中低品位磷矿尾矿的综合利用
中低品位磷矿尾矿的综合利用
摘要：针对目前磷资源日渐枯竭的世界性问题，根据中国目前中、低品位磷矿居多的现状，加强利用中、低品位磷矿尾矿，扩展磷矿资源可利用范围，是解决磷资源匮乏的当务之急。提出了利用中、低品位磷矿生产优质磷酸，介绍了国内外盐酸法、窑法的情况。并介绍了国内外中低品位磷矿尾矿综合利用的研究进展，磷矿尾矿利用对于改善生态环境、提高资源利用率的重要性，并提出中低品位磷矿浮选尾矿加工利用的途径。
关键词：中低品位磷矿；尾矿；综合利用
1.引言
磷是地表圈内参与生物代谢的重要元素之一。据统计，我国磷资源丰富，居世界第四位，但多数品位不高。以广西为例，广西截止2002年的地质调查、详查资料表明，已发现成规模的磷矿区50个，总储量为5340多万吨，ω(P2O5)的平均值为12％～16％，都属于低品位磷矿。广西的磷矿石主要赋存在中泥盆统东岗岭组上部的风化壳中和下石炭统大塘阶的含硅泥质、硅质页岩中，多为次生淋滤型磷矿或堆积型磷矿，大多为不溶性磷酸岩型低品位矿床。采用传统选矿和湿法浸出方法富集磷的成本过高，难以实现工业化生产，其利用价值不大。另外，我国还有大量的选磷尾矿(ω(P2O5)为8％左右)。这些低品位磷资源都有待回收利用。
众所周知，磷是植物生长必需的营养元素之一。但是我国有74％的耕地土壤缺磷，即我国耕地土壤有效磷的质量分数小于l0×10-6的面积占耕地总面积的74％。土壤中95％以上的磷为无效磷形式，植物很难直接吸收利用，大部分磷与土壤中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+结合，形成难溶的螯合磷酸盐，使得施入磷肥的当季作物利用率很低。而提高磷的利用率一直是农学家关注的问题。人们早就发现，生物和微生物能分泌出有机酸，这些酸既能够降低系统的PH值，又可以与铁、铝、钙、镁等离子结合，从而使难溶性磷酸盐溶解，也就是说，生物与微生物在磷的代谢过程中发挥了很大作用。在生物或微生物的作用下，某些不溶
性磷源——无机磷(磷酸三钙、磷酸钙、磷酸钛、羟基磷灰石、氟磷灰石、磷块岩)或有机磷(肌醇六磷酸钙、磷酸甘油钙、卵磷脂、已糖单磷酸脂等)都可以转化为植物可以吸收的可溶性磷源。从而为我们提供了一条利用生物工程的方法来合理利用低品位磷块岩矿石的新途径。在许多磷资源比较贫乏的国家，例如印度等国，开展利用生物或微生物直接从低品位磷矿制取磷肥，或者利用生物效益改良土壤，促进土壤中有机磷的分解，以加强植物吸收。诸如此类的研究十分活跃。
综上所述，生物和微生物的解磷作用能将磷矿或土壤中不溶磷源转化为水溶性或枸溶性磷源，而且还能促进作物的生长。从而提供了一种大规模利用低品位磷矿的新途径。前人的研究大都侧重于改良土壤，本研究在前人研究的基础之上，利用低品位磷矿，采用生物选矿、冶金化工一体化的方式，直接用矿石生产磷肥。本项目首先有针对性地选择典型低品位磷矿区，例如广西天等县邑隆磷矿区。然后在矿区的矿石和矿坑中，分离我们所需要的菌株和菌种，将这些天然菌种培育驯化，再接种回原矿。矿石的浸出和发酵可在原地或地下进行，不破坏或尽可能少破坏地表植被，对生态保护起到积极作用。
当今，磷矿资源日渐枯竭已成为世界性的问题。中国磷矿储量占世界第二位(仅次于摩洛哥)，但与世界有关国家相比，在矿石质量、可选性和磷矿石开采等方面都有较大的差距，可供加工利用的磷矿石的基础储量相对较低，只有40.54亿吨，中、低品位矿多，其中P2O5，质量分数大于30％的富矿仅为11.08亿吨。中国磷矿石P2O5，平均质量分数为17％左右，绝大部分磷矿必须经选矿富集后才能满足磷酸和高浓度磷肥生产要求。按目前开采磷矿石速度，如果全部利用质量分数为30％的富矿仅能维持10 a左右，经济储量仅能维持40 a左右，未来将被迫开采成本更高的资源。因此，如何合理开发利用中国大量的低品位磷矿，是磷肥和磷化工行业迫切需要解决的重要问题。
2.磷矿尾矿概述
选矿的目的在于对各矿山不同类型的矿石进行多方案的充分对比实验。磷矿在开采和生产磷精矿的同时，会产生大量的尾矿砂。这些尾矿砂主要来自于选矿提取精矿以后剩下的尾渣，属工业固体废弃物中的矿业固体废弃物。
2.1磷矿尾矿的危害
目前，我国磷矿尾矿的综合利用率仅为7％左右，大量的尾矿只能长期堆放在尾矿库。有些边远地区的乡镇矿山选厂甚至直接将尾矿排放到自然场地之中。即使排放到尾矿区的尾矿也会对矿区周围环境造成了严重的影响。主要表现在：尾矿在受到腐蚀时，以及某些进入尾矿中的可迁移元素发生化学迁移时，将会对大气和水土造成严重的污染，并导致土地退化，植被破坏甚至直接威胁到人畜的生存；尾矿库区表面产生的粉尘可以恶化周围地区的卫生条件；尾矿中的有关成分以及残留的选矿剂也对生态环境造成严重的危害。目前，我国因尾矿造成的污染面积达百万亩，间接污染土地面积1000多万亩。
2.2磷矿尾矿的主要成分
以云南某大型矿区磷矿为例，该磷矿属于硅钙质沉积磷块岩矿矿床，擦洗矿为上层的风化矿，由于风化程度高，碳酸盐矿物大量流失，使得磷酸盐和硅酸盐相对富集。根据原矿的化学多元素的分析结果可以得出：原磷矿矿样主要是由磷酸盐、白云石和硅酸盐3种矿物组成，其矿物质量分数大致分别为55％、12％和28％，铁和铝等化合物含量比较少。
低品位磷矿的伴生资源
1、稀土伴生磷矿
贵州西部新华磷矿是一个特大的低品位磷矿，磷矿储量约13亿t，占贵州省磷矿储量的一半。伴生的稀土氧化物储量上百万吨，其中重稀土氧化钇占31.62％(质量分数)，具有很大的开发价值。
四川西部分布了许多低品位磷矿，品位均在20％以下，发现磷矿伴生稀土。在这一区域中磷矿采出品位约14％，储量约6亿t。中国的稀土矿也正以惊人的速度消失，有关部门已对许多稀土矿山禁开以保护资源。在这种情况下，发展对含稀土磷矿的综合利用具有重要的意义。
2、钾磷矿
四川汉源含钾磷矿主要分布在水桶沟、富泉、市荥和椅子山4个矿区。汉源
磷矿中含微晶和隐晶型的氟磷灰石和一定量的微斜钾长石，此外还含有白云石、石英、绿泥石、褐铁矿和炭质等脉石矿物。其中碳氟磷灰石单体颗粒细小，粒径微米级，且与细小的白云石等矿物密切混布。碳氟磷灰石属低碳型，含CO ：约0.5％～1.2％(质量分数)，羟基一般显得较高。晶碳氟磷灰石中含有镁、铁等杂质。中国钾资源较为缺乏，开发利用这一类资源也是方向之一。
3. 低品位磷矿尾矿的综合利用途径
3.1盐酸法处理低品位磷矿
盐酸法磷酸在20世纪60—90年代初风行，主要决定于盐酸来源及操作成本，中国生产大量硫基氮磷钾复肥，副产大量盐酸，在有些地区形成盐酸过剩，有推广应用前景。国内外有许多关于盐酸法的研究结果。盐酸分解磷矿得到的酸解液主要含CaCl 2，溶解度极大，一般需用有机溶剂，液一液萃取分离氯化钙。虽然醇类对磷酸萃取能力并不好，但由于CaCl ：产生的“盐析效应”可得到高纯度磷酸。以色列矿业公司(IMI)于20世纪50年代末至60年代初，开发了利用醇类溶剂、液一液萃取分离磷酸和氯化钙的工艺，这项专利技术最早得到了工业化。盐酸分解磷矿的主要化学反应式为：
()2433455310CaCl HF PO H HCl PO F Ca ++→+
酸分解料液在反应过程中温升一般为18~20℃。因此，工业生产如在室温(25℃)下操作，则体系温度在40—45℃。分解时间和分解率与分解液中固体残渣的沉降速度有关，当然残渣的沉降速度亦与矿种有关。分解时间加长，残渣的沉降速率减慢。分解时间在l0~15 min 较为合适。盐酸分解磷矿的反应速度很快，故无须将矿石研磨过细。从酸不溶物的分离方面考虑，一般研磨至通过1 mm 筛孔即可。分解过程中逸出的气体主要是二氧化碳，并夹带一些氯化氢。其数量以及它们产生的泡沫的稳定性与矿物的组成有关。在反应器设计中，应考虑设置机械除泡沫装置。对有机质含量较高的磷矿须在分解过程中添加消泡剂。
酸解后形成的酸不溶物的量因矿种而异，对一般标准工业磷矿而言，约占投入矿量的10％~11％(质量分数)。分离不溶物的沉降稠厚器的沉降面积，每天每
吨P2O52m2基本满足分离的要求。酸分解后的料浆添加少量的絮凝剂后进入沉降稠厚器。分离出来的固体残渣经逆流倾析系统用水洗涤后丢弃。逆流倾析洗涤系统的稠厚器的数量及布置仍需根据矿石的情况决定。用20％~25％(质量分数)的盐酸分解磷矿，分解后的物料中酸不溶残渣是在酸解过程中形成的结晶形态为正八面体的复杂化合物(晶体在1～10 μm)Ca4AlSiSO4F13·13H2O。增大HCl浓度，有利于氟转入不溶性残渣中。
3.2低品位磷矿窑法制磷酸
1、窑法磷酸生产技术
窑法磷酸生产方法与传统的湿法或电炉法均有重大区别，因完成磷矿分解的反应设备是回转窑或隧道窑，而被称为窑法磷酸。该法与湿法相比，受磷矿品位和杂质含量的限制较少，不受磷资源的限制；与电炉法相比，可大大降低生产能耗，且可不采用昂贵的电能。因此，该工艺十分符合中国的资源特点。窑法磷酸新工艺的主要特点是：可以使用杂质含量高的中、低品位磷矿，生产出优质的高浓度磷酸。当磷矿中SiO2含量较高时，P2O5，质量分数可低至17％，所制得的磷酸质量可以达到或接近热法磷酸质量。另外，该工艺由于充分利用了生产过程的化学反应热。大大降低了生产能耗。产品成本相对低廉。据估算，窑法磷酸的成本介于热法和湿法磷酸之间。目前，中国在窑法磷酸工艺上已有所突破，开发窑法磷酸新工艺工业化技术及装备对于大部分是中低品位磷矿的资源现状来说，具有十分重要的意义|。
就工艺原理而言，窑法磷酸与热法磷酸完全相同。即在高温状态下用煤炭把磷矿中的磷还原成磷蒸气逸出，然后经氧化生成P2O5，再经水吸收生成磷酸。因为磷的还原、氧化反应过程都在回转窑内完成，可以充分利用氧化反应产生的热量，因而大幅度降低了生产能耗。传统的电炉法工艺中磷还原反应是在电炉内完成，而磷的氧化反应是在燃烧水化塔内完成。因此，电炉法工艺不但未能充分利用化学反应热，而且在磷酸生产时为移走磷的燃烧热，还要使用大量的循环酸和循环冷却水，额外增加能耗。此外，对于炉料的加热和还原反应吸收的热，电炉法工艺要消耗价格昂贵的电能；而窑法磷酸工艺则采用成本相对低廉的煤。其生产过程的原理与电炉法完全相同，可以使用杂质含量高的磷矿，而产品磷酸的
质量也很好。目前窑法磷酸工艺技术攻关的关键是，既要将磷的还原和氧化反应这两个气氛要求不同的区域有效地隔离，又不妨碍相互间的传热和传质。中国开发研究的物料表面包裹层技术，成功地解决了这一技术关键。
2、窑法磷酸的关键技术与技术难点
窑法磷酸的关键技术与技术难点：
1)磷矿石、硅石、煤黏结润湿致密均匀成球技术及设备，是矿料的加热和还原反应稳定进行和完成的基础；
2)包裹剂(煤和熔点调整剂)的准确配比，黏结剂混合湿磨，致密均匀包裹在矿料球粒表面，制成复合球粒的技术及设备，确保可靠稳定地将还原反应和氧化反应区域有效地隔离，又不妨碍相互间的传热和传质；
3)回转炉窑工业放大的设备结构和材料及反应物料的热鼍利用；
4)反应产物窑气的净化处理、水合制酸技术及工业分离设备的开发；
5)隧道窑生产技术的改进和创新。
3、窑法磷酸技术的创新点
窑法磷酸技术的创新点：
1)窑法磷酸工艺生产过程的原理与电炉法相同，可制得较高品质的磷酸，但反应需要的热能则用价廉的煤为燃料来提供，并可充分利用化学反应热能，大大降低生产能耗，使磷酸生产成本大幅下降；
2)可以使用杂质含量高的中、低品位磷矿制取优质窑法磷酸；
3)采用包裹技术来隔离氧化是窑法磷酸最关键的技术难点和创新。
3.3磷矿尾矿的新药剂再浮选
磷矿尾矿可以当做低品位的磷矿处理。因此，如何开发新药剂综合回收磷矿尾矿的磷元素的方法值得研究。从生产可溶性磷肥以及磷酸的角度来讲，最合适原料是含有磷酸三钙组成的磷矿石。也相当于过去所说的“骨质磷酸钙”。这就表明评价磷矿的标准应该以BPL(磷酸三钙)的含量来评价。国外对低品位矿和磷矿尾矿回收利用很成熟，在美国，对于白云石含量高的尾矿直接采用浮选的方法就可以同收磷酸盐，矿业局已提出了一个化学方法直接从尾矿砂的泥浆中浸取磷酸盐。它主要是利用酸化和使用硫酸和甲醇的混合物的技术。用这种方法可以回
收存于黏土中的磷酸盐的65％~80％，条件是黏土质中的铁和铝的含量不高。美国矿业局已经有一个P2O5，生产能力达1 0130 t/d的连续试验厂的计划。美国Dufour等人发明了利用多元多级浮选富含镁和煤矸石的磷矿，综合回收利用镁和煤矸石，从而为磷矿资源的综合利用开辟了一条新的道路。
在南非矿山，使用非苯基四乙二醇醚作为调整剂和抑制剂，用这种新的工艺处理低品位磷矿和磷矿尾矿获得成功：原矿石品位为8.5％P2O5的磷灰石(含蛇纹石、磁铁矿、方解石、白云石)，选矿后精矿P2O5品位达到36.15％，回收率70％，尾矿中含有1.5％的P2O5。通过再浮选和水力旋流器分级来提高P2O5品位和降低MgO的含量，产生了两个较高品位的产品：ω(P2O5)=39.3％，ω(MgO)<0.65％和ω(P2O5)=40.3％，ω(MgO)<0.5％，而后一个是世界市场上最高品位。
3.4磷矿尾矿制备水泥
我国对于磷渣水泥的研究较早，现已比较深入和成熟，已工业化生产，但是利用磷矿选矿尾矿制备水泥还处于研究初期，是今后研究的一个重要方向。磷矿尾矿可以作为水泥的生料、混合材、矿化材等。管宗甫等人研究利用磷矿尾矿并复合适宜的废渣或无机非金属矿配制了水泥熟料烧成助剂，利用这些主机适当调整方案在正常条件下烧成了高强熟料，对熟料进行了XRD、SEM和反光显微镜形貌分析及物理性能检验。研究表明：配制的烧成助剂利用磷矿尾矿中的某些元素的助熔作用改善了水泥熟料的易烧性。实验烧成的熟料中含有较多的C3S，同时使液相体条件下形成的C3S亚微结构得到了改善，因而熟料具有较高的强度，研究配制的烧成助剂中挥发性组分很少，不会对环境和设备腐蚀带来明显影响，适宜于新型干法生产使用。吴秀俊研究表明：熟料中的P2O5，含量增加，C3S和β-C2S减少，而C2S和C3P的固溶体及f-CaO含量增加，早期强度降低。高温下氟和P2O5，反应形成氟磷灰石，可减少P2O5，对熟料的不良影响。掺入CaF2后，含磷熟料中磷硅酸钙固溶体减少至消失，C3S含量增加，f-CaO降低，熟料早期强度提高，且和P2O5/F-相关。所以，对磷、氟共存的熟料不能单独以P2O5，含量来估计熟料的活性。吴秀俊使用差热、红外、衍射、电镜、压汞等仪器和方法，对磷渣硅酸盐水泥的水化动力学和水化产物进行实验研究。由于组成粒化磷渣的硅辉石玻璃体具有较高的凝聚程度和最终强度，故磷渣水泥早期水化速度较
低，后期强度增进率较高。渣玻璃体中磷酸盐的溶出对水泥早期水化和凝结时间有明显的影响。磷渣水泥的水化过程及水化产物基本类同于矿渣水泥。可以采用改变磷矿尾矿成分，提高熟料质量、细磨、外加激发剂等工艺措施来提高磷渣水泥的早期水化速率。
3.5制备建筑用砖
利用磷矿尾矿制备建筑用砖在我国起步晚，尚处于实验室研究阶段，张定睹271等人发明了一种利用磷矿选矿后的尾矿制取磷酸并副产建筑用砖的方法，以隧道窑为主要反应设备来完成磷矿的还原和磷的氧化反应，通过烟气吸收塔吸收制得磷酸，磷矿尾矿的还原用焦炭或煤或煤矸石等含碳原料作为还原剂，加人硅石粉，高岭土参与还原反应，生成硅酸钙，铝酸三钙，它们是形成砖块强度的主要成分。砖块反应完毕后经换热冷却后从窑尾卸出即为建筑用砖，其质量符合国家标准要求。
3.6 制备微晶玻璃
利用磷矿尾矿制备微晶玻璃在我国起步很晚，但是由于微晶玻璃的附加值很高、无污染、高性能等诸多优点，已成为当今研究的热点，有着广阔的应用前景和发展前景。微晶玻璃的制备技术根据其所用原料的种类、特性对的性能要求而变化，主要有熔融法、烧结法、熔胶一凝胶法、二次成型工艺、强韧化技术等，对于磷矿尾矿废渣微晶玻璃而言，其制备技术以前两者为主。
1)熔融法
熔融法制备微晶玻璃是传统的方法，将配合料在高温下熔制为玻璃后直接成型为所需形状的产品，经退火后在一定温度下进行核化和晶化，以获得晶粒细小且结构均匀致密的微晶玻璃制品。该法对热处理制度的确定是技术关键。熔融法的优点为：①可采用任何一种玻璃成形方法，如压延、压制、吹制拉制等，便于生产性状复杂的制品和机械化生产；②制品无气孔，致密度高；③玻璃组成范围宽。熔融法存在的问题主要有：①熔制温度过高，通常在1400～1600℃，能耗大；②热处理制度在现实生产中难于控制；③晶化温度高，时间长，现实生产中难于实现。
2)烧结法
烧结法是将熔制玻璃粒料与晶化分两次完成。首先将配合料经高温熔制为玻璃后，再以水淬冷，使其粉碎为细小颗粒，成型后采用与陶瓷烧结类似的方法，让玻璃粉在半熔融状态下致密化并成核析晶。烧结法的优点为：①该法制备微晶玻璃不需经过玻璃成形阶段；因此适于极高温熔制的玻璃以及难于形成玻璃的微晶玻璃的制备；②由于晶化与小块玻璃的粘结同时进行，因此不易炸裂。烧结法生产的产品成品率高、晶化时间短、节能、产品厚度可调，可方便地生产出异型板材和各种曲面板，并具有类似天然石材的花纹，更适于工业化生产；③由于颗粒细小，表面积增加，比熔融法制得的玻璃更易于晶化，可不加或少加晶核剂。相对于熔融法而言，烧结法的缺点是产品中存在气孔，导致生产中的成品率降低。
3.7磷矿尾矿的其他利用
英国教授研究热法处理高含白云石的磷矿尾矿，在研究中高含白云石的Harara (巴基斯坦)磷酸盐不用常规的浮选药剂和高热量煅烧，而是取决于过程的效率，常规煅烧可以处理掉磷盐岩岩石中的碳酸盐。在煅烧处理中，二氧化碳以气体逸出。在煅烧窑中氧化钙被氧化，同时留在远离淬火分离器中固体的污泥的大部分是氧化镁。通过控制在水温箱中热煅烧岩石的温度，大部分杂质变成容易用机器粗糙分离的黏泥阶段杂质“sand”浓缩物而除去。煅烧过程的本质可以分成筛选和洗涤(为了减少粘土和氯化物)；煅烧在大约950℃，石灰的水合，分离和最后进一步洗涤和干燥。
王海军研究了河北矾山磷矿磁选尾矿的矿物组成、铁的赋存状态、矿物嵌布特征以及用重选、重磁联合流程、磁选分别对其进行回收铁的试验研究情况。用磁选法粗选并进行粗精矿再磨再选，可获得含铁64.19％(质量分数)、回收率5.63％的铁精矿。谭志斗等人采用湿法工艺用硫酸、磷酸以及硫磷混合酸对高镁磷尾矿进行了工艺特性研究，用硫酸处理高镁磷尾矿，然后过滤分离可以得到MgO-P2O5产品。
由于磷矿尾矿中含有磷元素和镁元素，磷是复合肥料的主要元素，镁是复合肥料的中量元素，近年来，在缓释肥料的研究中已将镁与氮磷钾并列为作物的主要营养元素。因此利用磷矿尾矿作为土壤的改良剂和复合肥料的添加剂、粘结剂
的研究也是今后的发展方向。
4.结语
随着世界磷矿资源的逐渐枯竭，磷肥生产将不得不依赖于杂质较多的贫矿，中低品位的磷矿选矿过程中将产生大量的副产磷矿尾矿资源，研究磷矿尾矿的综合利用对环境污染的治理以及磷矿采选企业的发展问题有一定的指导意义。从而可以回收磷矿尾矿中的有用元素，开发磷矿尾矿中的元素经济，提高酸解率和产品质量，实现长周期运转，发展循环经济。
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利用中低品位磷矿生产优等品钙镁磷肥
利用中低品位磷矿生产优等品钙镁磷肥 刘 晋 高 林 潘明芳 夏敬源 唐延松 (云南昆阳磷矿 650612) 摘要 介绍昆阳磷矿钙镁磷肥厂利用中低品位磷矿生产优等品钙镁磷肥的工业试验和生产实践的情况。利用中低品位磷矿代替高品位磷矿生产优等品钙镁磷肥,为大量中低品位磷矿资源的合理利用找到了一条行之有效的途径。 关键词 中低品位磷矿 钙镁磷肥 Production of Superior2Q uality C alcium Magnesium Phosphate from Low2and Medium2G rade Phosphate Rocks Liu Jin,Gao Lin,Pan Mingfang,Xia Jingyuan and Tang Yansong Abstract The industrial experiment and production practice are presented of the manufacture of superior2quality calcium magnesium phosphate from low2and medium2grade phosphate rocks at the Cal2 cium Magnesium Phoshpate Plant of Kunyang Phosphate Mine.The production of this fertilizer from low2and medium2grade phosphate rocks instead of high2grade ones opens up an effective route for the rational utilization of low2and medium2grade phosphate rocks that are in abundance. K eyw ords low2and medium2grade phosphate rocks calcium magnesium phosphate 云南拥有丰富的磷矿资源。昆阳磷矿是我国大型磷矿基地之一,素有磷都的美誉。该矿设计范围内的矿体走向长度为5.1km,分为4个采区。至1996年底,保有储量(A2+B+C1)为4752.22万t,平均品位为26.38%。其中,中低品位磷矿2500多万t。如何合理开发利用中低品位磷矿是摆在我们面前的重大课题。 云南昆阳钙镁磷肥厂是昆阳磷矿的一个下属企业,始建于1989年。我厂依靠科技进步,在利用中低品位磷矿生产优等品钙镁磷肥方面走出了一条成功之路。 首先,组织科技人员对矿区的中低品位磷矿的组份做了全面的分析研究,感到中低品位的磷矿含钙、镁、铁、铝等杂质较高,有利于钙镁磷肥的生产。 1991年10月14日,根据磷矿石的组份含 量,首次用近200t含P2O518.56%的磷矿进行配料,按正常生产方法,进行1d探索性工业试验,连续投料147t,生产的半成品中有效磷达18.34%。探索性试验的成功,引起了矿、云磷(集团)公司及省化工厅、省科委的重视,题为“利用中低品位磷矿石生产一级钙镁磷肥”的科研项目被列为云南省“八五”重点科技攻关项目。省科委同我厂签订了攻关合同,要求用含P2O524%以下的中低品位磷矿试生产3个月,产品有效磷要在18%以上。1992年3月16日开始进行试验,截止于1993年5月29日,共生产92d。试生产期间,用平均含P2O520.72%的中低品位磷矿16976t,生产了含有效磷在18.86%(平均)的优等品钙镁磷肥17596t,圆满地完成了合同。1994年11月24日该成果通过了云南省科委主持的技术鉴定,并获得 55 化肥工业 第25卷 第1期 革新与经验
当前矿山尾矿的治理利用及现状
当前矿山尾矿的治理利用及现状 矿产资源在国民经济发展过程中占有非常重要的地位，我国有95％以上的能源和85％的工业原料取自于矿产资源，可是矿产资源是一种不可再生的自然资源。为了提高矿产资源的利用率，延长使用年限，也为了保护人类赖以生存的生态环境。人们越来越重视尾矿的综合利用及治理问题。 目前的现状： 我国矿产资源的利用率比较低，总回收率比发达国家低很多。据不完全统计，冶金矿山每年排放尾矿量达1．5亿t以上，而其中铁的品位平均为11％，有的高达27％，相当于尾矿中尚存有1600万t的金属铁；在2000多万吨的黄金尾矿中尚含金约30t。我国矿产资源共、伴生组分丰富，其中铁矿石中大约有30多种有价成分，但能回收的仅20多种，一些金属元素尚遗留在尾矿中，每年矿产资源开发损失总价值约780亿元。而对于尾矿中的大半乃至90％以上的非金属组分更是极少开发利用。随着选矿技术水平的提高以及矿产资源的日渐紧张。尾矿已成为人们开发利用的二次资源，而且某些传统矿物的尾矿将成为非传统矿物的原料。 工业发达的国家已把矿业废料的开发利用作为矿山开发的新目标，把尾矿的综合利用及治理的程度作为衡量一个国家科技水平和经济发达程度的标志。我国这方面的研究起步较晚，但是迫于形势所需，人们越发认识到尾矿综合利用及治理是提高矿产资源利用率及保持矿业可持续发展的必要措施。对保护人类赖以生存的生态环境有着重要意义。 1 我国矿山尾矿的现状及问题 我国大多数矿山资源的品位较低，在选矿流程中排出大量的尾矿，随着矿产资源利用程度的提高，矿石的可开采品位相应降低，尾矿排出量也在增加。世界各国每年排出的尾矿量约50亿t，而我国仅2000年尾矿排放量就达6亿t左右。目前堆存的废弃物已达200亿t之多。而且还在以每年几亿吨的速度增加。目前我国的尾矿综合利用率仅为7％，大量的尾矿只能堆放在尾矿库或一些自然场地中，如此之多的尾矿不可避免地带来一系列的问题。 1 尾矿严重地污染周边的环境 有些选矿过程需加入一些药剂，尾矿中就会残留一定量的药剂。如选金用的氰化物是一种剧毒药剂；选矿中常用的黄药、黑药、酚类化合物在水中散发出一种难闻的特殊气味，对人畜是非常有害的；还有一些原存于矿石中的重金属元素，由于化学药剂的作用，而存在尾矿水中，这些尾矿水流入附近的河流或渗入地下，就会严重污染河流及地下水源。据调查，冶金矿山9个重点选矿厂附近的14条河流被污染，矿区周围水井的水质普遍达不到饮水标准。 我国一些矿山矿物嵌布粒度细，为了达到单体解离，需要将矿石磨得很细，这样的尾矿被排到尾矿库自然干涸以后，遇到大风天气，表面的尾矿砂会不断地被吹到周边地区，导致该地区的土壤污染、土地退化、植被破坏，对周边的生态环境造成了严重的不良影响，有时甚至直接威胁到人畜的生存。如1998年夏季，金川镍矿的尾矿库因大风刮起尾矿砂尘暴，造成了严重的人员伤亡事故。
尾矿综合利用综述
尾矿综合利用综述 （不含有价元素的再利用） 尾矿可用来生产建筑材料,如微晶玻璃、建筑陶瓷、水泥、铸石制品、玻璃制品、肥料、灰砂砖、免烧砖、人造石、工艺美术陶瓷、日用陶瓷原料、混凝土等 利用尾矿加工建筑用砂 利用尾矿加工建筑用砂以取代传统的山砂和河砂，其加工工艺十分简单，只需对尾矿进行筛分和应用旋流器进行分选，即可得到符合建筑要求的尾矿砂。一般建筑用砂要求含泥量(<0.08mm 的粉矿)<5%、云母含量<2%、轻物含量<1%、SO3<1%、SiO2≮65%、Fe2O3<15%、真比重>2500kg/m3、松散容重1350～1500kg/m3、压碎指标≯35%。攀枝花尾矿的物理性质基本上都能满足上述要求。由于尾矿砂呈不规则的棱角状，质量稳定、洁净，与传统的山砂、河砂相比，用尾矿砂配制的混凝土其性能优于用圆形的山砂和河砂配制的混凝土，而且尾矿砂加工成本很低，因此具有广阔的发展前景。 混凝土砌块是用水泥和粗细骨料混合挤压成型后经自然养护而成。矿山的废石可做粗骨料，尾矿可做细骨料，废石和尾矿的掺入比例高达90%以上。 铁矿山尾矿由于其组分与水泥配料相近，可作为水泥原料，代替部分石灰石、粘土和铁质，用量可达40%以上，且基本不改变水泥厂原有设备及工艺。其次，水泥生产对原料的粒度要求比较严格，磨料工序要占水泥生产整个能耗的50%，由于尾矿粒度较细，因此可以大幅度降低水泥生产能耗。第三，尾矿中含有的金属元素对水泥生产工艺和产品性能有良好影响。因此，将来很有可能出现尾矿系列水泥。 矿山尾矿的成份多与微晶玻璃的原料相近，因此近期国内很多科研机构都对开展了对尾矿微晶玻璃的研究， 利用尾矿生产建筑用轻质隔墙板 轻质隔墙板是一种新型室内墙体材料，它具有轻质高强，耐水、耐火、隔音、安装简便、扩大建筑使用面积等优点，是传统室内砖墙的良好替代品，具有广阔的市场前景。普通轻质隔墙板所采用的基本原材料是水泥和砂子，另配加了少量的耐碱玻璃纤维无捻粗纱及网格布、膨胀珍珠岩等原料，其中的砂子完全可以用尾矿代替。 对尾矿工艺矿物学研究的重点在伴生金银，同时研究了金属矿物和非金属矿物的工艺矿物学。主要内容有:(1)尾矿的化学组成特征;(2)矿物组成特征;(3)矿物含量及赋存状态及其工艺特性;(4)伴生金银的赋存特征及工艺特性;(5)在矿物中金银的配分率乡(6)非金属矿物的工艺矿物学等。 主要集中在制造尾矿砖、微晶玻璃、水泥、陶瓷、耐火材料以及混凝土粗细骨料和建筑用砂方面。利用尾矿制砖除通常的建筑用砖外,还包括路面砖、墙面装饰用砖等,根据不同的工艺可以分为烧结砖、蒸压砖、蒸养砖和双免砖等。 铁尾矿制作双免砖。双免砖即免烧免蒸砖,此类建材属于胶结型建材,是靠胶结剂在常温下或者低于100℃环境下结合为一个整体，而制成的有规则外形和满足使用条件的建筑材料或制品。 烧结砖属于烧结类建材,是以热力为形成动力的高温生成材料,烧结砖对尾矿成分的要求较低,需用量很大,有很好的利用前景。以铁尾矿代替部分粘土,掺入适量增塑剂,可以制成不同
铁矿资源回收与尾矿综合利用
来源：作者：发布时间：目前，国内磁铁矿石平均选矿比在左右、尾矿量约占金属矿产尾矿总量的50%。因此，有必要深入研究和探讨如何提高铁矿资源选矿回收率、综合利用铁矿尾矿，保护自然环境。 1 铁矿资源储量及供需状况 资源储量状况 截至2002年底，我国保有铁矿产地1995处，保有资源储量亿t，其中基础储量亿t、储量亿t。我国的铁矿资源中，贫矿、难采、难选矿占有比例大，平均品位只有%左右，低于世界平均品位11个百分点。截至2003年底，山东省查明铁矿产地85处，累计查明资源储量亿t，保有资源储量约亿t，其中保有经济的基础储量亿t、储量亿t，贫铁矿占有比例60%。在当前经济技术条件下，我国的铁矿资源找矿前景不大，所以必须充分利用现有的铁矿资源。 铁矿石供需状况 随着我国经济的发展，钢铁产量不断提高，2003年我国生铁、钢、钢材产量分别达到亿t、亿t、亿t，自产铁矿石原矿亿t，成品铁矿石自给率50%左右，进口铁矿石亿t，占世界铁矿石海运贸易总量的28%。近年来，山东省冶金工业也保持了高速发展，随着钢铁产量的增长，铁矿石供需矛盾日益突出，2003年全省成品铁矿石需求量达2100多万t，而省内74家铁矿山的原矿产量为万t、成品矿产量万t，铁矿石自给率30%左右，低于全国平均水平。 2 山东铁矿资源回收及尾矿利用情况 资源储量及生产情况 山东省现有省属以上铁矿山8家，其中中央企业1家。2003年度完成采掘（剥）总量1009万t，原矿产量万t，成品矿产量万t（其中铁精矿产量万t）。截至2003年底开采矿区19处，占全省查明矿区总数的22%，保有资源储量4 61亿t、基础储量亿t、储量亿t。 选矿工艺
中低品位磷矿开发和利用现状的报告
中低品位磷矿开发和利用现状的报告 ——以长青、仁和、鑫瑞3家矿产企业为例 随着全球磷矿资源紧缺性日益突出，中低品位磷矿石的开发利用，引起林区政府和企业的极大关注，为探索“贫富兼采、采选结合、采选加一条龙”的开发利用新模式。政府督查室与矿办组成专班，对长青、仁和、鑫瑞3家低品位矿山企业进行了调查，特将调查情况报告如下。 一、林区磷矿资源开发利用状况 林区磷矿资源较为丰富，已探明储量1.5亿吨，远景储量2亿吨。中低品位数量占绝对比例，大于28%的磷矿资源量较少，优质磷矿资源主要集中在寨湾、莲花-简城马鹿场等矿区；兴发集团的武山、郑家河磷矿其品位26-28%之间，多为中低品位磷矿；长青矿业的长青、仁和矿业的莲莲坪鑫瑞公司的大白莲、中西公司的南垭主要是低品位磷矿。其中长青矿业最高年产量不到5万吨，平均约3万吨。磷矿石最高不到28%，综合品位约24%，经过选取矿后仅25%。仁和矿业最高年产量不到5万吨，平均约3万吨，磷矿石最高约28%，综合品位接近27%。鑫瑞矿业年产量规模达3万吨，磷矿石综合品位约20%。目前，区内黄磷产量1万吨，年消耗磷矿石仅15万吨，主要由武山矿业供矿，其余100多万吨全部为原矿外销。 二、磷矿资源开采中存在的问题
一是采富弃贫，浪费严重。由于28以上的矿石俏销，26以下有价无市，为了追求利益最大化，企业一般只开采27以上的磷矿石，尽量开采28以上的磷矿石。每开采一吨富矿，造成10吨贫矿无法开采，浪费极为严重。由于回采率极为低下，以170万吨年产量计算，可开采约25年；以130万吨年产量计算，可开采约30年；加强中低品位综合利用，按照贫富兼采的原则，可供开采时间将增加一倍，约50-60年，可供开采量高达1亿吨左右。如果不是新开发的寨湾矿区，可供开发资源至少减半，时间将成倍缩短。 二是随意变更开采设计，安全隐患多。基于技术等因素，不仅开采方式原始，“几斤炸药、几个筐，一台蹦蹦车拉出来”是典型的写照，而且随意变更开采设计，这样造成回采率极低仅25%，远远达不到75%的要求，更为严重的是造成安全生产、地质灾害、环保问题不同程度地存在，如采空区存在严重的安全隐患，如破坏植被、阻塞河流等环保情况，又如马鹿场、莲花矿区地质灾害，近几年，已经投资上千万进行治理，如果不严格规范标准化开采，收取的税费还不够治理。同时，超载严重造成209国道复线被压坏多次，矿产车辆行驶频繁，也造成了道路交通隐患。 三是卖原矿为主，资源优势没有形成产业优势。生产黄磷为主的粗放式加工，没有占领食品级、电子级磷酸等前沿高端产品，难以产生高附加值，加之电力上涨、环保要求越
中低品位磷矿尾矿的综合利用
中低品位磷矿尾矿的综合利用 摘要：针对目前磷资源日渐枯竭的世界性问题，根据中国目前中、低品位磷矿居多的现状，加强利用中、低品位磷矿尾矿，扩展磷矿资源可利用范围，是解决磷资源匮乏的当务之急。提出了利用中、低品位磷矿生产优质磷酸，介绍了国内外盐酸法、窑法的情况。并介绍了国内外中低品位磷矿尾矿综合利用的研究进展，磷矿尾矿利用对于改善生态环境、提高资源利用率的重要性，并提出中低品位磷矿浮选尾矿加工利用的途径。 关键词：中低品位磷矿；尾矿；综合利用 1.引言 磷是地表圈内参与生物代谢的重要元素之一。据统计，我国磷资源丰富，居世界第四位，但多数品位不高。以广西为例，广西截止2002年的地质调查、详查资料表明，已发现成规模的磷矿区50个，总储量为5340多万吨，ω(P2O5)的平均值为12％～16％，都属于低品位磷矿。广西的磷矿石主要赋存在中泥盆统东岗岭组上部的风化壳中和下石炭统大塘阶的含硅泥质、硅质页岩中，多为次生淋滤型磷矿或堆积型磷矿，大多为不溶性磷酸岩型低品位矿床。采用传统选矿和湿法浸出方法富集磷的成本过高，难以实现工业化生产，其利用价值不大。另外，我国还有大量的选磷尾矿(ω(P2O5)为8％左右)。这些低品位磷资源都有待回收利用。 众所周知，磷是植物生长必需的营养元素之一。但是我国有74％的耕地土壤缺磷，即我国耕地土壤有效磷的质量分数小于l0×10-6的面积占耕地总面积的74％。土壤中95％以上的磷为无效磷形式，植物很难直接吸收利用，大部分磷与土壤中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+结合，形成难溶的螯合磷酸盐，使得施入磷肥的当季作物利用率很低。而提高磷的利用率一直是农学家关注的问题。人们早就发现，生物和微生物能分泌出有机酸，这些酸既能够降低系统的PH值，又可以与铁、铝、钙、镁等离子结合，从而使难溶性磷酸盐溶解，也就是说，生物与微生物在磷的代谢过程中发挥了很大作用。在生物或微生物的作用下，某些不溶
我国铁尾矿的资源现状及其综合利用
第3卷第4期材 料 与 冶 金 学 报V ol13N o14 2004年12月Journal of Materials and Metallurgy Dec12004我国铁尾矿的资源现状及其综合利用 张淑会,薛向欣,金在峰 (东北大学 材料与冶金学院,辽宁沈阳110004) 摘 要:在阐述我国铁尾矿资源的形势、特点的基础上,分析了我国铁尾矿综合利用的途径。指出 了铁尾矿综合利用对于提高经济效益、社会效益,改善生态环境的重要性,并提出了今后铁尾矿综 合利用的发展方向. 关键词:铁尾矿;途径;综合利用 中图分类号:X753 文献标识码:A 文章编号:167126620(2004)0420241205 Current situation and comprehensive utilization of iron ore tailings resources in our country ZH ANG Shu2hui,X UE X iang2xin,J I N Z ai2feng (School of M aterials and M etallurgy,N ortheastern University,Shenyang110004,China) Abstract:On the basis of representing the situations,characteristics,and status of iron ore tailings res ources in our country,the approaches of com prehensive utilization of iron ore tailings are analyzed.I t is pointed out that com prehensive utilization of iron ore tailings is im portant for enhancing economical and s ocial benefits,and for im proving environment.The developing direction of com prehensive utilization of iron ore tailings is als o put forward in the paper. K ey w ords:iron ore tailings;approaches;com prehensive utilization 随着钢铁工业的迅速发展,铁矿石尾矿在工 业固体废弃物中占的比例也越来越大.据不完全统计,目前我国发现的矿产有150多种,开发建立了8000多座矿山,累计生产尾矿5917亿t,其中堆存的铁尾矿量占全部尾矿堆存总量的近1/3[1]. 大量尾矿不仅占用了土地和造成了资源的浪费,而且也给人类生活环境带来了严重污染和危害,破坏生态平衡等问题,现已受到了全社会的广泛关注.同时,随着矿产资源的大量开发和利用,矿石日益贫乏,尾矿作为二次能源也已受到世界各国的重视[2～7].目前我国尾矿的综合利用率仅为7%[8],从我国尾矿资源的实际出发,大力开展尾矿资源综合利用,实现资源开发与节约并举,提高资源利用效率,有着十分重要的经济意义和社会意义.1 我国铁尾矿资源现状及其特征 111 铁尾矿成分复杂,种类繁多 铁尾矿是一种复合矿物原料,除了含少量金属组分外,其主要矿物组分是脉石矿物,如石英、辉石、长石、石榴石、角闪石及其蚀变矿物;其化学成分主要以铁、硅、镁、钙、铝的氧化物为主,并伴有少量的磷、硫等(表1列举了几种铁矿尾矿的化学成分). 我国铁尾矿资源按照伴生元素的含量可分为单金属类铁尾矿和多金属类铁尾矿两大类. 其中单金属类铁尾矿,根据其硅、铝、钙、镁的含量又可分为以下几类: (1)高硅鞍山型铁尾矿 该类尾矿是数量最大的铁尾矿类型,尾矿中 收稿日期:2004207206. 作者简介:张淑会(1976-),女,河北定州人,博士研究生,E-mail:zhang-shts@1631com;薛向欣(1954-),男,辽宁沈阳人,东北大学教授,博士生导师.
国内尾矿资源的综合利用
国内尾矿资源的综合利用 彭亚 （中南大学资源与安全工程学院，长沙 410083） 摘要：综合阐述了我国尾矿资源的现状、对其进行综合利用的途径以及存在的问题，并就尾矿资源化利用提出了几点建议。 关键字：尾矿资源；现状；综合利用 矿产资源是人类社会赖以生存和发展的物质基础。国内 95% 以上的一次性能源、80% 以上的工业原料、70 % 以上的农业生产资料都来自矿产资源[1]。但由于我国贫矿多；单一矿少,共伴生矿多；矿石组成复杂,难选冶矿多的特点[2]，以及多数矿山选矿设备陈旧、老化现象普遍，管理水平和选矿回收率低[3]，矿产资源得不到充分的利用。据统计,我国现有矿山 15.3 万个,其中 80% 的矿产资源为共伴生矿。我国共伴生矿产资源的综合利用率不到20% ,矿产资源总回收率仅 30% 。即使在一些大型国有矿山企业开展了资源综合利用,也只占国有矿山的 10%。大量有用资源进入了尾矿废石之中。 1 尾矿资源现状及综合利 用的必要性 1.1尾矿资源的堆存现状 尾矿是选矿厂在特定经济技术条件下，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。同时，受选矿技术水平、生产设备的制约，也是矿业开发造成资源损失的常见途径[3]。 一般而言,化工、黑色金属矿山中,尾矿的量要占矿石量的 50%～80%；有色金属矿山中,尾矿量则要占到70%～95% ；而在黄金、钼、钨、钽、铌等稀有金属矿山中尾矿量更是占到 99%以上，几乎可以说是来多少矿石就得丢出去多少尾矿，量是十分巨大的[4]。据统计，中国现有大中型尾矿库 1500 多座，如加上各种小型尾矿库，总计超过 1 万座。据中国矿业联合会绿色矿业办公室最新统计数据显示，目前我国各类矿石堆存的尾矿已高达80.51亿吨，并以年排放 6 亿多吨的速度在增长。尾矿的大量堆存是对资源的一种浪费，也会对环境造成很大的影响。 1.2尾矿综合利用的必要性 尾矿资源是金属和非金属矿山废弃物中数量最大、综合利用价值最高的一种资源[4]。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[5]。所以在全球矿产资源供应紧张的局势下开发利用好长期累积的大量尾矿是我国矿业可持续发展的必然选择。
矿山尾矿的综合回收与利用
矿山尾矿的综合回收与利用 毛麒瑞 (湖南省石化厅,湖南 长沙 410007) 矿产资源是不可再生的资源,随着不断的开发利用,矿产资源日趋减少或枯渴;与此同时,在矿产资源开发利用过程中丢弃的废石、尾矿、废渣又在逐年增多。 据初步统计,我国每年矿山排出的尾矿约2亿吨,并以每年10%的速度增加。这些尾矿不但占用了大量的国土面积,消耗各种费用,而且给生态环境造成很大的危害。如果把尾矿综合回收和利用起来,不仅可以延长矿产资源使用的年限,扩大资源利用范围,减轻对环境污染,还可以节省大量用地和资金,产生巨大的经济效益和社会效益。 尾矿综合回收与利用包含关两个不同的含义:一是回收,二是利用。综合回收是指回收尾矿中的有用成分,而综合利用则是将尾矿粉体综合利用起来。 自60年代特别是80～90年代以来,我国一些矿山企业从提高经济效益考虑,开始对从尾矿中回收有价金属元素给予关注,并陆续建成一些尾矿回收选矿厂,取得了明显的效果。 在黑色金属矿山中,从尾矿中回收有价金属及其它矿物的实例很多。如歪头山、南芬铁尾矿再选,两矿每年从尾矿中再选出铁精矿7万多吨,年创经济效益1700余万元。针对太钢峨口铁矿回收率低、尾矿中碳酸铁含量高的特点,回收尾矿中的碳酸铁也取得了良好的指标。碳酸铁具有良好的冶金性能,是一种很好的冶炼原料。另外,马钢南山铁矿凹山选矿厂尾矿再选,每年可回收铁精矿近4万吨,采用摇床回收硫精矿5万余吨。马鞍山还从桃冲尾矿中回收石榴子石,选出含量97.39%、回收率41%以上、磁性物含量0.54%的石榴子精矿。石榴子石具有硬度大、熔点高、化学性质稳定、晶体结构特殊等优点,可广泛用于磨料、精密仪器轴承及工艺品等。济源钢铁厂采用硫钴回收工艺,从尾矿中回收钴,目前已应用于生产一级钴精矿。另外,歪头山铁尾矿石英砂提纯也取得了好的成果,石英砂可作为生产玻璃的原料。 在有色金属矿山方面,尾矿再选也取得了很多成果并且已有一部分投入了生产。铜尾矿再选回收的有铜录山铜矿、丰山铜矿、赤马铜矿、铜官山铜矿和新桥硫铁矿等。铜官山是最早开发利用尾矿的矿山,1975～1988年共处理尾矿459万吨,总产硫精矿61.1万吨,总产铁精矿83.5万吨,实现利润总额2500万元。其它矿的尾砂也均进行综合回收试验,取得了很好的成果。铅锌尾矿再选回收的有八家山铅锌矿,按尾矿处理量800t/d计,每年可综合回收金属银8.92t。柴河铅锌矿处理尾矿,获得了合格的铅、锌、硫精矿并使银得到综合回收。金尾矿再选回收的有灵宝市、三门峡市作了再选回收试验和堆浸试验,取得了较好的成果;另外,龙头旺金矿从最终尾砂中回收铁,每年可获60%的铁精矿1076t。对于钨矿伴生硫化矿尾矿,黑钨矿选矿,其中大部银随硫化物进入混合硫化矿精矿中,分离时有近50%的银丢失在硫化矿浮选尾矿中,铁山垅钨矿为此进行了浮选回收银试验,可获得含铋精矿,采用三氯化铁盐酸溶液浸出,最终获得海绵铋和富银渣。再有乳山化工厂黄铁矿烧渣回收金银,年产金62.5kg,银134kg。 鉴于尾矿中消耗了大量能源和金属材料由矿石变成的粉体物料,应当把这种大量的粉体利用起来。纵观尾矿利用,大致有如下几个方面: 1 利用尾矿作建筑材料 80年代以来,我国开展大量的利用尾矿作建筑材料的研究,并取得了一系列成果。如利用铁尾矿加入一定配料(碎石、砂子、粉煤灰及粘土)及石灰经一定的处理后作为路面基料,已在沈阳至盘山的12公里路段进行了工业试验,经公路部门测定表明,已达到二级公路对路基强度的要求。马鞍山矿山研究院还利用齐大山、歪头山细粒尾矿研制免烧砖、饰面砖,其产品性能达到了100号标准。这个院还与苏州混凝土水泥制品研究院合作,用鞍山式细粒尾砂以及大理石、花岗岩等为原料制造人造大理石,其产品色彩各异,美观大方。北京科技大学利用石人沟选矿厂细粒尾矿研制成的轻骨料仿花岗岩系列产品,该产品质轻、强度高,且具有保温、隔音、抗震等特点。中国地质科学院尾矿利用中 63
铁尾矿的综合利用
铁尾矿的综合利用 摘要 关键词 1. 背景 1.1 铁尾矿的来源 随着钢铁工业的迅速发展，铁矿石尾矿在工业固体废弃物中占的比例也越来越大。据不完全统计，目前我国发现的矿产有150多种，开发建立了8000多座矿山，累计生产尾矿59.7亿t，其中堆存的铁尾矿量占全部尾矿堆存总量的近1/3%【1】。 1.2 铁尾矿的分类 我国铁尾矿资源按照伴生元素的含量可分为单金属类铁尾矿和多金属类铁 尾矿两大类。其中单金属类铁尾矿，根据其硅、铝、钙、镁的含量又可分为以下几类【3】： (1)高硅鞍山型铁尾矿。该类尾矿是数量最大的铁尾矿类型，尾矿中含硅高，有的含Si02高达83%。这类尾矿一般不含有价伴生元素，平均粒度0．04mm。0．2mm。属于这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、唐钢石人沟等。 (2)高铝马钢型铁尾矿。该类尾矿年排出量不大，主要是分布在长江中下游宁芜一带。如江苏吉山铁矿、马钢姑山铁矿、南山铁矿及黄梅山铁矿等选矿厂。其主要特点是A1203含量较高，多数尾矿不含有伴生元素和组分，个别尾矿含有伴生硫、磷，小于0．074mm粒级含量占30%～60%。 (3)高钙、镁邯郸型铁尾矿。该类尾矿主要集中在邯郸地区的铁矿山，如玉石洼、西石门、玉泉岭、符山、王家子等。主要伴生元素为S、Co，极微量的Cu、Ni、Zn、Pb、As、Au和Ag等，小于0．074mm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，尾矿粒度小于0．074mm的占73．2%。 多金属类铁尾矿主要分布在我国西南攀西地区、内蒙古包头地区和长江中下游的武钢地区。该类铁尾矿的特点是矿物成分复杂，伴生元素多，除含丰富有色金属外，还含一定量的稀有金属、贵金属及稀散元素。从价值上看，回收这类铁尾矿中的伴生元素，已远远超过主体金属铁的回收价值。如大冶型铁尾矿中除含有较高的铁外，还含有Cu、Co、S、Ni、Au、Ag、Se等；攀钢型铁尾矿中除含有数量可观的V、Ti外，还含有Co、Ni、Ga、S等；白云鄂博型铁尾矿中含有22．9%的铁矿物、8．6%的稀土矿物及15．O%的萤石等。 1.3 铁尾矿的性质 铁尾矿是选矿厂在特定经济技术条件下，将矿石磨细、选取“有用组分”后所排放的废弃物，也就是矿石经选出精矿后剩余的固体废弃物。它是一种复合矿物原料，除了含有少量金属组分外，其主要矿物组分是脉石矿物，如石英、辉石、长石、石榴石，角闪石及其蚀变矿物：其化学成分主要以铁、硅、镁、钙、铝的氧化物为主，并伴有少量的磷，硫等。（表1．1列举了几种铁矿尾矿的化学成分)，是一种重要的二次资源【2】。
磷尾矿综合利用研究
摘要：磷元素是动植物生长不可或缺的重要元素之一。由于对磷元素需求的快速增长，加大了磷矿资源的开采和加工力度，同时产生大量固体废弃物，即磷尾矿。磷尾矿中含有许多有用组分，应对其进行回收利用。目前，磷尾矿的综合利用逐渐成为热点，综合利用主要是尾矿再选、制备建筑材料、生产磷肥、胶结充填几个方面。 关键词：磷尾矿综合利用研究 引言 磷元素是动植物生长不可或缺的重要元素之一。磷矿是指在经济上可被利用的磷酸盐类矿物的总称，是一种重要的工农业矿物原料。目前，磷矿资源主要应用于制取磷肥，也用于提取黄磷、赤磷、磷酸和其他磷酸盐类及磷化合物，应用于医药、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、化工、冶金、军事等[1]。 由于现代农业对磷肥需求的快速增长，加大了磷矿资源的开采和加工力度，产生大量的磷尾矿及其他工业废弃物，不仅危害矿场周围的生态环境，还形成了大面积的采空区，导致地表山体塌陷和滑坡等地质灾害的发生。开采产生的大量磷尾矿，造成许多资源环境问题，磷尾矿的综合利用难题亟需解决。 一、中国磷矿资源概况 1.磷矿主要矿床类型及其分布 世界上最重要的磷矿资源主要为海相沉积型磷块岩，其分布广，储量大，产量高。海相磷块岩可分为地槽型和地台型，其中以地台型矿床工业意义最大。地台型海相磷块岩储量约占世界磷矿总储量的60%以上[2]。中国磷矿矿床的类型有4类(夏学惠，2012)，以海相沉积型磷块岩为主，占全国总储量的85%，此外还有变质型磷灰石矿床和岩浆型磷灰石矿床储量占14.6%[3]。 2.磷矿资源的主要特点 中国磷矿资源丰富，是优势矿产之一。根据《全国矿产资源储量通报》统计，中国磷矿资源十分丰富，全国磷矿矿产地约500处，赋矿层位不少于24个。截止到2010年底，全国磷矿资源储量为186. 3亿t(基础储量，29. 6亿t;储量，9. 1亿t;资源量，156. 7亿t)，位居世界第二位(舒国文，2012)。但中国磷矿“丰而不富”，其中五氧化二磷含量大于等于30%的磷富矿资源储量矿石量26. 5亿t,含量小于30%的磷矿资源储量矿石量159. 8亿t，目前可供利用资源储量动态可供开采35年左右[4]。 二、磷尾矿组成分析 2.1矿物组成 磷尾矿主要由钙镁碳酸盐矿物组成，通常为高镁磷尾矿，以白云石为主，其次为磷灰石，另外含有少量方解石和石英。 表2.1 磷尾矿中矿物组成及相对含量
铁尾砂综合利用现状
铁尾砂综合利用现状 尾砂属于工业固体废物，根据国家有关的规定（工业废物处理处置规范），本着减量化、资源化、无害化的原则对尾矿砂进行回采和利用，需要进行环境影响评价，分析预测在尾矿砂回采利用过程中的环境影响，主要是： 1 、大气环境影响（大风干燥天气的扬尘污染）； 2 、地表水环境影响（尾矿砂进入地表水体，悬浮物和尾矿中污染物使水质变差）； 3 、声环境影响（尾矿砂回采中机械车辆操作噪声对声环境敏感目标的影响）； 4 、生态环境影响（尾矿库回采过程出现爆管，尾砂大量下泄，压覆地表植被、农作物）； 以上影响主要反应出尾矿砂回采过程造成尾矿库溃坝引发的环境风险，而且在对尾矿砂回采项目进行中还涉及工程占地、厂区的生产生活废水、废气、生活垃圾产生及排放，均对区域环境造成较大影响。 对尾矿砂治理主要有以下几点： 1 、选用优质管材、防止尾矿砂输送管破裂； 2 、设立备用输送管道； 3 、加强监控、巡查； 4 、对尾矿砂综合利用，在对尾矿砂进行污染物含量鉴定后可作为其他行业的原材料，填充料（制砖、路基填充）。 5 、对尾矿砂压覆区域进行覆土，种植植被，恢复生态。
、铁尾砂资源状况特点 我国铁尾矿资源状况的特点主要包括如下几点: 1、铁尾矿的产量大而利用率低。目前，我国的尾矿综合利用率只有7%。据不完全统计，我国堆存的铁尾矿量高达十几亿吨，占全部尾矿堆存总量的近30.0%。 2、铁尾矿的类型特点。铁尾矿按照伴生元素的含量分为两大类。一是单金属类铁尾矿，其按照矿物组成，一般将其分为四种类型：高硅型、高铝型、高钙镁型和低钙镁铝硅型（简称低硅型）。划分依据是其存在的主要元素，并有利于选择不同的利用途径。另一是多金属类的铁矿尾矿，主要有攀钢铁尾矿和白云鄂博铁尾矿，此类铁尾矿特点是矿物成分复杂，伴生元素多。 3、铁尾矿的分布特点。我国铁尾矿排放量堆积分布不均，按企业所有制分，国有重点矿山最高，地方国有次之，乡镇民办矿山最低; 按地区分，河北、辽宁、山东、山西、四川 5 省最高。距离城市近的矿山尾矿堆存量小，偏远地区矿山尾矿堆存量大。 4、铁尾矿化学成分特点。各矿山的尾矿化学成分略有差异，大致如下:Fe 一般为6%~17%，SiO2 一般为30%~80%，Al203 一般为1%-11%，Mg0一般为1%~10%，Ca0一般为13%-22%，S，Cu，T i02 ，V205 等有价元素在尾矿中虽不同程度地存在，Au，Ag，Ga、稀土等元素很少，甚至为微量。 从尾矿化学成分分析来看，尾矿80%-90%没有回收利用S，C
(冶金行业)尾矿资源化综合利用
（冶金行业）尾矿资源化综 合利用
尾矿资源化综合利用 http://2001-3-910:59 [关键词]尾矿资源 中华商务网讯: 据统计，1998年全国共有大中型矿山9100余座，小型矿山近20万个，其中87个 有色金属矿山中，有56个在1992年确认为必须转产接替的末期矿山，其中43座矿山 为资源枯竭、长期亏损、扭亏无望将要倒闭破产。到2000年末，全国矿山企业需转 产安置的人员约有50万。国内矿业界已面临着许多矿山关闭转产，富余人员再就业 的严重困境。然而目前国内尾矿资源利用率仅为7％，大量二次资源———尾矿未能 综合开发利用，大量矿山富余人员无法解决就业问题。 壹、面临的几个问题 1.矿山尾矿综合利用缺乏技术储备、产品开发不足 长年来，矿山以开采生产矿产品为主要任务，选矿厂排出的尾矿被大量堆弃在 尾矿库里无人问津。随着矿产品的开采，资源日渐枯竭，直至壹些矿山闭坑企业被
迫倒闭。而面对二次资源量巨大的矿山废石、尾矿该如何利用，能否给企业带来二 次创业机遇，产生新的经济效益？在其尾矿综合利用的技术研究和产品开发上，多 数矿山仍尚属空白。 2.壹些矿山企业担心利用尾矿生产的产品卖不出去、市场竞争力弱 有的矿山在和科研院校合作开发尾矿利用新技术后，面对产品的市场多有顾虑， 壹种是不了解市场情况，另壹种是即使了解了产品的市场销售前景较好，但仍怀疑 自己生产的产品是否有人要，缺乏开创市场的勇气和自信心。就从事尾矿综合利用 的科研院校而言，开发的新技术，新产品壹定要注重实效，紧紧瞄准市场前沿，把 握市场时机、高速快效，适时地提供给矿山企业和社会。 3.资金投入不能满足尾矿综合利用形势发展要求 科研院校建立中试基地、实验厂的资金投入明显不足，使得技术研究、产品开 发程度仍显薄弱；有的矿山企业在主矿业市场逐渐减弱，资源枯竭，出现很大生存 危机的情况下希望在尾矿综合利用上寻找新的转机，即使面对壹项技术成熟、产品
尾矿回收利用项目可行性实施报告
尾矿回收利用项目可行性研究报告
目录 前言 (4) 1. 项目综述 (5) 1.1 项目概述 (5) 1.2 项目意义 (6) 2. 项目背景 (9) 2.1 相关政策 (9) 2.2尾矿回收利用现状 (12) 2.3 尾矿回收利用问题分析 (15) 3.项目投资分析.................................. . (16) 3.1 项目投资机会.................................. .. (16) 3.2项目外部不利条件 (16) 3.3项目部优势 (16) 3.4项目部劣势 (16) 4．项目主要技术分析 (17) 4.1尾矿及其特性 (17) 4.2 尾矿的处理工艺 (19) 4.3 尾矿资源的综合利用 (24) 4.4 尾矿利用产业化设计……………………………………… ..
26 4.5 尾矿利用方案设计流程…………………………………… .. 27 4.6 主要的处理装备 (28) 5. 项目运营模式 (29) 5.1 项目筹建流程 (29) 5.2 发展循环经济的模式及要求 (30) 5.3 项目运营模式 (30) 5.4 项目运营保证体系 (33) 5.5 项目运营模式优势 (34) 5.6 项目联盟方的资源优势 (34) 5.7 运营模式合作收益 (35) 8. 项目环境影响分析 (36) 8.1 环境影响因素分析 (36) 8.2 环境影响预测与评价………………………………….…..… 36 8.3 环境保护措施 (36) 9. 项目投资收益初步分析 (36)
10. 结论及建议 (38) 附录： 前言 随着我国人口的增加和经济的发展，我国资源相对不足的矛盾将日益突出。坚持资源开发与节约并举，千方百计减少资源的占用与消耗，积极开展资源综合利用，是我国一项重大的技术经济政策，也是国民经济和社会发展中一项长远的战略方针，对于节约资源，改善环境，提高经济效益，促进经济增长方式由粗放型向集约型转变，实现资源优化配置和可持续发展都具有重要的意义。 2005年国务院下达了国发[ 2005 ] 22号文关于加快循环经济发展的若干意见和2006年国家发改委发改办环资[ 2006 ] 538号文关于《资源综合利用专项规划》意见通知中均指出：2010年我国尾矿渣综合利率要用达到86%以上；工业固体废弃物综合利用率达到60%以上。我国矿山企业每年都产生大量尾矿, 其中
低品位磷矿
低品位磷矿石开发利用有了新途径 多肽过磷酸钙实验取得良好效果 日期：08-06-04 来源：作者：本报讯（记者王军通讯员赵学民）如何通过对低品位磷矿石的开发利用，以达到弥补磷资源不足、多产化肥的目的？5月22日，在山东禹城召开的“国家科技支撑计划专题新产品——多肽过磷酸钙实验效果现场会”上，与会专家认为：多肽过磷酸钙的研发、生产与大面积推广应用，为破解上述难题找到了一条有效途径。 多肽过磷酸钙是在普通过磷酸钙生产工艺中，通过添加由北京中农瑞利源高科技发展有限公司和山东禹城瑞利源科技有限公司共同研制的“瑞利源”金属蛋白酶制造而成的。而“瑞利源”金属蛋白酶是一种高效的肥料养分增效剂，能有效提高过磷酸钙中磷的利用率，具有减少速效磷固定的作用。通过在全国不同地区小麦、玉米、油菜、大蒜、果树等多种作物上的试验示范表明，多肽过磷酸钙具有明显的增产作用。 现场会上，中国农业科学院德州实验站站长、博士生导师赵秉强研究员就国家科技支撑计划肥料课题研究情况、新型肥料与肥料资源国内外研究进展及发展方向，向参会代表作了专题报告。他强调指出，在中国高品位磷矿资源匮乏的情况下，进一步加强对低品位磷矿石的开发利用、提高化肥产量和利用率，具有非常重要的意义。中国农业科学院德州实验站副站长林治安以多媒体报告的形式，介绍了多肽磷肥在全国各地的试验和应用效果。北京中农瑞利源高科技发展有限公司董事长孙立文，介绍了多肽过磷酸钙的研发历程和多肽系列肥料的增效机理。他指出，组织召开这次多肽过磷酸钙实验效果现场会，正是为了客观、全面地展示多肽磷肥的田间应用效果，进一步推广这种新型的高科技产品，以实现对肥料资源利用的“减量增效”目的。 此外，与会多肽肥料销售商代表和用户代表分别就多肽磷肥的销售经验与应用效果作了典型发言。会议期间，与会代表实地参观了中国农业科学院禹城试验基地、“十一五”国家科技支撑计划课题新型肥料试验研发中心和农化分析实验室，以及多肽过磷酸钙、多肽尿素、多肽复合肥冬小麦田间试验现场。 本次会议由中国农业科学院德州实验站、北京中农瑞利源高科技发展有限公司和山东禹城瑞利源科技有限公司共同举办。山东禹城中农润田化工有限公司总经理邢仁泉、中国农业生产资料天津公司副总经理封金华等到会指导，来自全国20多个省市区的肥料生产、销售单位的300多名代表参加了会议。 图为与会代表们在“十一五”国家科技支撑计划课题新型肥料试验研发中心参观。 我国北方低品位磷矿资源开发利用现状 众所周知，磷矿是一种不可再生的资源，因此有效地开发利用现有矿产资源就显得特别重要。 我国北方蕴藏着丰富的内生低品位磷铁矿床，可利用的磷资源很少，主要集中在河北、辽宁、内蒙古，吉林、新疆、山东、山西等省。近40多年来，累计探明远景资源量201.1亿吨，储量8.4亿吨。探明资源储量中，晶质磷灰石矿占93%，该类型磷矿品位一般都很低，P2O5含量3%-6%。其优点是矿点多，分布范围广，大、中、小型均有，便于就近开采；埋藏浅，有的甚至出露地表，开采及水文地质条件简单，适于露天大规模开采。 由于北方磷矿选矿成本高，往往过不了经济关。有用矿物磁选尾矿的丢弃，使国家有限的资源没有得到很好的综合回收和利用，资源浪费现象严重。随着中国经济快速发展，市场对矿产品的需求扩大，矿床的综合利用与开发已成为广大开发商家的共识。而磷矿价格的攀升使北方低品位铁磷矿的综合利用工作开始全面展开，经济效益可观。
尾矿综合利用
1.二次资源:称"再生资源"、"一次资源"的对称.指工业生产中产生的废渣、废液、废气及各种废旧物资. 2.尾矿:选矿厂在特定经济技术条件下,将矿石磨细、选取"有用组分"后所排放的废弃物,即矿石选别出精矿后剩余的固体废料. 3.选矿:对开采出来的原生矿石经行分级和选别,使得有用矿物富集到满足冶炼要求的品位,或使之达到一定使用要求的质量等级的过程. 4.富集比:精矿品位β对原矿品位α的比值,即选矿过程中有用成分的富集程度. 5.选别比:原矿质量与精矿质量的比值,即选得1t 精矿所需原矿的吨数,以K 表示. 6.充填采矿法:随着回采工作面的推进,逐步用充填料充填采空区的采矿方法称为充填采矿法. 7.矿石:凡是地壳中的矿物集合体,在当前技术经济条件下,能以工业规模从中提取所需金属或矿物产品的称为矿石.(矿场资源:金属矿、非金属矿、能源矿) 8.产率:产物对原矿计的质量分数,常以百分比表示,通常以γ表示.设X K H Q Q Q 、、分别为原矿的质量、精矿的质量、尾矿的质量)(t ,对单一有用矿物的精矿产 率γ,有%100) () (?--== ?β?αγH K Q Q . 9.回收率:精矿中有价成分质量与原矿中有价成分质量之比,,总的回收率通常以ε表示,对单一有用的矿石, 有()() %100?--= ?βα?αβε.原矿的品位常以α表示;精矿品位以β表示;尾矿品位以?表示. 1.库 容 全库容:尾矿坝某标高顶面、下游坡面及库底面所围空间的容积. 有效库容:某坝顶标高时,初期坝内坡面、堆积坝外坡面以里(对下游式尾矿筑坝则为坝内坡面以里),沉积滩面以下,库底以上的空间,即容纳尾矿的库容. 调洪库容:某坝顶标高时,沉积滩面、库底、正常水位三者以上,最高洪水位以下的空间. 总库容: 设计最终堆积标高时的全库容 2.水力旋流器 水力旋流器的工作原理: 矿浆在压力作用下经给矿管沿柱体切线方向进入壳体,在壳内做回转运动,矿浆中的粗颗粒(或密度大的颗粒)因受到较大的离心力而进入回转流的外围,随矿浆流向下流动,由底部沉砂嘴排出成为沉砂; 细颗粒所受离心力较小,处于回转流中心并随液流向上运动,最后由溢流管排 出成为溢流. 1—圆柱体壳;2—圆锥体壳;3—给矿管口;4—沉砂排出嘴; 5—溢流管;6—溢流排出管口. 1.尾矿库的功能: (1) 保护环境:选矿厂产生的尾矿数量大,颗粒细,尾矿水中往往含有多种药剂,如不加处理,将造成选厂周围环境严重污染.尾矿妥善贮存在尾矿库内,尾矿水在库内澄清后回收循环利用,可有效地保护环境.(2)充分利用水资源:选矿厂生产是用水大户,通常每处理一吨原 矿需用水4～6吨;有些重力选矿甚至高达10～20吨.这些水随尾矿排入尾矿库内,经过澄清和自然净化后,大部分的水可供选矿生产重复利用,起到平衡枯水季节水源不足的供水补给作用.一般回水利用率达70％～90％. (3) 保护矿产资源:有些尾矿还含有大量有用矿物成份,甚至是稀有和贵重金属成份,暂时无法全部选净,贮存于尾矿库中,将来再进行回收利用. 2.尾矿库安全度 尾矿库安全度主要根据尾矿库防洪能力和尾矿坝坝体稳定性确定,分为危库、险库、病库、正常库四级. 1)尾矿库防洪能力的安全程度或可靠程度主要指防洪标准、调洪排洪能力及排洪设施安全可靠性是否符合安全规定及符合程度; 2)尾矿坝稳定性安全程度:指坝体在规定的工况条件下静力、动力和渗流稳定性是否符合安全规定及符合程度.尾矿库安全度是通过安全现状评价对影响尾矿库安全的各种危险有害因素进行定性、定量分析而确定的.评价报告应对尾矿库安全度作出明确结论. 3.选矿废水中主要有害物质: 重金属离子、矿石浮选时用的各种有机和无机浮选药剂,包括剧毒的氰化物、氰铬合物等.废水中不溶解的粗粒及细粒分散杂质.选矿废水含有的钠、镁、钙等的硫酸盐、氯化物或氢氧化物. 4.尾矿水的净化方法有哪几类 尾矿水的净化方法,取决于有害物质的成分、数量,排入水系的类别,以及对回水水质的要求.可分为三类: 1)自然沉淀—利用尾矿沉淀池〔成其它型式沉淀池),将尾 矿液中的尾矿颗粒沉淀除去.2)物理化学净化—利用吸附材料将某种有害物质吸附除去.3)化学净化—加入适量的化学药剂,促使有害物质转化为无害物质. 5.尾矿用于烧水泥的优势: (1)尾矿是分解点、熔点最低的原料 (2)尾矿是潜在能量最高的原料 (3) 尾矿是唯一能够岩石供氧的原料 (4)尾矿易解聚出熟料生成反应活性体 (5)尾矿是矿化剂集合最多的原料 6.高浓度料将管道自流充填技术的主要特点: (1)输送浓度高.料浆的输送重量浓度在76％～79％之间,正常情况下为78％左右; (2)输送距离长.由于盘区战线长,充填分布点多, 使得料浆的输送距离在l 000～2 000 m 之间; (3)非满管输送状态下, 砂浆对管路的磨损非常严重,尤其是对充填钻孔孔壁的磨损严重; (4)金川的高浓度料浆通常处于紊流输送状态.料浆的输送速度必须在临界流速的1.2倍以上. 7.地面充填料制备站系统的组成 地面充填料制备站系统集中在地面,进行充填料的制备和输送,该系统主要由尾砂的贮存和放出、水泥的输送和给定、灰砂浆的制备与输送及供水供风系统四部分组成. ①尾砂的贮存和放出,选矿厂的分级尾砂送到制备站吸砂池,沉淀成饱和尾砂,饱和尾砂经过再造浆.②水泥的输送与给定,散装水泥用风力送到水泥仓内,然后按给定输送到高浓度搅拌筒.③灰砂浆的制备与输送,符合