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铅锌选矿厂固体废弃物资源化利用与处置技术研究分析
耗亮孝

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耗亮孝,. 铅锌选矿厂固体废弃物资源化利用与处置技术研究分析[J]. 中国科学研究,20247. DOI:10.12721/ccn.2024.157286.
摘要: 铅锌选矿厂产生的尾矿、废石等固体废弃物对环境造成严重污染,同时也是一种潜在的二次资源,因此开发铅锌选矿厂固体废弃物的资源化利用与处置技术具有重要意义,分析了国内外铅锌选矿厂固体废弃物的资源化利用与处置技术现状,总结了各种技术的优缺点并提出了未来的研究方向和建议,为铅锌选矿厂固体废弃物的资源化利用与处置提供参考。
关键词: 铅锌选矿厂;固体废弃物;资源化利用;处置技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157286
基金资助:

引言:

铅锌选矿厂在生产过程中产生大量的尾矿、废石等固体废弃物,这些废弃物不仅占用土地资源还会对周围环境造成严重污染,然而这些固体废弃物中往往含有大量的有价金属和其他有用成分,具有较高的资源化利用价值,因此开发铅锌选矿厂固体废弃物的资源化利用与处置技术,不仅可以减少环境污染还可以实现废弃物的资源化利用具有重要的经济和社会效益。

1.铅锌选矿厂固体废弃物资源化利用技术

1.1尾矿资源化利用技术

铅锌选矿厂产生的尾矿是一种含有有价金属和其他有用成分的固体废弃物。目前国内外已经开发出多种尾矿资源化利用技术,如重选技术、浮选技术、磁选技术、化学提取技术等,重选技术利用尾矿中各组分的密度差异,通过重介质分选或跳汰等方法实现尾矿的分级回收;浮选技术利用尾矿中不同矿物的表面物理化学性质差异,通过调节浮选试剂和工艺参数实现尾矿中有价组分的选择性分离与回收;磁选技术利用尾矿中磁性矿物与非磁性矿物的磁性差异,通过磁场作用实现磁性矿物的分选与回收;化学提取技术通过酸浸、碱浸、氯化焙烧等方法,将尾矿中的有价金属转化为可溶性化合物,再通过溶剂萃取、离子交换等方法从浸出液中分离回收有价金属,这些技术的应用可以从铅锌选矿尾矿中回收铅、锌、铜、金、银等多种有价金属,实现尾矿的资源化利用,经过资源化利用后的尾矿,其环境危害性也大大降低,有利于实现尾矿的无害化处置。

1.2废石资源化利用技术

铅锌选矿厂产生的废石主要来自采矿过程中的剥离物和采矿废石,这些废石虽然品位较低,但由于数量巨大,仍然具有一定的资源化利用价值,目前废石资源化利用技术主要包括用作建筑材料、制作陶瓷和玻璃、铺设道路、填埋土地、制备新型材料等,将废石加工成建筑骨料、水泥掺合料、墙体材料等,可以替代天然砂石材料,减少对自然资源的开采;将废石制作成陶瓷、玻璃等材料,可以利用废石中的硅、铝等组分,实现废石的高值化利用;将废石用于铺设道路、填埋土地,可以减少废石的堆存量,降低环境风险;将废石制备成吸附材料、催化剂等新型材料,可以扩大废石的应用领域,提高废石的附加值,通过这些废石资源化利用技术可以实现废石的减量化、资源化、无害化处置,减少废石对环境的影响[1]。

1.3其他固体废弃物资源化利用技术

1.3.1冶炼渣资源化利用

冶炼渣是铅锌冶炼过程中产生的主要固体废弃物,其中含有大量的铁、硅、钙等有用组分,将冶炼渣作为水泥混合材料,可以替代部分水泥用量,降低水泥生产成本;将冶炼渣加工成微肥原料,可以提高土壤中微量元素含量,改善作物生长环境;将冶炼渣用作道路基础材料,可以减少天然砂石的开采量,缓解资源供需矛盾,还可以从冶炼渣中回收有价金属如铅、锌、铜等,提高资源利用效率,综合利用冶炼渣不仅可以实现废物减量化还可以创造可观的经济效益。

1.3.2废耐火材料循环利用

铅锌冶炼设备中使用的耐火材料,在经过一定周期后会失去使用性能而被淘汰成为废耐火材料,这些废耐火材料中通常含有刚玉、莫来石等优质耐火组分,具有较高的回收利用价值,可以将废耐火材料破碎、磨粉,经过分级、磁选等工序,分离出其中的有用组分,再经过成型、烧结等工艺,制成新的耐火制品,循环利用废耐火材料,可以减少原料开采量,降低生产成本,同时减少废耐火材料的排放量,实现废物资源化、减量化。

1.3.3废催化剂提取有价金属

铅锌冶炼过程中使用的催化剂如脱硫催化剂、加氢催化剂等,在失去活性后成为废催化剂这些废催化剂中通常含有钒、钼、镍等有价金属,可以通过火法或湿法冶金方法进行回收,例如可以将废催化剂焙烧除去有机物,然后经过浸出、萃取、还原等步骤,分离提取出钒、钼等金属,回收废催化剂中的有价金属,不仅可以减少原生矿产资源的消耗还可以产生可观的经济效益,回收过程中产生的废渣、废液等二次废物,也可以经过无害化处理后综合利用,实现废物的全过程管理和多级循环利用[2]。

2.铅锌选矿厂固体废弃物处置技术

2.1尾矿处置技术

铅锌选矿厂产生的尾矿如果不进行妥善处置,会对周围环境造成严重污染,目前尾矿处置技术主要包括尾矿库处置、尾矿充填、尾矿固化等。尾矿库处置是最常见的尾矿处置方式,通过筑坝拦截泄洪将尾矿以泥浆状态排入尾矿库中,利用尾矿的自然沉降和排水固结实现尾矿的堆存,为了确保尾矿库的安全稳定,需要对坝体进行加固、防渗、排水等工程措施并定期进行安全监测和维护,尾矿充填技术是将尾矿加工成膏体状态,泵送到采空区进行充填,不仅可以消除采空区的安全隐患还可以减少尾矿排放量延长矿山服务年限,尾矿固化技术是将尾矿与水泥、粉煤灰等固化材料混合,经过一定时间的养护,形成稳定的固化体,可用于矿山复垦、道路工程等,与传统的尾矿库处置方式相比,尾矿充填和固化技术具有占地面积小、环境影响小、安全性高等优点,是未来尾矿处置技术的重要发展方向,为了实现尾矿的减量化和无害化,还需要加强对尾矿的循环利用如将尾矿制成建筑材料、陶瓷原料等,最大限度地减少尾矿的排放量和环境影响。

2.2废石处置技术

铅锌选矿厂产生的废石是一种大宗的固体废弃物如果随意堆放,不仅会占用大量土地资源还会造成景观破坏、水土流失等环境问题,因此废石处置技术的选择和应用至关重要。目前废石处置技术主要包括废石场处置、废石回填、废石利用等,废石场处置是将废石运输至专门的废石场进行堆存,通过分层堆放、分级排水等措施确保废石场的稳定性和安全性,为了减少废石场的环境影响,需要对废石场进行表面覆盖、植被恢复等生态修复措施,废石回填是将废石运输至采空区进行填埋,不仅可以消除采空区的安全隐患还可以减少废石的堆存量,废石利用是将废石加工成建筑骨料、水泥掺合料等材料,用于建筑、道路、水利等工程领域,既可以减少废石的堆存量,又可以创造经济效益,还可以将废石制成透水砖、植草砖等生态环保材料,用于城市绿化、景观建设等,未来随着循环经济理念的深入推广,废石处置技术将向着减量化、资源化、生态化的方向发展,实现废石处置与资源利用的有机结合。

2.3其他固体废弃物处置技术

2.3.1危险废物处置技术

冶炼渣、废耐火材料、废催化剂等危险废物需要进行严格的无害化处置,安全填埋是常用的危险废物处置方式,通过设置多层防渗结构和导排水系统可有效防止有害物质渗漏,避免对地下水和土壤造成污染,固化/稳定化技术是将危险废物与固化材料混合,经过一定时间的养护,使有害物质转化为稳定的化合物,大大降低其环境风险,热处理技术如焚烧、热解、等离子体处理等,可在高温条件下将危险废物中的有机物分解、重金属挥发,使其转化为无害物质,在选择危险废物处置技术时需综合考虑废物的理化性质、环境影响、经济成本等因素,确保处置过程安全、可靠、经济、环保。

2.3.2一般固废处置与资源化利用

除危险废物外,铅锌选矿厂还产生一些一般固废如废旧设备、生活垃圾等,对于这些一般固废,应遵循"减量化、资源化、无害化"的原则,优先考虑废物减量和循环利用,最大限度地减少废物处置量,可回收利用的废旧设备、废金属等,可交由专业机构进行拆解、再利用,提高资源利用效率,不可回收的废物可采用卫生填埋等方式进行无害化处置,但需严格控制填埋场的选址、防渗、覆盖等,防止产生二次污染,还可探索固废再利用的新途径如利用废弃铁桶、废木材搭建简易构筑物,利用废旧轮胎铺设道路等,在废物处置的同时创造经济社会效益,未来铅锌选矿厂固废处置与资源化利用将进一步向着减量化、再利用、高值化的方向发展[3]。

结束语:

铅锌选矿厂固体废弃物的资源化利用与处置技术研究对于减少环境污染、实现可持续发展具有重要意义,未来应加强对新技术、新方法的研究与开发,提高固体废弃物的资源化利用率,最大限度地减少对环境的影响,还应加强不同技术之间的集成与优化,探索更加经济、高效、环保的固体废弃物资源化利用与处置路径。

参考文献

[1]孙万里.一般工业固体废弃物资源化综合处置利用技术的研究[J].中国石油和化工标准与质量,2024,44(03):178-180.

[2]王朝晖.浅析含有色金属固体废弃物资源化管理利用及处置新技术[J].皮革制作与环保科技,2023,4(08):47-49.

[3]聂海波,蒋雨辰,杨贤有,等.固体废弃物收集、处理及资源化利用技术分析[J].中国金属通报,2020,(05):261-262.