1. 一种金属尾矿无害化的处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1) 对待处理的金属尾矿进行分析，对于以石英、长石为脉石矿物、SiO2 含量大于
35wt％的金属尾矿，使用旋流分离器或跳汰设备分离其中的石英和部分长石，使金属尾矿
中SiO2 含量小于35wt％ ；对于SiO2 含量小于35wt％的待处理的金属尾矿不需要分离其中
的石英和长石；
(2) 测定步骤(1) 得到的金属尾矿中的全铁含量，按照全铁含量的多寡，将金属尾矿分
为高铁含量尾矿和低铁含量尾矿，高铁含量金属尾矿采用全炭还原法进行无害化处理；低
铁含量金属尾矿采用改进的熔融氧化法进行无害化处理；
所述全炭还原法为：
(a) 回收铁
使用含炭(C) 量大于80wt％的无烟煤在还原条件下使Fe2O3 转化为Fe3O4、FeO 转化为
铁，用CaO 吸收CO2，冷却后磁选回收铁，其化学反应式为：
6Fe2O3+C ＝ 4Fe3O4+CO2
2FeO+C ＝ 2Fe+CO2
CaO+CO2 ＝ CaCO3
根据化学反应式计算无烟煤和CaO 加入量，为保证反应完全，无烟煤和CaO 的添加量均
较理论值多10％，将无烟煤、CaO 和金属尾矿分别磨细至-200 目，混合均匀后在还原焙烧回
转窑中进行焙烧，焙烧温度为1100℃～ 1150℃，焙烧时间为25-30min ；焙烧后的混合物料
冷却后通过磁选回收铁；
(b) 尾气中回收重金属
重金属汞、铅、镉、砷在高温还原条件下呈Hg、Pb、Cd、As 形态挥发或升华进入尾气，按
照其比重大小顺序：Hg ＞ Pb ＞ Cd ＞ As 用酸或氢氧化钠溶液回收，铬呈Cr2O3 形态，具有磁
性，在磁选铁时回收；
所述改进的熔融氧化法为：
添加降低熔点助剂白云石，将白云石、分离石英和部分长石后的金属尾矿磨细至-200
目，混合均匀后送入氧化焙烧回转窑中进行焙烧，焙烧温度为1200℃～ 1250℃，焙烧时间
为20-25min，形成熔融态金属尾矿混合物料，使用高压水枪快速水淬熔融物料；白云石添
加量按以下公式计算，公式中酸性氧化物包括SiO2、Fe2O3、Al2O3 和SO2，碱性氧化物包括
CaO、MgO、K2O、Na2O ；重金属汞、铅、铬、砷呈氧化物形态进入尾气，用酸或氢氧化钠溶液回收，
铬呈Cr2O3 形态，磁选回收；
无论采用全炭还原法还是改进的熔融氧化法，在高温焙烧下，有机选矿添加剂均分解，
中、微量元素转化为枸溶性有效态化合物，残留重金属转化为硅酸盐稳定态化合物。
2. 根据权利要求1 所述金属尾矿无害化的处理方法，其特征在于，用3wt％～ 5wt％的
硫酸溶液调节无害化处理后金属尾矿的pH 值至7.0 ～ 7.5，烘干、磨细，用作肥料原料、基质
或在非酸性土壤上使用。
3. 根据权利要求1 所述金属尾矿无害化的处理方法，其特征在于，以全铁(Fe) 含量
8.0wt％为基准，全铁含量大于8.0wt％的金属尾矿为高铁含量金属尾矿，全铁含量小于
8.0wt％的金属尾矿为低铁含量金属尾矿。
4. 根据权利要求1 所述金属尾矿无害化的处理方法，其特征在于，所述金属尾矿为铁
尾矿、铝土尾矿、钼尾矿、铅锌尾矿、镍尾矿、铜尾矿、锰尾矿、钨尾矿、锡尾矿或金尾矿。
一种金属尾矿无害化的处理方法
技术领域
[0001] 本发明属生态环境与矿山循环经济交叉技术领域。
背景技术
[0002] 1. 我国金属尾矿现状和危害
[0003] 据不完全统计，2000 年以前我国尾矿总量为50.26 亿吨，其中，铁尾矿量26.14 亿
吨，主要有色金属尾矿量21.09 亿吨，黄金尾矿量2.72 亿吨，其它0.31 乙吨。2000 年排放
尾矿量达到6 亿吨，据此推算，现有尾矿的总量应在80 亿吨以上，而且还在以每年产生5 亿
吨尾矿的速度增长( 工信部2009 年6 月19 日网上发布：尾矿综合利用潜力丰厚)。
[0004] 这些尾矿除了占用大量土地，还破坏生态环境，造成严重的水土流失、扬尘和污染
水源。大量尾矿库潜伏的泥石流、山体滑坡、溃坝等地质灾害时刻危害着我国社会和经济的
可持续发展。
[0005] 例如1993 年发生在西北地区的黑风暴事件，就是因为沙尘暴将甘肃金昌市一座
34 万吨镍尾矿全部抛上天空而形成了一场罕见的黑风暴，造成85 人死亡，31 人失踪，264 人
受伤；12 万头( 只) 牲畜死亡、丢失，73 万头( 只) 牲畜受伤；37 万公顷农作物受灾，4330
间房屋倒塌，直接经济损失达7.25 亿元人民币。再如2007 年9 月8 日山西省临汾市襄汾
县塔儿山铁尾矿库发生崩坝事件，造成268 人遇难或失踪。
[0006] 2. 我国金属尾矿资源化利用现状和问题
[0007] (1) 利用现状
[0008] 1) 尾矿二次分选回收有价金属元素和非金属元素
[0009] 我国绝大多数金属矿为共生和伴生矿床。国家发展和改革委员会在2006 年12 月
24 日发出的“十一·五”资源综合利用指导意见中指出：“继续支持攀枝花、白云鄂博、金川
三大资源综合利用基地建设...... 以铁矿、铜矿、铝土矿、金矿、铅锌矿、钨矿为重点，建设
若干个尾矿再选示范工程。”国内各国营矿山企业均不同程度地开展有价金属元素的回收
工作。
[0010] 2) 金属尾矿农用
[0011] 1971 年，张夫道、姜孝礼与原山东淄博铝厂合作，利用该厂赤泥，用水洗脱钠盐后，
在浙江金华和江西红壤地区布置了47 个田间肥效试验，作物为水稻、油菜、大麦、玉米、大
豆、蚕豆、柑桔，增产8.5％～ 17.0％，研究结果刊登在山东省土壤肥料研究所1972 年科学
研究年报上(1970 年中国农科院土壤肥料研究所下放至山东德州市，在山东省内称山东省
土壤肥料研究所，当时正值“文革”期间，所有学术刊物停刊，土肥所用“年报”形式与兄弟
单位交流)。1973 年张夫道等利用招远高磷金尾矿生产过磷酸钙，由山东省化工厅主持，
建成了年产5000 吨磷肥厂，该项研究总结“选金废渣中加入硫酸脱除氰化物与生产普钙技
术”刊登在山东省土壤肥料研究所1974 年科学研究年报和山东省化工厅1974 年第5 期简
报上，因当时环保意识太浅薄，仅考虑脱除氰化物，没有考虑重金属污染问题，也没有测定
尾矿中重金属含量。
[0012] 3) 用作建筑材料
[0013] 金属尾矿用于生产普通墙体砖、水泥原料、装饰材料的原料、铺路材料、微晶玻璃
原料等。
[0014] 4) 用作矿山采空区填料。
[0015] 5) 通过磁化作用，用作土壤改良剂和磁化肥料。
[0016] 6) 利用尾矿复垦种植农作物。
[0017] ( 郭建文、王建华等，我国铁尾矿资源现状及综合利用，现代矿业，2009(10) ：23 ～
25)
[0018] (2) 存在问题：
[0019] 1) 尾矿利用率低
[0020] 据统计资料，至2008 年我国矿山土地复垦率只有10％～ 12％ ( 包括煤矿)，金属
尾矿综合利用率只有8.2％左右。
[0021] 2) 重金属污染物扩散
[0022] 据黄兰椿等测定，大宝山尾矿直接用于制造磁化肥料，出现重金属含量严重超标
问题。其中，Cr 超标6.8 倍，Pb 超标12.7 倍，肥料施入土壤将造成重金属污染物的扩散( 黄
兰椿等，大宝山金属硫化矿尾矿综合利用途径研究，金属矿山，2009(7) ：164 ～ 168.) ；马钢
磁化尾矿土壤改良剂中Pb、Cd、Cr 严重超标。“磁化”一词在选矿上非常重要，但在农业上，
特别是土壤肥料上意义不大，我国肥料( 包括土壤调理剂) 生产许可登记时，只认养分含
量、重金属含量和田间试验效果，不看是否磁化，所谓磁化肥料和磁化土壤改良剂与磁化水
一样均为广告语言。
[0023] 3) 尾矿复垦的问题
[0024] ①尾矿复垦种植作物将富集重金属，无论人还是畜禽食用均不安全。
[0025] ②仍存在泥石流隐患。尾矿又称尾砂，其物理性质像流砂一样，即使在尾矿库上复
土植树也不安全。我国90％以上的尾矿坝筑建在山谷中，高出下游居民区数十米甚至百米，
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