矿山尾矿综合开发与利用项目可行性研究报告(编辑修改稿)

矿山尾矿综合开发与利用项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

表 1 序号 项 目 单 位 主要技术性能 1 挖方量 万吨 /年 150 挖方量 吨 /小时 300 2 水下最大挖深 米 45 3 平底船 主要尺寸 船长 米 船宽 米 型深 米 4 平均吃水深度 米 5 工程船结构形式 钢结构 6 工程船移动方式 首绳式 7 操纵形式 电气、液压 8 安装电机总容量 KW 870 同时工作电机容量 KW 790 9 安装总重量 吨 520 预期获得的专利 本项目预期获得发明专利 4项 ，实用新型专利 2— 3项。 预期获得的社会经济效益 金属矿山尾矿是极其宝贵的资源，其中赋存着大量的有价元素。 全国重点铁矿尾 矿中，还有折合 65%品位的铁精矿约 亿吨，如鞍本地区铁矿山经过几十年的生产，形成了许多大型尾矿库，其金属含量相当于几个大型铁矿山的储量。 内蒙古包头白云鄂博铁矿的尾矿库相当于一个大型的稀土矿山，四川攀枝花铁矿的尾矿中含有铜、镍、钛、钒等十几种有益组分，相当于一个大型有色金属矿山。 据考查，全国类似的多金属伴生铁矿山和尾矿库还有很多，也同样具有较高的回采利用价值。 矿山尾矿 综合开发与利用 主要应用于矿山废弃尾矿的回采及再选。 本项目成功实施后，可以有效解决多年来亟待解决的大规模工业化回收利用尾矿资源的技术难题，使 废弃多年的矿山固体废弃物变废为宝，项目完成后，预计在工程依托点每年可从废弃的尾矿中回收铁矿粉 24 万吨（品位≥ 65%），创造工业产值 8400 万元 /年，利税 3360万元 /年。 其成果在全国矿山进行转化后，仅在冶金行业，即可建设铁尾矿回收装备数百套。 届时，每年将处理尾矿砂 36 亿吨，并从废弃的尾矿中每年回收铁精矿粉 8001600 万吨，经济价值 40 亿 —— 80亿元人民币。 相当于新建 20 个大、中型冶金矿山，将极大缓解我国铁矿资源短缺的状况。 同时，还将对尾矿中其它有用组分的回收及综合利用开展积极的研究工作。 尾矿回 采及分选工艺流程 “ 矿山尾矿 综合开发与利用 ”项目 所采用的设备 按其专业特点及使用功能分为五个部分： （ 1）回采及挖掘 本系统重点研究解决尾矿回采过程中的深部开采及大幅度提高尾矿资源利用率的难题。 其装置主要由绞刀、绞刀驱动装置、水下泥泵组、绞刀桥及其悬挂装置等组成，用于完成尾矿深部开采作业。 （ 2）选矿及附属设施 选矿及附属设施主要由粗选富集设备、精选设备、脱泥设备、再磨设备、选矿供水设备、精矿及尾矿输送设备等组成，用于完成对尾矿中有价成分的回收和选别。 （ 3）设备载体 设备载体 主要负责承载各种采掘设备、选矿设备、动力及操控设备等，使尾矿回采及分选的整体装备能平稳地漂浮在水上工作。 以保证在尾矿库特定的开采条件下，实现可移动的工业规模采选一体化集成作业。 （ 4）动力及控制部分 该部份由电气系统和液压系统组成，用于完成驱动和控制尾矿回采及分选装备的全部作业程序。 （ 5）水下监控系统 用于完成尾矿开采过程中，水下工作面及水下障碍物等的监控，以提高尾矿回采强度和保证安全生产。 尾矿回采及分选成套设备可以视之为一漂浮于水上、完成回采作业、选矿作业和排尾等连续作业的采选一 体化工厂。 其中回采作业由设备前部的挖掘系统将采掘物料由上至下分层绞吸，并提升到一定高度，给入选矿系统进行选别作业。 回采时，借助首绳绞车的拉力使绞刀与工作面矿体接触，以首绳地缆桩锚圆点为圆心，以此点到绞刀的水平距离为半径进行挖掘。 设备的移动靠首、尾四根横移边绳的收、放绳来完成。 挖掘作业时，由上层到下层分层采掘，采幅宽度因地制宜，通常情况下，采幅宽度不小于工程船长的。 当开采到最大深度并完成一个工作面开采后，将绞刀桥提起并将设备前移一个步距，进行下一个工作循环。 本 项目 的主要对象为尾矿库中的铁金属矿物及 伴生有价元素。 按项目 工程 示范基地 的尾矿开采技术条件和可选性，分为单一回收磁性矿物。 鞍钢集团大孤山铁矿尾矿库主要回收的金属矿物为铁矿粉。 选矿采用弱磁工艺，流程为一粗二精。 其工艺过程为：回采系统将采矿工作面的尾砂绞吸后并提升到一定高度，给入盘式磁铁矿物回收机进行粗选，经富集后的粗矿物给入磁力脱水槽进行再选并脱泥，尾矿则由尾砂泵输送至尾矿场进行相应的技术处理，为尾矿的整体综合利用奠定基础。 经脱泥再选的粗矿继续给入永磁筒式磁选机进行一次精选。 一次精选的精矿经再磨后给入二次精选。 二次精选后的产品为船上最终产品，并经 砂泵及专用管路输送至陆地精矿堆放场。 详见选矿工艺流程图。 尾矿库尾矿 回采系统 粗选 脱 泥 一次精选 磨矿 二次精选 砂泵输送 砂泵输送 精 矿（精矿堆放场） 尾 砂（技术处理） 选矿工艺流程图 整体消纳 尾矿综合利用技术开发 通过采用热液蚀变的技术路线把再选后的尾矿进行预处理后用来生产凝石胶凝材料。 凝石胶凝材料不同于传统水泥高钙体系的硅铝基胶凝材料。 目前，大量生产和应用的凝石胶凝材料是以粉煤灰、自燃过的煤矸石、各类冶金渣、各种燃煤炉渣等硅铝质固体废弃物为主要原料生产的。 目前，主要是代替水泥用于各种建筑工程。 目前，全国各地已经建立起十几条凝石胶凝材料生产线、生产成本比水泥低30%。 关键技术 （ 1） 尾矿热液蚀变过程控制。 （ 2） 成岩流体与尾矿蚀变物及其它物料反应过程控制。 创新点 （ 1） 突破尾矿大综整体利用的技术难关。 （ 2） 利用热液蚀变原理预处理尾矿生产硅铝基胶凝材料。 （ 1）尾矿凝石胶凝材料达到 性能指标。 （ 2）凝石尾矿混凝土各种强度、耐久性指标达到 C C C50普通水泥混凝土的性能。 （ 3）工业试验在 20 万吨 /年凝石生产线上进行，课题验收时生产出尾矿凝石 10000吨。 （ 4）生产成本比普通硅酸盐水泥低 30%。 结合项目研究，形成发明专利 2项，完成论文 10 篇。 从目前凝石胶凝材料的发展趋势看，凝石在各种建筑工程中和建材制品的生产中均显示出极好的应用前景，其市场需求量迅速扩大。 随着《凝石混凝土应用技术规程》的颁布（已由建设工程标准化协会立项），预计到 20xx年凝石胶凝材料的市场需求将达到 1 亿吨 /年，到 20xx年 可达到 3亿吨 /年。 五、技术来源与技术路线 国内外现状与发展趋势 根据相关资料显示，截止到目前，在铁尾矿和其它金属尾矿的二次回收和综合利用方面，无论国内还是国外，都还没有较为成功的方法和成熟的技术来有效、合理地解决尾矿的具有工业化规模回收利用以及超深部回采难题。 进入九十年代以后，由于选矿技术的不断提高和装备及工艺的逐步完善，为尾矿的再选和二次回收提供了选矿专业上的可能。 但是，由于金属矿山尾矿库特殊的开采技术条件，极大地限制了大型采矿设备的进入和使用。 因此，采选设 备以及工艺的不配套，严重的阻碍了尾矿资源大规模回收利用的实现和发展。 鉴于我国铁矿资源的紧缺现状和市场的大量需求，通过开发和研制大型尾矿高效回采、分选技术与装备，即以绞吸式铁尾矿回采船为主体装备的尾矿回收新技术和新工艺，可率先在国内较好地解决工业化规模回收尾矿资源和超深回采等技术难题。 通过对项目产品的市场预测，建设条件，工艺流程、环境保护、工程投资和经济效益以及对行业共性技术的带动作用等几方面进行的研究论证，得出以下结论：本项目技术路线符合国家环保要求和产业政策。 是目前国家积极倡导的以实现资源的有效和循环利 用、缓解资源短缺和保护生态环境为目标，坚持开发应用相结合、坚持自主创新、促进科技与经济的有机结合原则的一项先进技术和装备。 该项目市场广阔、原料来源充足，技术先进、应用意义深远。 具有广阔的发展前景。 技术来源与知识产权 金属矿山尾矿作为一个巨大的储备资源，具有相当大的开发潜力，已日益受到国家有关部门的高度重视和行业的极大关注。 高效开发、充分利用这些资源，实现资源利用的可持续发展，已成为二十一世纪国内处相关科研单位和企业积极投入的一项资源再利用工程和环境保护工业。 在《国家中长期科技发展规划纲要》中，将“矿产资源高效开发利用”和“综合治污与废弃物循环利用”列入优先主题。 铁尾矿作为矿山固体废弃物中储量最大的储备资源，工业化的开发利用、对缓解我国资源短缺，保护环境等，具有重大意义。 本项目突出一个重点目标，通过 矿山尾矿综合开发与利用项目的建设 ，形成矿山尾矿高效循环利用的核心技术和示范基地，推动矿山尾矿资源化利用技术的进步和推广应用。 本项目完成后，将形成有自主知识产权的专利技术，如发明专利：“绞吸式回收金属尾矿方法及绞吸式金属尾矿回采船”、“铁尾矿的回收方法”、“链斗挖掘 式金属尾矿浮动回采船”，以及以尾矿为主要原料生产凝石胶凝材料和以尾矿代替河砂配制凝石混凝土的方法。 技术路线 尾矿等固体废弃物和资源化利用是国家大力倡导的技术发展方向，本项目研发的技术可以通过承担单位的公共技术服务平台向社会辐射。 通过本项目的研究和成功实施，将解决多年来人们亟待解决的大规模工业化利用尾矿资源的技术难题。 使大量的矿山固体废弃物变废为宝，使多年的愿望得以实现。 为了保证项目的顺利实施和取得良好的研究成果，针对国内目前尾矿资源现状及市场需求，项目单位开展了积极的前期调研及样品的定量分析，针对 不同类型和矿石性质的尾矿进行矿物学研究。 结合具有行业共性技术难点的技术问题开展攻关，项目完成后，将形成一批有推广应用价值的创新技术。 根据项目的资源调查、市场预测、建设条件、工艺流程、环境保护、工程投资、经济效益以及对行业共性技术的带动作用等几方面进行的研究论证：本项目技术路线符合国家环保要求和产业政策。 是目前国家积极倡导的以实现资源的有效和循环利用、缓解资源短缺和保护生态环境为目标，坚持产、学、研相结合，坚持自主创新，坚持科技与经济有机结合原则的一项利国利民的技术和系统工程。 通过项目的成功实施，将在项目工 程示范点解决和突破一批尾矿综合利用方面的关键技术。 这些关键技术将对解决行业共性技术难题和项目的产业化发展起到重要促进作用。 “ 矿山尾矿综合开发与利用项目 ”，旨在解决尾矿资源工业化利用难题。 该项目所建设的 成套设备核心采用整体漂浮技术，采选一体化连续作业流程，用一套装备同时完成多项生产作业，使整个生产作业在一座漂浮的水上工厂中一次完成。 该研究设计思想在尾矿综合回收利用方面，尤其是解决大型采选设备进入尾矿库区全范围作业，具有重要的创新意义。 同时，深部回采、选矿工艺及专用设备、尾矿的综合回收利用等项技术创新，使该项 目更加趋于完善，形成具有自主知识产权的专有技术体系。 “ 整体消纳 尾矿利用技术开发”，通过采用热液蚀变的技术路线，把尾矿进行预处理后用来生产凝石胶凝材料，开发出以细粒尾矿为主要原料的凝石胶凝材料，以粗粒尾 100%代替河砂配制混凝土。 我国每年有 10 亿吨的水泥市场，有 30 亿吨的混凝土用砂市场。 如果本技术在大规模生产中得以推广，将有可能每年消纳数十亿吨的铁尾矿。 六、市场需求分析及预期效果 市场需求分析 目前，虽然我国铁矿粉市场供需矛盾日异突出，铁矿资源日趋减少。 但多年来矿山排 弃数以亿计的固体废料 —— 铁尾矿却一直没能得到合理有效的开发利用。 咎其原因，主要是缺乏行之有效的具有工业化规模回收能力的技术措施和装备。 据统计，目前国内具有一定规模或贮存量的矿山尾矿库大约有 400余座。 其中铁矿尾矿库有 200余座，且大部分极具开发利用价值。 针对国内铁矿资源短缺的现状，研究大型尾矿高效回采、分选成套技术与装备项目，可以有效解决多年来亟待解决的大规模工业化二次回收利用尾矿资源的技术难题。 使废弃多年矿山固体废物变废为宝。 根据详细调研，每个大型尾矿库可容纳24套尾矿回收成套装备，据我国现有的尾矿库数 量来计算，本项目实施成功后，仅在冶金行业，即可建设铁尾矿回收装置数百套。 届时，每年可从矿山废弃的尾砂中二次回收铁精矿粉 800 万 — 1600 万吨。 市场价值达 40 亿 —— 80 亿元 /年。 相当于新建 20 个大、中型冶金矿山。 预期获得的社会经济效益 金属矿山尾矿是极其宝贵的资源，其中赋存着大量的有价元素。 全国重点铁矿尾矿中，还有折合 65%品位的铁精矿约 亿吨，如鞍本地区铁矿山经过几十年的生产，形成了许多大型尾矿库，其金属含。