淡水河谷“秀出”新工艺：尾矿变矿砂！
2021.12.14 矿业界
淡水河谷近日宣布，经过7年研究并投入约5000万雷亚尔（约合87.89万美元），该公司已研发出了将尾矿转化为优质矿砂的工艺，并且，开发出的砂产品可用于建筑行业。
2021年以来，该公司已加工生产约25万吨这种可持续的砂产品，并计划通过出售或捐赠的方式将其用于混凝土、砂浆和水泥的生产或是用于路面铺设。
淡水河谷铁矿石业务执行副总裁司马盛（Marcello Spinelli）先生表示：“建筑行业用沙需求巨大，我们的砂产品为建筑行业提供了一种可靠的替代品，同时减少了尾矿处置对环境和社会造成的影响。”
▲布鲁库图矿区可持续砂产品的堆场
从自然中开采出的岩石形态的原矿，在工厂经过破碎、筛分、研磨和选矿等数道物理加工程序后，即成为铁矿石。在传统选矿过程中，这些材料会变成尾矿，通过使用矿坝或以堆垛方式进行处置。而淡水河谷在选矿阶段对铁矿石的副产品进行再次加工，直到其达到质量要求，成为商用产品。如此，每生产一吨砂产品就能够减少一吨尾矿。
淡水河谷称，这种砂产品已经过了三座专业实验室认证。该公司布鲁库图和阿瓜林帕综合运营区执行经理杰斐逊·科莱德（Jefferson Corraide）先生表示：“我们的砂产品基本采用物理方式加工而成，加工过程未改变材料的化学成分，因此产品无毒无害。”
而澳大利亚昆士兰大学可持续矿物研究所和瑞士日内瓦大学的研究人员正在开展一项独立研究，旨在对这种砂产品进行分析，从而了解这它能否成为沙子的可持续来源并减少采矿活动产生的废弃物数量。
▲用淡水河谷可持续砂产品生产的预制混凝土
淡水河谷向记者表示，到2022年，公司计划销售或捐赠超过100 万吨砂产品。到2023年，砂产品的产量将达到200万吨。其买家则来自巴西米纳斯吉拉斯州、圣埃斯皮里图州、圣保罗和巴西利亚等四个地区。
“我们准备自2023年起进一步扩大砂产品的应用市场，为此我们设立了专门的团队，他们将通过将砂产品生产工艺应用于现有的生产流程以满足市场需求。”淡水河谷铁矿石市场总监郝杰礼（Rogério Nogueira）先生表示。
据了解，自2014年以来，淡水河谷就一直在开展尾矿应用的研究。2020年，该公司启用了匹库（Pico）制砖厂，这是首个以采矿活动产生的尾矿作为主要原材料生产建筑产品的试点工厂。该工厂位于米纳斯吉拉斯州伊塔比利图市的匹库矿区。米纳斯吉拉斯州联邦技术教育中心与匹库制砖厂开展技术合作，向工厂派出了包括教授、实验室技术人员以及研究生、本科生和技术课程学生在内的10位研究人员。
除了开发生态产品外，淡水河谷还采取了其他举措减少尾矿，以使采矿活动更加可持续。该公司致力于开发无需用水的干式加工技术。目前，淡水河谷大约70%的铁矿石产品通过干式加工生产。而在2015年，干式加工生产的铁矿石仅占总产量的40%。
淡水河谷表示，能否采用干式加工与开采出的铁矿石质量相关。卡拉加斯矿区铁矿石含铁量高（超过65%），加工过程仅需破碎及按颗粒尺寸筛分即可完成。
但米纳斯吉拉斯州部分矿区平均铁含量为40%，传统处理方法是通过加水选矿提高矿石中的铁含量，由此产生的尾矿大部分被堆放在尾矿坝或矿坑中。淡水河谷则是利用粉矿干式磁选分离（FDMS）技术，铁矿石磁选过程无需用水，因此无需使用尾矿坝。
这项技术由该公司于2018年收购的New Steel公司在巴西开发，已在位于米纳斯吉拉斯州的中试工厂获得应用。首座商业化工厂将于2023年在大瓦尔任（Vargem Grande）运营区投入使用，该工厂年产能将达到150万吨，投资总额将达到1.5亿美元。
另一项可以减少尾矿坝需求的技术是对尾矿进行过滤后使其通过干式堆垛存放。在铁矿石年产能达到4亿吨后，其中6000万吨（占总产能的15%）将大部分采用这一技术对尾矿进行过滤和存放。淡水河谷表示公司已在大瓦尔任矿区启用了一座尾矿过滤工厂，并计划于2022年第一季度再启用三座尾矿过滤工厂，其中一座位于布鲁库图矿区，另外两座位于伊塔比拉矿区。此后，沿用传统湿式选矿工艺进行生产的铁矿石将仅占总产能的15%，其所产生的尾矿将被存放于尾矿坝或停用的矿坑中。
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