 尾矿
　　颚式破碎　　　　　　　　　　 除磷、脱硫
　　锤式破碎　　　　　　　　　　 压滤
　　筛分　　　　　　　　　　　　 尾矿库
　　搅拌　　　　　　　　　　　　 箱式给料机
　　箱式给料机　　　　　　　　　输送皮带机
　　（按掺入比例加入）
　　挤出搅拌机　　　　　　　　　对辊混合机
　　陈化库　　　　　　　　　　　箱式给料机
　　双级真空挤砖机　　　　　　　多功能切割机
　　编运系统（人工运入坯场）　　自动码坯（人工码坯）
　　隧道干燥窑（自然干燥）　　　隧道焙烧窑（轮窑焙烧）
　　3.3 关键技术
　　铁尾矿浓缩脱水是尾矿制砖的关键技术。通过静态沉降试验、现场分流试验、浓密机改造，为高效深锥浓密机选型和尾矿浓缩工艺设计及改造提供可靠依据。尾矿制砖成型工艺研究关键在成型水份，按尾矿掺配比50%、60%、70%、80%掺加页岩料，成型水份控制在16%～18%。尾矿制砖干燥工艺关键在干燥速度，具体参数：进车速度45分钟/车；送热温度140℃；排潮量14.4万m³/h；排潮温度60℃。尾矿制砖焙烧工艺技术关键是余热利用与两个放热的平衡。
　　4 技术应用情况及典型项目
　　南京鑫翔新型建筑材料有限责任公司将铁尾矿烧结砖广泛地应用于建筑行业，并且得到房产开发商的好评。
　　2006年6月，该公司在南京市江宁区汤山镇建立了两条生产线，年产金属尾矿砖7000万块。2009年7月，与南京市六合区冶山矿合作建立了两条生产线，形成了铁尾矿制砖的规模化生产，年综合利用金属尾矿达100万t以上。
　　应用该技术的典型项目的投资与收益情况见表26。
　　表26　典型项目的投资与收益情况

总 投 资	450万	其中：设备投资	443万元
运行费用	60万元/年	设备寿命	20年
综合利用效益	280万元/年	投资回收年限	2年

　　生产页岩尾矿烧结砖日可利用铁尾矿600t以上；年产量可达7000万块（折标），比原设计产量提高10%以上，产品一等品率可达95%以上。企业因降低成本，每年带来经济效益280万元。
　　5 应用效果及推广前景
　　页岩尾矿烧结砖可替代粘土烧结砖用于建筑工程墙体，符合墙体材料改革发展的方向；形成的技术、工艺便于向社会推广应用，为尾矿资源化处理提供了有效的途径，值得推广。

　　二十五、铅锌尾矿资源综合利用技术
　　1 技术名称：铅锌尾矿资源综合利用技术
　　2 技术适用范围：铅锌尾矿提取硫、铁，生产混凝土和建筑用砖
　　3 技术简介
　　3.1基本原理
　　有些铅锌尾矿中含有一定量的硫、铁、含铁铝的硅酸盐矿物、氧化铁矿物等，根据这些矿物的可浮性不同、硬度不同、比重不同、磁性不同，选用合适的分级设备、磁选设备、固液分离设备以及合适的絮凝药剂，富集分离其中的硫、铁、石英等。硫、铁作为产品销售，石英用做混凝土细骨料，细粒级的尾矿用于生产建筑砖等。
　　3.2 工艺流程
　　图16　铅锌尾矿综合利用流程（略）
　　3.3 关键技术
　　（1）高效选矿工艺及废水处理工艺；（2）尾矿生产建筑砖的低温煅烧技术。
　　4 技术应用情况及典型项目
　　该技术应用于福建尤溪金东铅锌矿综合利用项目，综合回收了硫、铁等有价元素，再选尾矿用于生产混凝土及建筑砖等，给企业带来了显著经济效益。同时，尾矿综合利用可消除尾矿中的重金属离子、选矿药剂及废水对地表水、地下水和周围土地环境造成的危害，环境效益显著。还可以增加部分职工就业，具有良好的社会效益。该典型项目的投资与收益情况见表27。

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