近两年,随着国家提出对尾矿等固废中有价金属再回收的政策,金属市场行情看好。很多团队通过冶金与化学浸出的方式提取回收矿业固废中的铁、硅、铝、钙、镁、稀贵金属(金、铂、钯、铑)以及战略金属(锗、锂、镓等),回收效率确实很高,但成本也高,而且大多会产生二次固废与酸碱问题,给项目立项带来困难,这是各地的实际问题。鼎泰华焰(天津)循环产业有限公司落地天津,目标就在于发展尾矿资源循环利用。
有价金属梯级分离技术是以物理选矿的方式,聚焦尾矿中有价金属回收与全组分梯级分离,最终实现资源化利用。首先,针对一个物料,要研究清楚它所含有的有价金属种类与含量,初步确定哪几类金属要做重点分选;其次,要分析各矿物的赋存形态,哪些是大量连生结构、哪些是伴生结构、哪些是包裹结构,确定分离方案。整套技术理念,基于物理选矿本源,以“多能场协同”与“梯级分离”为核心,构建了一套全新的技术体系,同时开发了配套的高效分离设备。这一完整的分离技术因为缺乏实证数据没有进入2024年绿色生产力硬核技术名彔。
2025年一年该技术在落地上进行了持之以恒的努力。
落地项目一是满足需求:我国金属尾矿、冶炼渣等大宗工业固废每年新增约30亿吨,同时历史遗留尾矿超过500亿吨,国家相继发文鼓励、支持、要求尾矿综合利用,提高资源综合利用效率,变废为宝需求人人皆知。
二是技术过硬:此项创新技术一听就懂。第一是强化剥离。针对已经被前端工艺药剂污染、矿相复杂的尾矿,建立多能量场耦合强制剥离技术体系实现深度净化与再分离。因为尾矿回收的首要难题是矿物颗粒被残留药剂与黏土“罩盖”,导致金属颗粒藏的深、环境复杂、选不出来。开发的“逆流-涡轮剪切-立体强制剪切”三级强化剥离技术及装备,能强制剥离表面的药剂与黏土,改善矿物颗粒分选性能,为后续高效富集打开“通道”。
三是確保效益,针对脱泥、脱药后粗富集的金属矿物颗粒,建立微波-超声-热力耦合浸出技术实现深度解离。洗脱表面药剂与黏土的矿物,外面很可能还有部分矿物形成的“外壳”,通过“静态微波渗透”与“动态超声-热-强制搅拌”耦合,在矿物内部产生发达裂隙,并通过超声空化与热场作用,高效浸出钾、钠、钙、镁等元素实现回收,并进一步打开释放金属矿物颗粒。此过程能耗低、渗透深,为有价金属的“释放”创造了最佳条件,实现回收效益。
第四是产品保质:对初步打开结构的金属矿颗粒,建立机械释放-联合重选-梯度磁选-高精度分选技术实现定向富集。大多稀贵金属会与铁、铜等伴生,通过高效磨矿实现各金属间单体解离,精准释放被包裹的亚毫米级稀贵金属。随后,利用联合重选根据密度差异,富集铁、铜、钼等战略金属;再通过梯度磁选使铁精粉进入精矿、其余稀贵金属进入尾矿,做进一步高精度浮选。此过程不仅实现了有价金属、稀贵金属的高效回收,还伴随着铜、镍、铬等重金属元素深度脱除,使得黏土等组分可作为土壤改良剂或水稳材料,真正实现全组分资源化,趋近“零废排放”,同时保证了再生产品质量。
金属尾矿通过物理方式实现全组分梯级利用并且能产生经济价值,这在矿业行业这个特殊领域属于一个新的概念,所以该项技术采取深度调研建立数据库-自主投资形成示范-深度融合形成产业的方式进行推广,目前已在内蒙、新疆、安徽、江苏、湖南等省市实地调研采样、成分分离、可选性试验验证完成了112个涵盖铜矿、铅锌矿、铁矿、金矿等多种矿产的尾矿处置方案数据库。
以徐州的铁矿尾矿项目为例,实现每处理1吨尾矿,可回收价值100元的铁精粉,并产出15公斤稀贵金属富集精矿。该精矿中金、银、钴、铜、镍、钪等有价元素综合品位达0.3%以上,仅此一项每吨尾矿即可创造242元收益。一条10万吨/年的产线,年利润可达1200万元,投资回收期仅1年半。富集后的产品可以直接销售给徐州浩通新材料、铜陵有色等下游上市公司,渠道畅通。
再以2025年鄂尔多斯落地的2万吨/年煤矸石中铁、钙、锂、镓、高岭土梯级分离产业示范项目为例,每年可以回收0.4万吨精煤,1.4万吨优质高岭土,富集产生2吨高锂石英,100吨富镓矿,富集后的锂跟镓均为国家关键性战略矿产。项目将于2万吨/年示范完成后与伊东集团合作建立100万吨/年规模的生产线。
很多企业都想利用这套技术体系,但是哪怕一套示范线也是成百上千万投资,大家都不敢轻易承担风险。为了尽快推广落地,可以在选定合适的资源后,由技术方率先在地方投资2-10万吨产业示范线并成立产业公司,后续由央企、矿业企业参股扩产,财税落在地方,这种模式在安徽、内蒙得到了地方的支持。
目前,全球都在关注矿产安全,尾矿资源循环利用技术也在大力发展,需要创新接地气、能解决问题的硬核技术,此项技术成果,不仅能服务国家战略,还具有万亿级的广阔市场,机会永远是给有准备的人!
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