钼作为一种重要的有色金属,在全球资源储备中占据独特的战略地位。其独特的物理和化学特性,如高强度、高熔点、高硬度、优良的导热导电性能、耐研磨性、低热膨胀系数以及强抗腐蚀性能,使得钼在钢铁冶金、农用化肥、电气化工、航天、超级合金以及军工等多个领域具有广泛的应用。随着科技的快速发展,钼的战略性地位不断提升,其应用领域进一步拓展,成为现代高科技不可或缺的关键金属之一。钼在地壳中的蕴藏量较少,约占地壳重量的0.001%,是一种稀缺的战略资源。许多国家已将钼列为重要的战略性矿产或关键矿产。中国是全球钼资源最为丰富的国家,钼储量占比在全球市场中占据重要地位。钼在钢铁工业中的应用尤为关键,几乎现代钢铁工业的每一个进步都与钼息息相关。铸铁、结构钢、不锈钢、工具钢、高速钢、超级合金等都是钼的主要应用领域,钢铁工业中消耗的钼占钼消费总量的80%。此外,钼在石油化工以及化学工业中作为催化剂,对提升油品品质和稳定性也极为重要。钼的标识射线波长较长,适宜于软组织摄影,还在医疗领域具有独特应用。钼还是人体和动植物必需的微量元素之一,参与多种重要的生化反应。 
图1 2013—2022年中国钼金属产量和消费量在全球中的占比变化 在钼矿的开采和加工过程中,会产生大量的尾矿。尾矿是矿山开采后的废弃物,其中含有许多可以回收的有用组分。然而,由于选矿技术和设备的限制,大量有用组分滞留在尾矿中,导致尾矿资源的浪费。中国的钼矿资源虽然丰富,但经过近十年的持续开采,钼资源消耗速度较快,静态保障能力约为53年,高于世界平均水平,但产能利用率不足60%,地勘投入持续降低,矿业权数量探采比严重下降。中国钼资源消费量占全球的40%,且持续增加,远期资源安全保障存在隐患。
图2 渭南市华州区金堆镇栗西沟尾矿库 尾矿的综合利用不仅是一笔很大的财富,还可以减少对自然环境的破坏和生态平衡的影响。随着资源日益枯竭,尾矿库、尾砂库正逐步成为宝贵的人工矿床。钼尾矿中含有大量的石英、长石等有用组分,若能将其分离出来,剩下的尾矿自然成了富矿。此外,尾矿中还有大量可利用的伴生组分。因此,对钼尾矿进行综合利用,不仅可以回收宝贵的资源,还可以减少尾矿的排放,降低环境污染。然而,尾矿的综合利用面临着许多技术难关,如合适的选矿工艺和配制对路的捕收剂、配合料粒化、熔制试验等。尽管如此,通过技术创新和研发,已经取得了一些进展,如从尾矿中提取石英、长石的工艺,用于尾矿中提取石英、长石的浮选剂,以及利用尾矿资源生产玻璃的方法等。这些技术的研发和应用,为钼尾矿的综合利用提供了有力的支持。钼尾矿是钼矿开采和加工过程中产生的固体废弃物。目前,大量的钼尾矿被堆存在尾矿库中,这些尾矿库不仅占用大量土地资源,还存在一定的环境风险。例如,陕西秦岭钼业有限公司的双眉沟尾矿库,设计库容为241万立方米,现已堆积尾矿资源160万立方米,剩余库容为80万立方米。然而,尾矿资源的综合利用程度并不高,很多尾矿库中的尾矿并未得到充分利用。钼尾矿中含有各种有害物质,如硫酸盐、铵盐、重金属等,如果随意排放或处理不当,将对环境造成严重影响。这些有害物质可能通过渗透进入地下水系统,对地下水造成污染;同时,尾矿库的溃坝等事故也可能对周边环境和居民安全构成威胁。此外,钼尾矿的堆存还占用了大量土地资源,加剧了土地资源的紧张状况。
图3 尾矿库溢流井发生倾斜泄漏 我国已经出台了一系列鼓励尾矿资源综合利用的政策,如《国务院关于加强地质工作的决定》等,旨在推动尾矿的综合评价、勘查和利用。然而,这些政策的实施效果并不理想,受到数据信息、技术、经济和政策等多方面因素的制约。在实践方面,一些企业开始尝试尾矿的再选和综合利用,如将尾矿作为建筑材料的原料等。然而,这些尝试仍然处于起步阶段,尚未形成规模化的利用模式。国外在尾矿资源综合利用方面起步较早,如美国、前苏联等国家在上世纪60年代就开始将尾矿利用纳入到矿业法之中,并通过税收优惠、研制选冶新工艺等方式鼓励尾矿资源综合利用。到上世纪70年代至80年代,部分国家已经实现了部分产品的大规模工业化生产,尾矿资源利用从单纯企业的自主行为转变为政府行为乃至国家行为。尾矿中各组分的品位已经很低,使得一些传统选矿技术未能完全适应低品位尾矿的选矿需求。尾矿脱水、尾矿干堆等技术虽然可以减少尾矿中的水分含量和占地面积,但技术的实施成本较高,且需要专业的技术支持。尾矿综合利用项目的抗风险能力较差,尤其是当尾矿作为建筑用砖等低附加值产品时,因远离消费市场而不能远距离运输,导致尾矿产品无法与市场上出售的各种同质建材产品相竞争。尾矿综合利用需要投入大量的资金和技术支持,而当前的尾矿综合利用政策在资金支持方面并不充足。现有政策多分散于国务院各部门单独或联合颁发的规章或规范性文件中,且多以“通知”“意见”“要点”“办法”等形式下达,政策规格层次低,缺乏实践上的可操作性。尾矿资源综合利用涉及多个管理部门,实践中存在“部门回避”现象,导致政策的实施效果并不理想。钼尾矿综合利用的技术路径多种多样,旨在从尾矿中回收有价值的矿物、生产建筑材料、用于道路建设以及其他综合利用途径。钼尾矿中常含有金云母、镁橄榄石、石榴子石等有价值的矿物,这些矿物可以通过浮选、磁选等技术进行回收。原理:利用矿物表面物理化学性质的差异,通过添加浮选药剂,使有用矿物与脉石矿物分离。应用:适用于处理粒度较细的钼尾矿,可以回收其中的金云母、镁橄榄石等矿物。原理:利用矿物的磁性差异,通过磁选设备将有用矿物与磁性杂质分离。应用:适用于处理含铁杂质较多的钼尾矿,可以回收其中的石榴子石等矿物。钼尾矿可以作为建筑材料的原料,通过加工处理可以制成玻璃、混凝土小型空心砌块等建筑材料。
图4 钼尾矿免烧砖生产线生产的人造仿石砖 破碎与磨细:将钼尾矿进行破碎和磨细处理,以满足生产建筑材料的粒度要求。配料与混合:根据建筑材料的配方要求,将钼尾矿与其他原料进行配料和混合。成型与养护:将混合好的物料进行成型处理,如压制、浇铸等,然后进行养护,使其达到所需的强度。
图5 钼尾矿免烧砖生产线 钼尾矿制成的建筑材料具有环保、节能、成本低等优点,符合可持续发展的要求。随着环保意识的提高和建筑行业的快速发展,钼尾矿制成的建筑材料具有广阔的市场前景。钼尾矿可以用于道路建设,通过特定的技术将其加工成道路铺设材料。采用新型的固废施工技术和常规水稳工艺,以钼尾矿和水泥为主要材料,辅以骨料及环保稳定剂,铺就而成的道路。节省水泥、砂石等原材料,降低道路建设成本。减少碳排放,符合环保要求。增强道路稳定性,提高道路使用寿命。除了上述用途外,钼尾矿还可以用于采矿充填、提取有用元素等。将钼尾矿作为充填材料,用于采矿空区的充填,可以提高矿石回收率,降低采矿成本。通过化学浸出、离子交换等技术,可以从钼尾矿中提取出钼、铜等有价值元素,进一步提高资源利用率。
图6 洛钼集团石窑沟尾矿库光伏发电项目 国家及地方政府为鼓励尾矿综合利用,出台了一系列政策措施,旨在推动尾矿资源的有效转化和循环利用。这些鼓励措施包括但不限于税收优惠、资金扶持和技术引进等方面。税收优惠:政府为鼓励企业积极参与尾矿综合利用,提供税收减免或优惠政策。例如,对利用尾矿生产的产品给予增值税减免,或对尾矿综合利用企业实行所得税优惠等。这些政策有助于降低企业的运营成本,提高其市场竞争力。资金扶持:政府设立专项资金,用于支持尾矿综合利用项目的研发、示范和推广。这些资金可以用于技术研发、设备购置、生产线建设等方面,为企业提供了重要的资金支持。此外,政府还鼓励金融机构为尾矿综合利用项目提供贷款支持,降低企业的融资难度。技术引进:政府积极引进国外先进的尾矿综合利用技术和设备,支持企业与高校、科研机构开展产学研合作,共同研发新技术、新工艺和新设备。这些技术引进和合作有助于提升我国尾矿综合利用的技术水平,推动产业升级和转型。尾矿综合利用的市场化运作机制是推动其发展的关键。通过引入社会资本、推动产学研合作等方式,可以形成尾矿综合利用的良性循环。引入社会资本:政府鼓励社会资本参与尾矿综合利用项目,通过PPP(政府和社会资本合作)模式等方式,实现政府、企业和社会的共赢。社会资本可以为企业提供资金和技术支持,同时分享项目运营带来的收益。推动产学研合作:政府支持企业与高校、科研机构开展产学研合作,共同推动尾矿综合利用技术的研发和应用。这种合作模式有助于整合各方资源,形成技术创新和产业升级的合力。市场化运作:尾矿综合利用项目应遵循市场化原则,通过市场竞争实现资源的优化配置。政府可以引导企业建立尾矿综合利用的产业链和价值链,推动形成尾矿综合利用的产业集群和示范基地。完善尾矿综合利用的法规体系及标准制定是保障其健康发展的重要保障。政府应加强对尾矿综合利用的监管和管理,确保其符合环保要求和产品质量标准。尾矿排放标准:政府应制定严格的尾矿排放标准,限制尾矿的排放量和排放浓度,以减少对环境的污染和破坏。同时,应加强对尾矿排放的监测和监管,确保企业严格遵守排放标准。综合利用产品质量标准:政府应制定尾矿综合利用产品的质量标准,明确产品的性能指标和质量要求。这有助于提升尾矿综合利用产品的市场竞争力,保障消费者的权益。法规体系完善:政府应加强对尾矿综合利用法规体系的完善,包括制定相关法律法规、规章和规范性文件等。这些法规应明确尾矿综合利用的定义、范围、技术要求和管理措施等,为尾矿综合利用提供法律保障。技术创新:该项目成功攻克了从钼尾矿中高效提取云母精矿并回收锂、铷、铯等稀有轻金属的技术难关。通过无数次的试验与优化,项目团队实现了从钼尾矿中选出了产率为5%的云母精矿,为开展工业化试验、实现有价元素高效回收打下了坚实基础。管理模式:项目成立了以核心成员为主的项目小组,合力攻坚、重点突破,引领了钼尾矿资源高效利用与技术创新的新风向。市场运作:该项目团队计划进一步探索尾矿中硫粉中黄金、铜、钴等有价金属的富集技术,并深入研究将云母选矿技术与先进的火法与湿法冶金方法相结合,旨在最大化地提取云母中的高价值成分,为尾矿资源综合利用与大规模开发提供成熟可靠的技术支撑。技术创新:丰宁鑫源矿业通过科学研究和工艺改进,成功地将钼尾矿转化为微晶发泡板材、砂石骨料等新型建材产品。管理模式:公司成立了专门的子公司用于生产这些新型建材产品,并注重技术创新和产品研发,以提高产品的附加值和市场竞争力。市场运作:这些新型建材产品已被纳入省被动式保温材料库,为矿山尾矿综合利用开辟了一个新路径。同时,公司还注重市场开拓和品牌建设,积极寻求合作伙伴和市场机会。技术创新:西安银马公司凭借其卓越的科研实力和技术创新,成功研发出钼尾矿免烧砖生产线。该生产线能够高效处理尾矿粉料,通过系统强大的振捣挤溶能量和微量的偶联剂、固化剂,使原材料分子结构发生转变,形成致密的物理结构,从而提高制品的力学功能指标。管理模式:公司注重技术创新和产品研发,不断推出新型尾矿综合利用技术和产品。同时,公司还注重生产过程的优化和管理,以提高生产效率和产品质量。市场运作:采用该生产线生产的人造仿石砖具有高强度、低吸水率等优点,在市场上具有很高的竞争力。公司还积极寻求合作伙伴和市场机会,以扩大产品的销售和市场占有率。(二)成功案例中的技术创新、管理模式及市场运作经验上述成功案例均注重技术创新和研发,通过不断改进和优化工艺流程,成功地将尾矿转化为有价值的产品。技术创新不仅提高了产品的附加值和市场竞争力,还降低了生产成本和环境污染。成功案例中的企业均建立了完善的管理体系,注重团队合作和人才培养。通过科学的管理和决策,企业能够高效地利用资源,提高生产效率和产品质量。成功案例中的企业均注重市场开拓和品牌建设,积极寻求合作伙伴和市场机会。通过市场营销和品牌推广,企业能够提高产品的知名度和市场占有率,从而实现更好的经济效益和社会效益。中国钼尾矿综合利用应注重技术创新和研发,不断推出新型尾矿综合利用技术和产品。通过技术创新和研发,可以提高产品的附加值和市场竞争力,降低生产成本和环境污染。中国钼尾矿综合利用企业应建立完善的管理体系,注重团队合作和人才培养。通过科学的管理和决策,可以提高生产效率和产品质量,降低运营成本。中国钼尾矿综合利用企业应注重市场开拓和品牌建设,积极寻求合作伙伴和市场机会。通过市场营销和品牌推广,可以提高产品的知名度和市场占有率,从而实现更好的经济效益和社会效益。政府应加强对钼尾矿综合利用的政策支持和监管力度,推动尾矿综合利用产业的发展。通过政策引导和监管措施,可以促进企业技术创新和产业升级,提高资源利用效率和环境保护水平。钼尾矿综合利用在全球范围内正逐渐受到重视。随着技术的进步和环保意识的增强,越来越多的企业开始探索尾矿的综合利用途径。目前,钼尾矿的综合利用主要集中在有价金属的回收、尾矿砂的建材利用、以及尾矿库的生态修复等方面。一些成功案例展示了技术创新在提升资源利用率和降低环境污染方面的巨大潜力。尽管钼尾矿综合利用取得了一定的进展,但仍面临诸多挑战。首先,尾矿成分复杂,处理难度大,需要高精尖的技术和设备支持。其次,尾矿综合利用的成本较高,包括技术研发、设备购置、运营管理等方面的投入。此外,尾矿综合利用的市场接受度还需进一步提升,特别是在建材、环保等领域的应用还需得到更广泛的认可。展望未来,随着科技的进步和政策的推动,钼尾矿综合利用的前景广阔。一方面,技术创新将不断推动尾矿综合利用向更高效、更环保的方向发展。另一方面,政策的支持和市场的引导将促进尾矿综合利用产业的快速发展。此外,随着全球对资源安全和可持续发展的日益关注,钼尾矿综合利用将成为矿业领域的重要发展方向。致谢:中国有色网、中国矿业网、河北省自然资源厅、吉林省人民政府门户网站、新华社、科技日报、科技导报、商洛市人民政府、中国黄金网、网易、搜狐、百度文库、百家号、同花顺财经网、腾讯网、科技导报等,百度及微信等网络媒体。
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