磨料磨具网

前言
　　一个时期以来，我国因宏观失控，在利益的驱动下反复出现石墨矿山一哄而上、乱采滥挖的现象，形成了行业竞争混乱的局面。据统计，目前我国大大小的石墨生产企业有300家之多，鳞片石墨生产能力达到35t/a，远远超过了25t/a的市场需求。
　　石墨矿的无序开发，不仅造成了资源的巨大浪费，同时带来了严重的环境问题[2]，一是多数企业没有尾矿库，有的矿山将含有氢氟酸、氟化物、无机盐、油脂的尾矿浆随意排放进河流，甚至流向耕地，有的矿以排土长的形式对方尾矿，占用并污染耕地，造成滑坡事故时有发生；二是很多企业把含有大量氢氟酸、氟化物、无机盐、油脂和颗粒悬浮物的肥水不经处理随意排放；三是将含so2、co2及颗粒悬浮物的废气不经处理随意排空。严重的环境污染，生态恶化给周围群众的生命和财产安全带来了严重威胁，木屑矿山已被迫关闭。环境问题使行业限于生存和发展的双重危机，解决矿山的环境污染迫在眉睫。
　　
　　1、尾矿的污染及治理
　　按照目前35t/a的鳞片石墨生产能力计算，全国石墨矿的尾矿排放量超过350t/a。在众多的矿山中只有少数选矿厂建立了尾矿库，因此尾矿的乱排、乱堆有一定普遍性，由此带来的环境污染和安全隐患相当严重。
　　1. 1 尾矿的组成
　　我国晶质石墨矿石种比较多，但尾矿的矿物组成基本为石英、长石、方解石、白云石、透辉石、透闪石、矽线石、石墨、云母、绢云母、白云母、黑云母、绿泥石、绿帘石、高岭土、蒙托石等造岩矿物和少量可综合回收的金红石、钛铁矿、磷灰石、锆石等伴生矿物。尾矿的粒度分布比较规范，粒度范围在 0~0.4mm，以粗粒为主。
　　1. 2 尾矿污染的防治
　　传统的尾矿处理方式是建立尾矿库或实行尾矿充填。 尾矿库不仅可以通过复垦复植被，而且可以部分实现选矿废水处理和回水。尾矿库是石墨选矿厂的基本设施。
　　从发展的角度看，变尾矿为“二次”资源，实现无尾矿化生产是石墨矿山实现可持续发展的必由之路。废弃的尾矿，经历了开采、运输和加工，具有“ 自由能”和“比表面能”。一方面可以较低的成本回收其中的有价矿物（如石墨中的伴生的金红石、钛铁矿、云母等），另一方面可把他们整体转化为材料。众所周知，大多数非金属材料是由多种天然硅酸盐等矿物固化得到。而用尾矿作为原料，省去了矿物原料的开采、破碎、粉磨等作业，简化了工艺，降低了成本，还可以节约其他的矿物资源，使环境保护与尾矿利用一举两得。
　　近年来科技工作者在石墨尾矿的综合利用方面开展了大量的研究工作，并取得一定成效。房建果等人把山东某地的石墨尾矿粗细搭配，加入6%的水泥固化，用作高速公路的路基层，取得了良好的效果[4]；白志民等人研究了石墨尾矿制备烧结砖的可行性，采用粗细搭配，全尾矿半干压制，在 1040~1060℃的温度范围内烧结，制备出了性能符合国家标准的空心砖。杨中喜等人采用全尾矿胶凝固化的方法，在尾矿中加入8% 的胶凝剂，制备出了完全符合JC422—91标准的免烧砖。以上研究为石墨尾矿向筑路材料和墙体材料的整体转化，进行了有益尝试。随着全国公路村村通工程的开展和小城镇建设速度的加快，石墨尾矿作为区域性墙体和筑路材料有良好的发展前景。
　　李洪君等以柳毛石墨矿选矿尾砂为原料生产复合型保护渣，保护渣配方（Wt%）：尾矿65-85，大理岩10-30，酸化石墨2-8，萤石 5-25，固体水玻璃5-20，粉状石墨5-25[7]。用尾矿砂生产复合型保护渣，减轻了尾矿处理负担，并为保护渣的开发利用提供了新的原料来源。
　　李洪君、王立平等人进行了柳毛石墨矿尾矿为原料生产白炭黑的研究。将石墨尾矿磨到-200目后，采用沉淀法生产出了合格的白炭黑，突破了长期以来以硅酸钠为原料生产白炭黑的做法，为石墨尾矿的综合利用提供了一条新的途径。
　　1. 3 尾矿资源化利用存在的主要问题和对策
　　将石墨尾矿用作高速公路基层，既消化了大量的尾矿，又解决了道路建设的材料短缺，是一条很好的尾矿利用途径，但受到道路建设区域、运输、筑路成本等诸多因素的制约；利用石墨尾矿生产墙体材料，虽然达到国家相应的产品标准，但所得产品规格小、密度大，属于低档次的产品，推广应用比较困难；而尾矿做生产白炭黑和保护渣原料的应用也还存在很多问题亟待解决。
　　尾矿综合利用是非常复杂的问题。要真正实现尾矿的资源化，一是采用更先进的技术提高产品档次；二是要在经济上有利可图。这就要求尾矿综合利用研究者突破现有材料生产工艺的约束，在从份研究尾矿的特点的基础上进行特色开发，提高产品档次，例如：尾矿成分主要是硅酸盐造岩矿物，而大多数无机非金属材料由骨料（石英）、溶剂（长石、透辉岩、透闪石、矽线石）和结合剂（绿泥石、绿帘石、高岭土蒙托石）三类组成，与尾矿的组成基本一致，这就为以尾矿为原料开发建陶、微晶玻璃、渗水砖等中、高档产品创造了条件。
　　2、废水污染及其防治
　　石墨矿山使用水大户，废水的主要污染物为氢氟酸，F-, Na+, Cl- 等离子、无机盐以及颗粒悬浮物和少量轻油。进行污水处理，在节约水资源、保护环境方面意义重大，而且也有很大的经济效益。
　　2. 1 选矿厂废水及其防治
　　石墨矿石选矿的用水（包括工艺用水和辅助用水）在10m3/t矿石，全国石墨矿山的选矿用水量达到3500万m3/a左右。选矿厂废水的污染物主要是选矿过程中添加的萜稀醇、轻油、石灰和颗粒悬浮物。
　　选矿废水的处理相对简单，通过浓缩沉降和尾矿沉降及处理可以达到污水治理和回水再用的目的。
　　3. 2 高碳石墨生产过程中的废水污染防治
　　国内高碳石墨生产主要采用苛性钠熔融法和氢氟酸溶解法。高碳石墨生产的单位产品药剂消耗量大、排污量大，是造成矿山水污染的重要因素。
　　苛性钠熔融法每处理1t石墨浮选精矿需要NaOH450~500kg,用水量为50m3/t产品。高发药及消耗量大，排污量大，废水中的主要污染物是盐及颗粒悬浮物。
　　含盐废水的处理方法很多，现在普遍采用的是生物处理方法。青岛石墨股份有限公司用该法处理高盐分废水，取得很好的效果，达到处理水的循环再用要求。
　　氢氟酸溶解法的用水在30m3/t产品，废水中的主要污染物是氢氟酸、可溶性氟化物、氟硅酸盐和颗粒悬浮物。该法污水排放量大，含氟浓度高，必须进行彻底治理。
　　国内外含氟废水的处理方法种类很多，主要有化学沉淀法、吸附法、絮凝沉降法、电凝聚法、离子交换树脂法、反渗透法、液膜法、电渗析法等。常用的方法是化学沉淀法、吸附法和絮凝沉降法。在含氟水的各种处理方法中，目前最有效、最可行的方法是絮凝法。它可以利用化学沉淀法的设备进行废水处理，在不增加成本的情况下，大大加快处理速度，改善水质。该法能否用在高碳石墨生产废水处理，还要根据含氟废水的性质、含氟浓度、处理要求程度以及药剂来源综合考虑，通过实验来决定。
　　作者曾对石墨浮选精矿的组成进行了研究，认为经过多段研磨和精选的石墨浮选精矿品位不高，主要是原因选别过程的机械夹杂和鳞片石墨的边缘吸附，而不是单体解离度不够。控制浮选条件将浮选精矿品位一次再选可使精矿品位达到98%，而现行的生产厂家采用搅拌磨加强矿浆分散，使浮选发品位达到 95%左右也证实了这一点。可以说在品位为90%左右的石墨浮选精矿中，机械夹杂在7%左右，边缘吸附的杂质离子约为3%。这样就可以用物理选矿的方法将浮选石墨精矿品位提高到97%左右，然后再用活性物质脱除石墨鳞片边缘吸附的在杂质，进一步提高石墨品位99%。因此可以新的技术取代原有工艺，从源头上解决高碳石墨生产中的废水污染问题，并可大幅度降低成本。
　　2. 3 可膨胀石墨生产过程中的废水治理
　　目前国内可膨胀石墨生产主要采用化学氧化法和电化学氧化法，插层剂以硫酸为主。电化法在插层过程中的硫酸溶液可以循环使用，插层后可膨胀石墨表面的硫酸浓度低，洗涤用水量相对较小；化学氧化法插层后可膨胀石墨表面的硫酸面浓度较高，洗涤用水量相对较大。两者废水的主要污染物均为废硫酸和少量的无机盐及颗粒悬浮物。废水均可中和、沉淀的方法进行处理。
　　3、废气污染及防治
　　3. 1 废气来源
　　石墨矿山的废气主要来源有两个方面，一是干式作业（如破碎、干燥、鳞片分级、包装等作业）中，石墨和粉尘颗粒在风的作用下扩散；二是来自湿式作业中矿浆的跑、冒、滴、漏（如浮选、脱水、过滤等作业），溢撒的矿浆干燥后遇风扬尘。
　　另外，在高纯石墨生产和可膨胀石墨的膨胀过程中，也产生大量含有Cl2、SO2等有害气体，并伴随一定量的颗粒悬浮物。
　　我国的大气为典型的煤烟型污。2004年我国SO2的排放量为2400万t/a，因酸雨和SO2 造成的直接经济损失超过1100亿元，国家将采取六大措施推动消减SO2排放量。
　　因高纯石墨和可膨胀石墨的加工量有限，SO2、Cl2的总排放量很小，但局部排出的有害气体浓度将远远超出国家标准，如不治理，将严重影响企业的生产。
　　4. 2 废气防治
　　由于鳞片石墨的片状结构，密度小，表面能低，易在空气中悬浮，使得矿山的粉尘防治比较困难。对于石墨矿的粉尘治理主要是依靠通风收尘和加强现场管理来实施。即在干式作业易产尘的作业口采取局部通风除尘，在无聊的输送、分级过程中采用负压空气系统，并加强系统的密封；对作业中溢撒的矿浆即使冲洗，保持环境的清洁。
　　废气中的SO2的脱除是目前国际性环境研究热点和难点之一。国内外治理SO2方法有上百种，常用的方法有石灰石-石膏法，柠檬吸收法，喷雾干燥法，活性炭吸收法，金属氧化物吸收法等。选择适宜的
　　处理方法，可以脱除大部分SO2，是废气排放达到国家规定的标准。
　　 5.结语
　　“珍惜资源、保护环境、促进可持续发展”已成为当今资源开发利用的主题。居民在深受环境进一步恶化影响的同时，保护环境的呼声将表现得越来越强烈，与环境保护相关的法律法规也已经生效了。因此，必须坚决的改变当前存在的重石墨资源开发，情况山环境保护；重经济效益和发展速度，请环境效益和发展质量的做法，强化资源意识和环保意识，即集寻找尾矿综合利用的有效途径和石墨矿山“三废”的处理新技术，实现石墨行业的可持续发展。