标题：铁尾矿
引言
尾矿是选矿后的废弃物，是工业固体废弃物的主要组成部分。据不完全统计，全世界每年排出的尾矿及废石在100亿t以上。我国现有8000多个国营矿山和11万多个乡镇集体矿山，堆存的尾矿量近50亿t，年排出尾矿量高达5亿t以上，其中黑色冶金矿山年排放尾矿量达1.5亿t。目前，我国的尾矿综合利用率只有7%，堆存的铁尾矿量高达十几亿吨，占全部尾矿堆存总量的近1/3。因此，铁尾矿的综合回收利用问题已受到全社会的广泛关注。
简介
尾矿是选矿厂在特定经济技术条件下，通过制砂机和制砂设备可将尾矿利用起来。将矿石磨细选取有用组分后所排放的固体废料，是矿业开发特别是金属矿开发造成环境污染的重要来源。将尾矿丢弃不仅需要占用大量土地，给周围的生态环境造成很大的伤害，而且要投入各自处理和维护费用。而进行尾矿资源的综合回收与利用，不仅可以充分利用矿产资源，扩大矿产资源利用范围，延长矿山服务年限；也是治理污染、保护生态的重要手段；还可以节省大量的土地和资金，解决就业问题，造福于人类社会，实现资源效益、经济效益、社会效益和环境效益的有效统 一、经过多年研究，尾矿被应用于生产建筑材料、生产机制砂等方面。[1]
我国的铁尾矿资源
单金属类铁尾矿单金属类铁尾矿划分的依据是其存在的主要元素，并有利于选择不同的利用途径，一般将其分为4种类型：1、鞍山高硅型铁尾矿。该类铁尾矿是数量最大的铁尾矿类型，含硅量高，有的SiO2含量高达75%，一般不含有伴生元素，平均粒度0.04～0.2mm。属于此类的选矿厂有本钢南芬、歪头山，鞍钢东鞍山、齐大山、弓长岭、大孤山，首钢大石河、密云、水厂，太钢峨口，唐钢石人沟、棒磨山等；2、马钢高铝型铁尾矿。该类尾矿年排出量不大，主要分布在长江中下游宁芜一带，如江苏吉山铁矿，马钢姑山、南山及黄梅山铁矿等选矿厂。其主要特点是Al2O3含量较高，多数尾矿不含有伴生元素和组分，个别尾矿含有伴生S、P，粒度－0.047mm含量占30%～60%；3、邯邢高钙镁型铁尾矿。这类尾矿主要集中在邯邢地区，如玉石洼、西石门、玉泉岭、符山、王家子等选矿厂，主要伴生元素有S、Co及微量 Cu、Ni、Zn、Pb、As、Au、Ag等，－0.047mm粒级含量占50%～70%；4、低钙、镁、铝、硅酒钢型铁尾矿。该类尾矿中主要非金属矿物是重晶石、碧玉，伴生元素有Co、Ni、Ge、Ga和Cu等，尾矿粒度－0.047mm占70%左右。多金属类铁尾矿多金属类铁尾矿主要分布在我国攀西、内蒙古包头和长江中下游的武钢地区。特点是矿物成分复杂，伴生元素多。除含有丰富的有色金属，还含有一定量的稀有金属、贵金属及稀土元素。如大冶型铁尾矿（大冶、金山店、程潮、张家洼、金岭等铁矿选矿厂）中除含有较高的铁外，还含有Cu、Co、S、Ni、 Au、Ag、Se等元素；攀钢型铁尾矿中除含有数量可观的V、Ti外，还含有值得回收的Co、Ni、S、 Ga等元素；白云鄂博型铁尾矿中含有22.9%的铁矿物、8.6%的稀土矿物以及15.0%的萤石等。
磁铁矿在废水处理中的应用
北京科技大学的王化军教授从2004年在上海沃山重工的支持下开始研究将磁铁矿作为一种载体，应用于三相流化床中，用于生活污水的处理，现已在研究中取得较好的成果。
磁铁矿作为载体应用于三相流化床的优势：（一）磁铁矿粒度小、比表面积大，因而能够提供较大的生物密度，有利于废水的降解处理；（二）通过外加磁场可以控制载体的运动，使其不易流失，不需要经常性补给；（三）载体本身具有磁性，可以通过磁选机快速有效地实现泥水分离，同时便于脱膜和再生；（四）磁铁矿资源丰富，价廉易得。
杨跃军等人研究表明，磁铁矿三相生物流化床利用活性污泥挂膜简单、快速，在原水水温25℃左右、pH=7条件下。12天可以使生物膜生长成熟；进水COD为400mg/L的生活污水，在水流停留时间2小时、充气量0.3m3/h、回流比70%（无三相分离器）、0.043～0.075mm磁铁矿添加量55g/L，磁铁矿三相生物流化床处理生活污水出水COD为20mg/L，COD去除率达到95%，单位容积负荷是普通活性污泥法的2.5倍。
其主要的缺陷在于磁铁矿密度大，不易流化。因此，北京科技大学王慧丽在磁铁矿表面包覆一层苯乙烯/丙烯酸丁酯应用于生物流化床，保留了载体的磁性，降低了载体的密度，且对生物膜无毒无害。采用包覆过的载体，流化床的气-水比大大降低，达到了节约能耗的目的。但是磁铁矿包覆又提高了磁铁矿作为载体的成本。
铁尾矿在废水处理中的应用
铁尾矿应用在废水处理中的可行性世纪90年代以来，各选矿厂都实现了从矿石加工后的尾矿中回收有用矿物和有价元素；铁尾矿广泛用于铺路材料、黄砂替代品、水泥骨料、生产水泥、墙体材料、采空区的充填材料、土壤改良剂及微量元素肥料等。除此之外，借鉴王化军教授等人的研究，提出了一种新的铁尾矿利用方案－铁尾矿作为载体在环境工程中的应用。
铁尾矿数量最大的是高硅型类，一般不含有伴生元素，平均粒度0.04～0.2mm。此类尾矿是石英与磁铁矿的共生体，再选难度高，一般需要投入大量资金引进先进的磁选设备，且磁选后尾矿品位降低较少。因此在工业生产中很少再选，被当作废弃物堆放。大量的尾矿只能长期堆放在尾矿库，不仅占据大量的农、林用土地，同时尾矿库的维护和维修需要消耗大量资金。随着尾矿数量的不断增加，尾矿坝高度也随之增加，不安全隐患日益增大。
铁尾矿因为是石英与磁铁矿的共生体，尾矿的密度比磁铁矿大大降低，一般<3g/cm3，应用在废水处理中，比磁铁矿更加易于流化，且仍然具有磁性。与包覆过的磁铁矿相比，其来源更加广泛，成本更低，达到了变废为宝的目的。铁尾矿作为载体的试验研究将尾矿经磁选后筛分，选取筛分后量较大的粒级（0.076～0.315mm）作为载体添加到普通曝气池模型中，对COD为400mg/L的模拟生活污水进行处理，并在相同条件下应用普通活性污泥法处理同一废水，对两者的出水效果进行了比较。
在相同的条件下，将铁尾矿作为载体添加到普通活性污泥法的曝气池中，在相同的停留时间下，COD去除率显著提高。停留2小时，添加载体后出水COD由67mg/L降低到43mg/L；停留3小时，添加载体后出水COD由44mg/L降低到29mg/L。处理后的载体经磁铁回收可重复利用。因此，采用铁尾矿作为载体对生活污水进行处理，可以缩短水流停留时间，增大单位时间里的污水处理量，并可采用磁选的方式对载体进行回收，简单方便，具有在工业上应用的前景。
铁尾矿的固化
铁尾矿固化方法包括以下步骤：
①将以下重量份的固化剂与添加剂混合：固化剂4~40份和添加剂0.01~2.0份混合均匀，然后再粉磨；
②混合料生产，将步骤①中的混合物与58-95份铁尾矿混合并搅拌0.5~3分钟；
③混合料成型与充填，将步骤②产出的混合料连续通过旋流分离器；
④坝体整形与排水，作为筑坝材料的混合料经碾压或振动成型后需要对边坡进行修整，以保证坡角；作为充填材料的混合料在库内堆存过程中，需要加强排水。
通过这种方式进行的铁尾矿固化于传统技术相比，既节约了筑坝需要的粘土和砂石等天然资源，又利用了铁尾矿，是一种尾矿安全堆存的技术方法。本发明的有益效果为：通过这种方式进行的铁尾矿固化与传统技术相比，既节约了筑坝需要的粘土和砂石等天然资源，又利用了铁尾矿，是一种尾矿安全堆存的技术方法。[2]
铁尾矿的未来发展
随着我国城市化进程的加快，城市污水处理的任务El益繁重。将铁尾矿作为载体应用于废水处理中：（一）可以解决越来越多的尾矿堆积问题，实现了变废为宝；（二）为废水处理提供了一种粒度小、比表面积大、不易流失、方便回收及廉价易得的载体，应用于污水处理中可以提高单位时间内废水的处理量，满足增长的污水处理的需要。
若想真正将铁尾矿应用于废水处理中，还有很多的问题需要研究解决：如何快捷地实现铁尾矿作为载体的低能耗流化及充分实现铁尾矿的回收等。总之，有了应用的可行性，将会继续不懈的研发，努力实现尾矿资源充分利用的目标。