矿山尾矿综合开发与利用项目可行性研究报告

1、目录第一章 总 论 错误！未定义书签第一节 项目概述 错误！未定义书签第二节 可行性研究的依据 错误！未定义书签第三节 可行性研究的范围和内容 错误！未定义书签第五节 技术经济指标 错误！未定义书签第二章 项目背景和建设的必要性 错误！未定义书签第一节 项目提出的背景 错误！未定义书签第二节 项目建设的必要性 错误！未定义书签第三章 需求分析及服务规模与标准 错误！未定义书签第一节 需求分析 错误！未定义书签第二节 服务规模与标准 错误！未定义书签第四章 项目选址及建设条件 . 错误！未定义书签第一节 项目选址 错误！未定义书签第二节 项目区自然条件 错误！未定义书签第三节 项目区社会经济条件

2、 错误！未定义书签第四节 项目区基础设施状况 错误！未定义书签第五章 规划设计和建设方案 . 错误！未定义书签第一节 设计依据和目标 错误！未定义书签第二节 规划方案分析 错误！未定义书签第三节 建设方案 错误！未定义书签第六章 消 防 错误！未定义书签第七章 环保和劳动安全卫生. 错误！未定义书签第一节 环境保护 错误！未定义书签第二节 劳动安全卫生 错误！未定义书签第三节 建议 错误！未定义书签第八章 节能分析 错误！未定义书签第一节 概 述. 错误！未定义书签第二节 节能设计依据 错误！未定义书签第三节 能耗分析 错误！未定义书签第四节 节能措施 错误！未定义书签第九章 项目组织管理和实

3、施进度 错误！未定义书签第一节 项目组织管理 错误！未定义书签第二节 进度计划安排 错误！未定义书签第十章 招投标方案 错误！未定义书签第一节招标管理 错误！未定义书签第二节项目招标基本情况 错误！未定义书签第十一章 投资估算与资金筹措. 错误！未定义书签第一节投资估算 错误！未定义书签第二节资金筹措 错误！未定义书签第十二章 效益分析第一节 经济效益第二节 社会效益第十三章 结 论 .错误！未定义书签错误！未定义书签错误！未定义书签 错误！未定义书签一、项目概况1、项目名称及承办单位 项目名称：矿山尾矿综合开发与利用 承办单位：鞍山矿业实业兴达尾矿开发有限公司 项目建设地址：鞍山市大孤山尾矿

4、坝法人代表：刘润华1.2 项目背景 我国矿业开发正在从过去粗放式经营向现在的集约式经营转变， 倡导走可持续发展之路。 矿产资源的综合利用是矿山企业提高经济效 益，节约资源， 实现无废化的有效途径。环境保护和人类的生存息息 相关，已经渗透到矿业开发的各个方面。 节能增效、无废化、无害化、 以及矿产资源的循环利用正是环境保护新理念的体现。 同时，也是走 绿色矿业之路，实现经济可持续发展的时代要求。我国现有 2000多座矿山尾矿库，尾矿积存量约 70 亿吨，占地 5 万多公顷，每年新增尾矿约 5 亿吨。矿山尾矿既是固、液、气三害具 全的污染源，亟待治理，又是宝贵的资源，急需得到高效综合利用， 以缓解

5、我国工业化进程中资源短缺的难题。 但是，目前我国矿山尾矿 的利用率仅为 8.2%，与发达国家相比，差距甚大。本项目旨在通过对矿山尾矿综合开发与利用项目的建设， 研发大 型尾矿高效回采、 分选成套技术与配套设备资源化关键技术， 形成矿 山尾矿高效循环利用的核心技术和示范基地， 推动和实现矿山尾矿资 源化综合利用技术的进步和推广应用。本项目立项依据国家中长期科技发展规划纲要中“水和矿产资源”领域的“矿产资源高效开发利用”优先主题和“环境”领域的 “综合治污与废弃物循环利用” 优先主题的发展思路， 是具体落实资 源高效利用和废弃物循环利用主题的重要措施。本项目紧密结合了矿山工程建设的需要，将为鞍钢等

6、特大型国有 企业和一些地方矿山企业的尾矿资源化利用工程提供技术支撑。1.3 项目主要建设内容 本项目旨在通过“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成套技术与装备关键技术， 建设完成尾矿高效 循环利用的核心技术和示范基地， 推动矿山尾矿资源化综合利用技术 的进步和推广应用。开发出具有自主知识产权的大型尾矿高效回采、 分选成套技术和配套设备，研究形成 900万吨/ 年级的铁尾矿回采及 分选成套技术与配套设备， 建设鞍山大孤山尾矿工程示范基地； 回收 铁粗矿粉，尾矿回采深度达到 60 米，磁性铁选矿回收率 85%。并研 究尾矿凝石材料技术，为整体消纳再选后的尾矿做基础研究工

7、作。1.4 项目目标（1）形成 900万吨/ 年级的铁尾矿回采及分选成套技术与配套设 备，建设工程示范基地；回收铁粗矿粉，尾矿回采深度达到 60 米， 磁性铁选矿回收率 85%。（2）采用热液蚀变的技术路线，将再选后的尾矿进行技术处理 其中细颗粒尾矿用来完成尾矿生产凝石胶凝材料的工业试验， 粗粒尾 矿用来完成 100%代替河砂配制混凝土的道路工程试验。最终形成铁矿尾矿工业化规模回采分选利用技术产业化，推动矿 山尾矿资源化利用技术的进步和产业化应用。1.5 基础条件本项目具有良好的试验研究基础， 主要研究内容均已进行了工业 试验，针对计划目标，有明确的技术路线，具有很好的产业化前景。工程依托企业

8、对本项目技术非常重视， 具备并完善了研究成果工 程实施的支撑条件。相关依托工程均已列入企业的发展计划。1.6 运行机制本项目实行产、 学、研结合的模式。 以高新技术企业、 研究院所、 高等院校为技术支撑单位， 以国有特大型企业为工程实施主体。 同时， 技术单位与企业成立技术开发及生产联合实体，缩短项目产业化周 期。项目完成后将形成尾矿资源综合利用的成套技术和产业化示范 基地，提高我国尾矿资源的利用水平， 并形成专业化的研究开发队伍。1.7 项目经费项目总投资预算 4630万元，包括试验研究费、 配套设备研制费、 仪器设备购置费，技术成果产业化推广应用等。二、项目意义和必要性2.1 项目的必要性

9、矿山尾矿的循环利用已经成为二十一世纪一项新的资源再利用 工程和环境保护工业。尾矿是矿山在提炼冶金主要原料过程中所排弃的固体废弃物。 一 般堆存于尾矿库（坝）中。据国家环保总局最新统计的资料，我国现 有国有矿山 8840 多座。截止到 2000年底，全国金属矿山累计贮存的 尾矿量超过 70亿吨，占地 5万多公顷。并以每年 35亿吨的数量在 不断增加。尾矿量之大是由于我国大多数矿产资源的矿石品位较低并 多呈多组分共生或伴生所造成。 同时，由于技术和设备以及历史的原 因，我国的资源利用率较低，造成大量的资源损失于尾矿中。另据资 料显示，我国目前具有一定规模的铁矿山有 400 余座。其中，可待进 行综

10、合回收的铁尾矿库有 200 余个。这些尾矿库的尾矿贮存量均在数 千万吨以上。而一些较大的钢铁企业由于生产规模大，生产年限长， 其尾矿的堆积量已达亿吨以上。 按一般的铁尾矿全铁品位 8%12%计， 可见其中蕴含的价值之大。我国是一个钢铁产量大国， 同时也是一个铁矿资源相对匮乏的国 家。近年来，随着矿产资源的大量开发利用，其保有储量日渐减少和 贫化，资源的供需关系日趋紧张。为了保证钢铁产量和品种结构，我 国每年都需从国外进口大量铁矿石或铁矿粉。 目前，对国外进口铁矿 资源的依赖度已达到 54%，而且增长趋势仍以年均 20%的速度递增。因此，进行铁尾矿的再选和综合回收， 不仅充分利用了现有的矿产资

11、源，而且可以为国家节约大量的外汇， 同时有利于缓解目前国内铁矿 粉市场供需关系紧张的矛盾，有利于支援国家现代化建设和环境保 护。虽然尾矿再选能够回收大量的有价组分， 在一定程度上缓解我国 矿产资源紧缺问题， 但不能彻底解决尾矿堆存所带来的环境、 生态问 题和占地问题。用尾矿来生产建筑材料是国内外公认的可以整体消纳 尾矿的主要途径。 目前的已有技术主要包括用尾矿烧制红砖、 用尾矿 生产建筑用砂、 用尾矿来生产建筑砌块、 用尾矿中的粗粒部分配制混 凝土等。用尾矿生产建筑用砂方面虽然在技术和质量上已不存在障 碍，但由于成本问题，一直未能将此技术大规模推广应用。在尾矿生 产建筑砌块方面， 因尾矿的成分

12、复杂和粒级太细等原因也导致在成本 和质量控制方面还存在许多问题， 致使许多生产线处于停产和半停产 状态。随着天然砂石资源越来越紧缺， 尾矿代替部分河砂生产商品混 凝土已在许多地区成为消纳尾矿的主要渠道。 但是在传统的水泥混凝 土中只能使用粗粒尾矿代替部分河砂，否则将会导致混凝土性能劣 化。总之，目前全国尾矿整体利用率平均不到 5，如果不开发出能 够大综整体消纳尾矿的新技术， 我国的尾矿堆存将会越来越多， 对环 境和生态的破坏会越来越大。本项目将在工业化规模综合回收尾矿中有价组分的同时， 着力研 究再选后尾矿的整体消纳技术难题。 逐步提高我国矿山尾矿整体综合 利用技术水平。2.2 实施本项目的意

13、义本项目研究开发的矿山尾矿综合开发与利用项目， 是根据我国铁 矿资源现状并结合国内外市场情况和企业需求， 自主研究开发的一项 新型、高效的尾矿资源综合回收利用技术和新产品。 该项技术和产品 采用全新的技术装备和采选工艺， 可以成功的解决铁尾矿以及其它金 属尾矿综合回收中具有工业化规模和深部回采等技术难题。 在实现废 弃资源的有效和循环利用、 缓解资源短缺以及保护生态环境方面取得 了重大突破。该项目首次把绞吸技术及其相应载体技术应用于铁尾矿 回采为国内外首创。并拥有自主知识产权，属自主开发项目，已获得 三项国家专利。项目实施后，可从根本上解决尾矿回收工艺中采、选 技术及设备配套难题， 实现采选一

14、体化的工业化规模生产。 该项技术 与装备不仅具有生产工艺简单，技术先进可靠、生产规模大、生产成 本低、经济效果显著、不对环境造成任何污染等特点，而且具有其它 技术和工艺不可替代的在尾矿库中特定的生产条件下， 大规模连续完 成回收作业的独特性和专利性。 具有鲜明的技术优势和应用价值。 为 有效、合理地解决多年来一直没能突破的铁尾矿以及其它金属矿山尾 矿工业化回收利用难题开辟一条新的途径，为工业固体废料再利用、 减量化、资源化开辟了新的领域，添补国内外该领域的技术空白。三、项目单位及管理团队3.1 项目单位简介3.1.1 企业性质、经营及管理鞍山矿业实业兴达尾矿开发有限公司 （以下简称公司） 是一

15、个集 科研、开发、生产为一体的现代化技术企业。具有独立法人资格。主 要从事金属矿山科研、环保技术及设备研究、开发生产和技术服务。 企业实行董事长总经理负责制。按照现代化科技型 企业的要求，企 业建立了建全的公司章程和一系列的管理制度。 科研开发、产品标准， 质量与物资管理制度完善。 科研报告、 原始试验数据有专职人员和机 构管理存档。公司下设有总工办、科研部、开发部、质检部、销售公 司、财务及审计办公室等各职能和专业科室。职责权限清楚、分工明 确、各负其责，基本具备了完善的现代企业管理制度。 企业独立核算， 自主经营，自负盈亏。公司自成立以来， 始终坚持以经济效益为中心， 以科学管理为手 段，

16、采用国际先进的现代化企业管理制度，形成了全新的企业文化。 把开发科技含量高， 拥有自主知识主权， 对行业共性技术有较大带动 作用的高新技术及产品作为公司发展的方向。 经过几年时间的不懈努 力和潜心研究，终于成功的研究开发出了具有世界先进水平并添补国 内外该领域技术空白， 率先在世界范围内较好地解决了工业化规模回 收尾矿资源的新型、高效绞吸式铁尾矿回采及分选成套技术和产品。 该项技术生产工艺简单，先进可靠，生产能力大，生产成本低，具有 较高的应用价值。通过对本项目的产品方案，市场预测，建设备件， 工艺流程，环境保护以及工程投资和经济效益等几方面进行的研究论 证，得出以下结论：本技术和项目建设符合

17、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、坚持应用开发相结合、坚持自主创新、坚持 以企业为主体，促进科技与经济的有机结合原则的一项先进技术。 该 项目产品市场广阔，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。同时，本企业坚持走科研生产一体化道路，将多个 领域的科研成果转化为生产力。近几年来还重点研究开发了其它一些 资源再利用和环保类项目，例如：矿山尾矿库深部开采采矿方法及工 艺设备研究。公司按照公司法的法人治理结构进行了组建。按规范的法人 治理结构，组建了公司董事会、监事会、股东大会和企业经理层。出 台了公司

18、章程、员工奖惩条例等各项规章管理制度，形成了内 部均衡的约束机制。法人治理结构建全，公司重大问题的决策严格按 公司章程规定的议事规则及决策程序运作。按各自的权力、责任 和工作规则，形成了不同层次的权利和责任对称的主体，使公司的权 利机构、决策机构，监督机构各自独立，相互联系，相互制约，协同 发展。公司拥有一支高素质、高效率的集科研、开发、生产为一体的工 程技术人员队伍。目前已与国内一些较大型的钢铁集团公司建立了广 泛的业务联系。并在鞍钢设立了科研及生产试验基地。目前，公司正 以高技术含量的产品和诚实守信的良好信誉开拓和占领国内尾矿资 源二次利用领域的市场。 预计 510 年时间，公司将占领国内

19、本行 业的全部市场，并同时向国际该领域的市场进军。3.1.2 企业生产经营场所及实力鞍山矿业实业兴达尾矿开发有限公司经营范围主要为矿山机械 设备研制及矿山环保技术开发等。公司与鞍山钢铁集团公司合作， 在鞍钢大孤山铁矿建立了绞吸式 铁尾矿回采船项目工业试验及生产基地。 本项目主要研究内容均已进 行了现场工业试验和工程设计工作， 项目配套设备已完成样机制造和 工业试验。目前， 该项目已完成全部工业试验任务，各项试验数据和 技术指标完好。3.1.3 企业职工情况公司现有员工 54 人，具有大专以上学历的专业技术人员和管理 人员为 48 人。其中具有高级技术职称的科研人员 20 人，高级管理人 员 5

20、 人。具有中级技术职称的各专业工程师，经济师，会计师 19 人。 高级工程技术人员占职工总数的 40%；中级技术人员占职工总数的 38%；管理人员占职工总数的 10%；后勤行政人员占职工总数的 12%。 公司专业技术人员全部是多年从事金属矿山采矿、选矿、冶金、机电 及矿山环保等方面研究的专业人才。每个人在其专业领域均有所建 树。已经初步形成了一个高智能、高素质的管理和科研人才体系，具 备了承担和完成较大型专业项目的研究开发和高新技术成果推广应 用的能力。公司遵循“以人为本，科技兴企”的人才管理宗旨，员工队伍 实现了知识化、 专业化。 各专业工程技术人员尽情在这里发挥他们的聪明才智，努力为公司，

21、为社会奉献着自己的炽热。3.1.4 公司班子成员的文化程度及管理水平刘润华：男， 51 岁，公司总裁，长春黄金研究院副院长，鞍山 矿业实业兴尾矿开发有限公司董事长兼总经理。教授、博士生导师， 毕业于吉林大学化学系。 曾多次参与并主持全国行业重点大型科研项 目攻关，并在国内和国际专业刊物上发表多篇学术论文和专著。.1984 年：碘碘量法提取微量金.1985 年：炭浆法提取微量金（国家重点科研项目，获得国家科 学进步奖）.1986 年：等离子光源在原子吸收中的应用.1999 年：做访问学者赴澳大利亚、斐济、新西兰等国家进行文 化交流. 发表文章刊登于国外黄金参考 、并译文九篇. 发明专利三项：1、

22、“全玉米可回收一次性食品包装盒”专利申请号： 00123376.92、“绞吸式金属尾矿回采船”专利申请号： 02281013.73、“绞吸式回收金属尾矿方法及绞吸式金属尾矿回采船” ，专利 申请号： 02144579 .6该同志开拓创新意识强、锐意进取、把握机遇、坚持科研开发为 主导，走科研产业一体化道路，积极创办科技先导企业，在多个领域 具有国际先进水平。 在把科研成果转化为生产力方面， 取得了杰出成 绩。赫白：男， 54 岁，公司副总经理，总工程师。毕业于沈阳黄金 学院采矿专业， 高级工程师。 曾先后多次参与并主持全国黄金行业重 点科研项目攻关，同时在国内刊物上发表多篇学术论文和译著。.1

23、980 年：参加国家冶金工业部重点科研攻关项目 “SX20 型砂 金洗选机组”研制与应用，获冶金工业部科技成果三等奖。.1989年：主持山东省牟平金矿“ PFC40反铲一漂浮式砂金洗选厂”科研攻关项目。此项目为国内首创，获国家黄金管理局科研成果 一等奖。.2001 年：赴南美洲玻利维亚共和国组织完成瓜奈金矿区采金船 的设计建造、安装调试、以及组织生产项目。同时作为访问学者对该 国的矿产资源进行了系统的考查及文化交流。. 发表主要学术论文及译著：1 、“喷射泵深填溜槽型砂金洗选机组的研制与应用”2、“ PFC40反铲一漂浮式砂金洗选厂的研制与应用”3、“美国亚利桑那州金矿尾砂充填采矿法”译文。.

24、 发明及申请专利三项：1、 发明专利：“铁尾矿的回收方法”专利申请号：01101401.62、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”申请号： 02144579.63、 实用新型专利：“绞吸式金属尾矿回采船”专利申请号：02281013.7卞直旭：男， 53 岁，公司副总经理。毕业于东北工学院冶金专 业，高级工程师。 曾多次参加并主持全国黄金行业重大科研项目试验 与攻关。. “山楂核活性炭的研制、生产和在提炼黄金中的应用”项目， 获中科院科技进步一等奖。. “RH30Au 炼金炉及收尘设备研制”项目，获国家黄金管理局 科技成果四等奖。. “从电解铜阳极泥中提取贵金属工业试验”

25、项目，获吉林省冶 金厅科技成果二等奖。. 在墨西哥矿山学术会议上发表论文一篇。 发明实用新型专利三项：. 实用新型专利：振动式连续内加热活性炭再生炉。专利号：ZL96209046.8. 实用新型专利：节能炼金坩锅炉。专利号： ZL93213972.8. 实用新型专利：立式内热活性炭再生炉。专利号 ： ZL97244115 .83.2 管理团队及工作基础3.2.1 队伍基础项目承担单位是集科研、 开发、生产为一体的高新技术企业和学 术底蕴深厚的高等院校， 工程依托单位是我国特大型国有企业。 能够 组织一支实力、经验具备的研究队伍。项目的主要承担及参加单位， 均是我国金属矿山领域的重点骨干企业和一

26、流的科研设计单位及大学。 具有承担国家重大科技项目的实 力和组织管理经验。 经过多年的发展， 技术依托队伍在获得诸多矿山 科研和设计成果的同时，也培养了一批技术水平高、专业齐全、勇于 创新、工程化能力强的科技队伍，拥有国内先进的设备和技术手段， 装备有相应的试验室和工程研究示范基地，完全能满足攻关的需要。3.2.2 技术基础本项目主要研究内容均已进行了现场工业试验和工程设计工作， 项目配套设备已完成样机制造和工业试验。项目承担单位已申请了 “绞吸式回收金属尾矿方法及绞吸式金属尾矿回采船”等发明专利。为了提高“矿山尾矿综合开发与利用” 项目研发起点和技术水平， 项目承担单位多次与国内一流的科研院

27、所和高等院校举办相关技术 交流和研讨会，广泛吸取相关领域的前沿技术。同时，密切关注世界 上尾矿综合利用先进国家的技术动态。 其间，曾与日本关东学院大学 专家团和荷兰 IHC 公司有关专家举行学术研讨会， 就尾矿工业化综合 利用中存在的关键技术问题广泛交换了意见， 获得了许多有益的科技 信息和技术帮助，为本项目的成功实施奠定了良好的技术基础。3.2.3 工程实施基础本项目研究的技术均是同领域内带有共性的关键技术， 也是工程 依托单位急需的技术，相应的工程建设（或技术改造）均已列入企业 的计划，具备很好的工程实施条件。项目示范基地已经落实， 并已完成了相应的前期准备工作及工业 化试验。项目工程示范

28、基地鞍钢集团矿业公司， 是我国特大型国 有企业，具有承担国家重大科技项目的实力和组织管理经验。 有明显 的资源优势和专业优势，能够提供良好的工业试验和产业化条件。 目 前，该工程示范点已完成了项目的样机制造和工业试验， 并相继开展 T生产经营及成果转化工作。四、项目主要内容及关键技术4.1 主要内容 本项目以有代表性和行业共性技术难题的铁尾矿工业化规模综 合利用技术为主要研发内容。 项目完成验收后， 将形成金属矿山尾矿 综合利用的技术体系， 对国家、 社会持续稳定发展具有十分重要的意 义。本项目主要研发内容为：（1）尾矿理化特性与矿物学研究 尾矿由于粒度微细，共生关系复杂，以及伴生元素种类繁多

29、，给 综合回收利用带来许多技术难题。 本项目实施期间， 将根据项目的需 要，建设尾矿综合利用试验室，并根据不同矿石性质的尾矿组分、粒 度、物理及化学性质等特征，开展尾矿矿物学和工艺矿物学研究。对 国内重点矿山尾矿及具有鲜明代表性的尾矿种类进行采样、 化验分析 及其定量分析，并对不同性质尾矿的开采技术条件进行归纳和分类， 建立科学、 全面的尾矿数据库， 为大规模工业化的尾矿综合利用提供 基础理论支撑，为不同成因类型的尾矿选矿工艺流程设计和设备选型 提供科学的技术依据。（2）金属矿山尾矿库多水条件下采选设备载体技术 我国大型金属矿山尾矿库其库容量巨大， 一般可容尾矿 5000 万 1 亿立方米，服

30、务年限长达几十年。在尾矿库服务年限内，选矿厂不 断排出尾矿进入库区，其浓度一般为 15% 30%，大量选矿用水伴随 尾砂进入尾矿库造成尾矿库内大量积水， 因此，尾矿回采中的机械化 陆采方法受到生产条件制约， 而得不到广泛应用。 如何在多水条件下， 解决大型采选设备进入库区作业问题， 是尾矿工业化规模回收利用中 需要首先解决的难题。 载体技术研究成功， 将极大促进尾矿资源开发 利用的技术进步和产业化发展。（3）尾矿深部回采技术研究由于尾矿库特殊的用途和地貌环境， 尾矿回收中的深部回采成为 技术难题。 为了充分利用尾矿资源， 尤其是尾矿库中深部尾矿的充分 利用，因为这部分尾矿大都属早期生产所排弃，

31、 其中有价成分的品位 很高，具有极高的回收价值。因此，尾矿的深部回采尤为重要。目前，国内外广泛采用绞吸式设备用于河道、港口、湖泊疏浚和 砂矿床的开采， 是一种较为成熟和先进的技术。 但用于金属尾矿回采 则为全新领域，尤其是水下回采深度可达 60 米的技术是一个较大的 突破。根据尾矿赋存条件和物理特性， 研究开发新型绞吸装置和超长 度绞刀桥， 以及高效水下吸泵， 是解决尾矿深部回采技术难题的有效 措施。项目成功后，水下最大回采深度可达 60 米，可大幅度提高尾 矿砂的开采强度和尾矿资源利用率。（4）深水密封和水下监控技术研究 随着尾矿回采深度的增加和相关技术的突破，水下回采设备的 密封问题成为技

32、术难题， 尤其是深水密封的质量， 直接关系到水下回 采设备的工作效率和维护成本。据相关资料报道，目前，无论国内还 是国外，尾矿回收及砂矿床开采领域里的深部水下密封技术都存在较大缺陷。这些技术问题很大程度上制约了尾矿深部回采技术的发展。研究解决深水密封问题， 尤其是尾矿回采中特殊开采条件下的密封技 术，是有效保证大幅度提高工作效率和减少设备维护成本的必要措 施。为了更加有效的实现尾矿资源的大规模工业化开发利用和满足 尾矿回采中特殊需要， 由我公司和吉林大学计算机学院共同研究开发 的尾矿回采水下监测系统， 可在尾矿回采作业中直接监测采矿工作面 的矿体形态和有无障碍物等， 便于操作人员及时调整设备的

33、行走方向 和开采深度， 以有效地提高尾矿资源回采率和工作效率。 以及生产的 安全性。（5）集成装备生产中的横移技术研究 在应用工程船进行砂矿床开采过程中， 为了最大效率的完成生产 过程，采选设备及其设备载体需要随着采矿工作面的前移而向前或横 向移动。 通常情况下， 国内外相关领域常采用的横移方式为桩柱式或 首绳式。 由于尾矿库特殊的地形地貌特征和特有的开采技术条件， 通 常情况下的桩柱式及首绳式横移技术都不能满足尾矿回采工艺中的 需要。为了保证尾矿回采效率和矿浆浓度， 以及成套装备及其载体的 有秩序生产和平稳移动， 需研究解决具有完全适应尾矿开采特点的横 移装置和技术，最大限度地满足尾矿回收作

34、业的需要。（6）尾矿分选工艺及设备研究 尾矿与原生矿在金属品位与理化特性等方面都有很大区别，因 此，选矿工艺流程不能采用原生矿所使用的标准流程， 而要根据其低 品位特性研究选择具有适应尾矿可选性特点的选矿工艺流程和设备， 以便迅速通过粗选富集，将尾矿品位提升到接近或超过原矿的品位， 为二次再磨再选提供有利的选别条件。近年来，随着尾矿矿物学以及工艺矿物学研究的不断深入，为 尾矿的综合利用和二次回收开辟了光明的前景。 尤其是在尾矿再选方 面，选矿技术有了比较全面的完善和提高，为细粒、微细粒、复有药 剂、低品位以及结构复杂的尾矿再选研究出了一些比较合理和可行的 方法。然而，不同的矿山矿石性质和尾矿可

35、选性，需要有针对性地研 究解决不同的尾矿分选工艺及其专用设备， 以最大限度地满足矿山尾 矿再选和综合利用的要求。（7）尾矿中其它有价组分综合回收技术研究 铁尾矿中不仅含有大量的铁金属，而且含有大量的其它有价元 素，如包钢铁尾矿中含有大量的稀土元素， 湖北大冶铁尾矿中含有大 量的铜金属， 攀钢尾矿中含有丰富的钛钒资源， 以及一些矿山的尾矿 中含有具有较大回收价值的金、 银等贵金属。 这些有价成分都具有较 高的二次回收利用价值。 本项目成功实施后， 将在充分回收铁资源的 同时，在不增加较大投资和生产成本的情况下， 最大限度地回收其中 的其它有用组分，大幅度提高尾矿资源利用率和经济效益，同时，还 将

36、有效地促进和推动金属尾矿有用成分综合回收利用技术的极大进 步和项目的产业化发展。（8）尾矿库安全生产技术及生产工艺研究 根据国家及行业安全生产法规，通过理论研究、专家论证和现 场工业试验， 提出一整套在不同的矿山尾矿库特定生产条件下， 安全 生产工艺和技术规范， 以有效保障尾矿工业化规模回采利用过程中尾 矿库的绝对安全，为项目技术成果的产业化提供强有力的支撑和保 证。4.2 关键技术与创新点（1）集成装备整体漂浮，可以在尾矿库内全范围进行回采作业 的尾矿回采、分选装备。该设备采用整体漂浮， 采选一体化连续作业工艺流程， 用一套设 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

37、一次完成 , 该研究设计思想在尾矿回收利用方面具有着重要创新意 义。由于尾矿库生产条件所决定，库区内尾矿有裸露于水面部分， 也有半裸露于水面部分， 形成人工沼泽地区， 还有大部分浸没于水下， 生产条件恶劣。 在如此多形态的生产条件下， 极大地限制了各种大型 设备进入库区作业，无法实现大规模工业化生产。因此，尾矿回收利 用的产业化一直成为国内外的科研难题。大型铁尾矿高效回采和分选技术与装备， 从研究设计上利用工程 船作为载体， 可以在尾矿库内全范围回采作业， 克服了陆地机械化回 采作业的弊病， 确保了资源二次回收的充分利用。（2）深部回采技术与配套设备矿山尾矿库为了增加库容、 降低造价和提高安全

38、系数， 通常利用 三面环山一面造坝的技术。 由于利用山谷地形， 及多年来生产过程中 的不断积存和堆筑，所以尾矿库普遍较深，一般为 20 米80 米，最 深可达 100米以上。因此深部回采成为难题。 为了解决深部回采难题， 本项目拟采用相应的技术措施加长绞刀桥的长度， 同时改进常规绞刀 头的几何形状和机械强度， 并且采用先进技术， 大幅度提高泥泵组的33 输送能力和杨程。使尾矿回采流量达 2500米 / 小时 3000米 / 小时， 有效开采深度达到 60 米。通过技术攻关，较好地解决尾矿回收中深 部回采和提高资源利用率难题。（3）大处理量粗选富集技术与配套设备 尾矿与原生矿在理化特性等方面都有

39、很大区别。 因此，选矿工艺 流程不能采用原生矿通常所使用的常规设备及工艺流程， 而要根据其 低品位等特性， 研究选择具有处理能力大、 能满足不同尾矿可选性能 的工艺流程及专用设备， 以便迅速通过粗选富集， 最大限度地回收尾 矿中的有价成分，同时，将铁尾矿品位提高到接近或超过原矿品位， 为进一步提高产品质量和二次精选提供有利的选别条件。（4）伴生有价金属矿物综合回收技术创新 多年来，冶金工业生产过程中所排弃的数以亿计的大量尾矿已形 成了一个巨大的储备资源。 其中，除了铁以外， 还伴有其它有用组分， 如铜、铅、锌、稀土、钒钛以及黄金等，同样具有较高的二次回收利 用价值。大型尾矿高效回采和分选技术与

40、装备， 除了可以有效地工业 化规模回收尾矿中的铁， 还针对铁尾矿中伴生黄金的赋存特点和可选 特性，配备了新型的黄金分选设备， 在成功地完成铁资源的回收作业 同时，完成对其中黄金的再选和综合回收。4.3 主要考核指标（1）研究开发出具有自主知识产权的大型尾矿高效回采及分选成套技术和配套设备，建立并完善工程示范基地(2) 建立选矿实验室，为不同矿石性质的尾砂再选工艺流程提供技术依据(3)处理尾矿砂能力1800吨/小时万吨/年900(4)水下最大开采深度60米(5)磁性铁选矿回收率85%(6)铁粗矿粉品位> 32%(7)年回收铁矿粉24万吨(8)发表有学术价值的论文2篇，申请发明专利4项主要技

41、术性能指标表表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3002水下最大挖深米453平底船主要尺寸船长米44.9船宽米15.213.2型深米2.34平均吃水深度米1.35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KW870同时工作电机容量KW7909安装总重量吨5204.4 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 23 项。4.5 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 4.3 亿吨，如鞍 本地区铁矿山经过几十年的生产， 形成了

42、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

43、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 3-6 亿吨,并从废 弃的尾矿中每年回收铁精矿粉 800-1600 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。4.6 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、

44、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

45、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 1.5 倍。当开采到最大深度并完成一个工作面开

46、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

47、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。 详见选矿工艺流程尾矿库尾矿回采系统粗选一次精选磨矿二次精选砂泵输送尾砂（技术处理）砂泵输送精矿（精矿堆放场）选矿工艺流程图4.7整体消纳尾矿综合利用技术开发4.7.1主要研发内容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

48、料生产线、生产成本比水泥低 30%。4.7.2 关键技术与创新点关键技术（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。4.7.3 具体考核指标（1）尾矿凝石胶凝材料达到 42.5 强度等级普通硅酸盐水泥的各项 性能指标。（2）凝石尾矿混凝土各种强度、耐久性指标达到C30、 C40、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%。4.7.4 预期获得的

49、专利结合项目研究，形成发明专利 2项，完成论文 10 篇。4.7.5 预期获得的社会经济效益 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 2010年凝石胶凝材料的市场需求将达到 1 亿吨/年， 到 2015年可达到 3亿吨/ 年。五、技术来源与技术路线5.1 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

50、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

51、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。5.2 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

52、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

53、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。5.3 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

54、，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”，

55、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

56、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6.1 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 2-4 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、