Démonstration scientifique avant de transformer les déchets en trésors - test d'utilisation complète des résidus

Dans l'exploitation et l'exploitation des ressources minérales, les résidus produits par les usines de valorisation sont souvent considérés comme des "déchets".Ils peuvent également présenter des risques pour l'environnement et la sécuritéCependant, avec l'épuisement croissant des ressources minérales, les réglementations environnementales de plus en plus strictes et les progrès technologiques, la production de pétrole et de gaz est en train de diminuer.Le concept de transformation des résidus en "trésor" est de plus en plus accepté et devient un choix inévitable pour le développement durable de l'industrie minièreLe projet pilote d'utilisation globale des résidus est un point de départ essentiel pour atteindre cet objectif ambitieux.mais un projet complexe qui intègre la profondeur théoriqueLa Commission a adopté une proposition de directive relative à l'élimination des déchets liés à l'exploitation des eaux usées dans les eaux usées.

01 "Réinvention" des résidus: de déchets à ressources potentielles

1Propriétés et défis des rejets

Les rejets se réfèrent aux déchets solides rejetés après traitement du minerai par des processus tels que le concassage, le broyage et le bénéficiaire.ou la teneur en minéraux utiles est inférieure à la teneur en minéraux qui peut être récupérée dans les conditions économiques et techniques actuellesSes principales composantes sont:

• Minéraux du Gange: quartz, feldspath, calcite, dolomite, mica, etc.
• Minéraux utiles mineurs non récupérés: particules fines ou minéraux utiles associés qui ne peuvent pas être entièrement récupérés en raison de la taille des particules intégrées et des limites du processus de valorisation.
• Éléments nocifs: sulfures (pyrite et arsenopyrite) et métaux lourds, qui peuvent provoquer des eaux usées acides et la lessivage des métaux lourds.
• Réactifs de bénéfication résiduels: traces de réactifs de flottaison et de floculants.

Ces caractéristiques signifient que les résidus de résine occupent non seulement une grande surface, mais qu'ils présentent également des risques pour l'environnement.Le volume mondial de production de résidus atteint des dizaines de milliards de tonnes par anLa pression de stockage est énorme.

2. Potentiel d'utilisation des ressources des rejets

Cependant, les résidus ne sont pas entièrement inutiles. Sous un microscope, les particules de résidus sont encore des agrégats de minéraux avec des propriétés physiques et chimiques spécifiques.leur volume énorme détient une valeur potentielle énorme:

• Minéraux utiles associés: de nombreux résidus contiennent encore des métaux précieux de faible qualité (cuivre, fer, or, argent, éléments des terres rares, lithium, etc.) ou des minéraux non métalliques (fluorite, apatite,champspat de potassium, etc.), mais les processus actuels entravent leur récupération efficace.
• Matériaux de construction: le silicium, l'aluminium et le calcium contenus dans les résidus les rendent des matières premières de haute qualité pour les matériaux de construction tels que le ciment, les briques et les carreaux, la céramique, les agrégats de béton,et béton gazeux.
• Matériaux de remédiation environnementale: certains résidus ont des propriétés d'adsorption et peuvent être utilisés pour le traitement des eaux usées de métaux lourds; les résidus désulfurés peuvent être utilisés pour l'amélioration du sol.
• Utilisations agricoles: les résidus qui ont été décontaminés et dont la composition a été ajustée peuvent être utilisés comme conditionneurs de sol ou comme porteurs d'engrais.
• Nouveaux matériaux: des poudres de résidus ultrafines peuvent être utilisées pour préparer du verre microcristallin, des matériaux réfractaires et des matériaux composites.

La "réforme de l'identité" des résidus repose sur une nouvelle compréhension de leur valeur intrinsèque,et l'expérience d'utilisation complète des résidus est la pierre angulaire scientifique pour atteindre ce remodelage.

02 La connotation scientifique et les phases des rejets

Le projet pilote d'utilisation globale des résidus est un projet systématique qui intègre plusieurs disciplines et technologies.techniquement réalisable, ainsi qu'une voie d'utilisation écologique des résidus.

1La recherche de base pré-pilote: un examen physique complet

L'utilisation réussie de tout résidu dépend d'une connaissance approfondie de ses propriétés physiques et chimiques.

★ Analyse de la composition des résidus:

• Analyse chimique des éléments multiples: mesure avec précision la teneur en éléments majeurs, mineurs et oligo-éléments, en particulier les éléments potentiellement utiles (tels que les métaux rares, les métaux précieux,Il est également possible d'utiliser des produits chimiques comme les produits chimiques, les produits chimiques, les produits chimiques, les produits chimiques, les produits chimiques, les produits chimiques, etc.Cette méthode détermine la valeur des résidus pour l'exploitation secondaire et les risques environnementaux de leur utilisation ultérieure.
• Analyse de phase: la diffraction par rayons X (XRD) détermine la composition minéralogique et analyse quantitativement la teneur de chaque minéral,qui est à la base de la compréhension des propriétés physiques et chimiques des résidus.
• Analyse spectroscopique (EDS, XRF): aide à déterminer la distribution élémentaire.

★ Mesure des propriétés physiques:

• Analyse de la composition de la taille des particules: des méthodes de dépistage, des analyseurs de taille des particules au laser et d'autres méthodes sont utilisées pour déterminer la répartition de la taille des particules des résidus,fournissant une base pour des procédés tels que le broyagePar exemple, les résidus fines peuvent nécessiter un broyage plus raffiné dans l'industrie des matériaux de construction, tout en affectant la rhéologie du lisier pendant le remplissage.
• Mesure de la densité: la vraie densité et la densité de masse, entre autres paramètres, influencent le transport, le stockage et les calculs du ratio de mélange.
• Mesure de la surface spécifique: méthode BET, qui influence l'adsorption, la réactivité et les performances de frittage.
• Contenu en humidité et porosité: ces méthodes influencent la déshydratation et les performances de compactage.

★ Analyse structurelle et morphologique:

• Microscopie électronique de balayage (SEM) combinée à la spectroscopie dispersée d'énergie (EDS): Observe la morphologie, la structure, les caractéristiques de surface et la distribution élémentaire des particules de résidus.

2Phase de recherche expérimentale: exploration et optimisation de plusieurs voies

Sur la base des résultats de la recherche de base, combinés à la demande du marché et aux capacités technologiques actuelles, des essais d'utilisation ciblés seront réalisés.

★ Essais de récupération de ressources secondaires:

• Le retraitement et la re-sélection: pour les résidus contenant des minéraux utiles de faible qualité, l'économie du retraitement et le potentiel de récupération par flotation à grains fins, séparation par gravité,et la séparation magnétique seront évaluéesPar exemple, le retraitement et la ré-sélection des résidus de cuivre permettent de récupérer le cuivre résiduel, le concentré de soufre et même l'or et l'argent associés.
• Technologie de lessivage: pour les résidus contenant des particules ultrafines difficiles à sélectionner ou des métaux précieux associés, des technologies hydrometallurgiques telles que le lessivage au cyanure, le lessivage acide,et le bioleaching sont considérés.
• C'est le cas typique: la séparation magnétique a été utilisée pour récupérer une partie de la magnétite provenant des résidus d'un minerai de fer domestique, ce qui a permis d'augmenter la teneur en magnétite à plus de 60% et d'obtenir des avantages économiques.

★ Essais d'utilisation des matériaux de construction:

• Ciment additifs: les résidus sont utilisés pour remplacer une partie du clinker de ciment ou de l'agrégat..
• Les briques et carreaux sintrés: les résidus remplacent partiellement l'argile. Les essais nécessitent l'optimisation de paramètres tels que la mise en lots, le moulage, la température de sintration, le temps de sintration, la résistance à la compression,absorption de l'eau, et résistant au gel.
• Le sable de résidus remplace le sable de rivière.et des essais de durabilité doivent être effectués.
• Béton aérosol, verre-céramique, céramique, etc.: une conception ciblée de la formulation et une optimisation des paramètres de processus sont effectuées.
• Exemple typique: des briques de résidus répondant aux normes nationales ont été produites avec succès à partir d'une mine de métaux non ferreux par déshydratation, séchage et mélange, permettant une production industrielle à grande échelle.

★ Épreuve du matériau de remplissage:

• Le remplissage cimenté: les résidus sont utilisés comme agrégat et mélangés à des matières cimentées (ciment, scories moulues, etc.) pour préparer un lisier de remplissage pour le remplissage des goafs souterrains.Les essais nécessitent la détermination des propriétés rhéologiques (effondrement, diffusion), temps de réglage, résistance précoce et tardive, ainsi qu'imperméabilité et résistance aux fissures.
• Remplissage par pâte: Préparation et transport de la suspension de résidus à haute concentration, ainsi que résistance de remplissage.
• Cas typique: une mine d'or a adopté une technologie de remplissage des résidus entièrement cimentés, ce qui a non seulement résolu le problème du stockage des résidus, mais a également assuré la sécurité minière.

★ Expériences de réhabilitation environnementale et d'utilisation agricole:

• Adsorption des métaux lourds: évaluation de la capacité d'adsorption des résidus pour les ions de métaux lourds dans les eaux usées.
• Conditionnement du sol: évaluation de l'effet améliorateur des résidus sur les sols acides et stériles (pH, teneur en nutriments et tests de croissance des plantes).
• Cas typique: les résidus d'une mine de phosphate, riches en calcium, phosphore et autres éléments, ont été traités et utilisés comme support pour les engrais phosphate agricoles,réaliser une production et une efficacité accrues.

★ Autres utilisations de grande valeur: préparation de matériaux composites, céramiques fonctionnelles et tamis moléculaires.Ce type de recherche implique généralement des technologies plus avancées et une plus grande valeur ajoutée.

3- Impact environnemental et évaluation économique: deux considérations

• Évaluation de l'impact environnemental: évaluation de la sécurité environnementale pendant les essais et après l'utilisation du produit.les émissions de gaz à effet de serre et de poussière provenant des résidus sont évaluéesLes tests de lixiviation sont également effectués après le remplissage des résidus.
• Évaluation économique: une analyse complète des coûts du cycle de vie (ACV) est réalisée, comprenant les coûts de prétraitement des résidus, les coûts du processus d'utilisation, les revenus de vente des produits,et conversions de bénéfices pour l'environnement, afin d'assurer la viabilité commerciale du plan d'utilisation.

03 Orientation pratique: assurer le succès des essais et la mise en œuvre des projets

1. Clarifier les objectifs des essais et la conception axée sur la demande

Avant le début de l'essai, l'objectif principal doit être clairement défini: récupérer les sous-produits, produire des matériaux de construction ou remplir le sol.Différents objectifs dictent différents critères d'évaluation et d'accent mis sur les essaisDans le même temps, une étude de marché approfondie devrait être menée pour assurer la compétitivité du produit développé.

2. Échantillonnage normalisé et représentativité

Les propriétés des résidus sont influencées par divers facteurs, notamment la source du minerai, le processus de valorisation et le temps de stockage, et présentent une certaine variabilité.L'échantillonnage normalisé est essentiel pour assurer des échantillons représentatifs qui reflètent véritablement les propriétés moyennes des résidusIl est recommandé de procéder à un prélèvement à plusieurs points, à plusieurs couches et à plusieurs échantillons, ainsi qu'à un prélèvement mixte et réduit.

3. Contrôler strictement le processus d'essai et enregistrer les données

• Standardiser les paramètres d'essai: tous les essais doivent être effectués sous des variables contrôlées et respecter strictement les normes nationales ou industrielles.
• Garantir des données fiables: des registres détaillés de chaque condition d'essai, des procédures d'exploitation, des données brutes et des observations doivent être conservés afin d'assurer l'authenticité et la vérifiabilité des données.
• Test de répétabilité: les expériences clés doivent être répétées plusieurs fois pour vérifier l'exactitude et la stabilité des résultats.
• Pilot-Scale-Up: Après une recherche en laboratoire réussie, des essais pilotes à l'échelle continue devraient être effectués pour vérifier la faisabilité industrielle des paramètres de processus, de la sélection des équipements,et performances du produit, et d'identifier les problèmes potentiels.

4Mettre l'accent sur la collaboration multipartite et la synergie dans la chaîne industrielle

L'utilisation complète des résidus d'essence implique souvent plusieurs industries, telles que l'exploitation minière, les matériaux de construction, les produits chimiques et l'agriculture, ce qui nécessite l'intégration de plusieurs ressources.

• Coopération technique: Collaborer avec les universités et les instituts de recherche pour introduire des technologies de pointe et des talents professionnels.
• Soutien aux politiques: rechercher activement des politiques gouvernementales préférentielles en termes de financement, de terres et d'imposition.
• Connectivité avec le marché: établir des liens avec les utilisateurs potentiels pour développer et promouvoir conjointement des produits de résidus.

5. Prioriser la sécurité et la protection de l'environnement

Quelle que soit la méthode d'utilisation, la sécurité et la protection de l'environnement doivent être prioritaires.Veiller à ce que les produits d'utilisation des résidus répondent aux normes nationales pertinentes et ne causent pas de dommages secondaires à l'environnement et à la santé humainePar exemple, les résidus utilisés dans l'agriculture doivent être soumis à des tests rigoureux pour détecter la lixiviation des métaux lourds, la toxicité et la radioactivité.

04 Perspectives: l'avenir de l'utilisation des résidus

À l'avenir, l'utilisation globale des résidus se développera vers un développement à haute valeur ajoutée, diversifié, intelligent et zéro émission.

• Développement à forte valeur ajoutée: Passer d'une utilisation intensive de matériaux de construction à des produits à haute valeur ajoutée tels que les métaux rares, les métaux précieux et les matériaux de haute pureté.
• Diversification: intégration de technologies multidisciplinaires pour développer des applications plus innovantes.
• Intelligence: Introduction du Big Data, de l'intelligence artificielle et de la robotique pour réaliser le tri intelligent des résidus, le batching automatisé et l'optimisation des processus.
• Zéro émission: l'objectif ultime est d'atteindre une utilisation des résidus à 100%, en éliminant complètement les bassins de résidus ou en les transformant en paysages écologiques.

Les essais d'utilisation globale des résidus sont essentiels pour que l'industrie minière puisse réaliser un développement vert et une économie circulaire.Il démontre un profond respect et une utilisation efficace des ressources de la Terre.Grâce à des recherches scientifiques approfondies, à des pratiques expérimentales rigoureuses et à une collaboration multipartite, nous avons la capacité et la responsabilité de transformer les résidus, autrefois un fardeau, en produits de qualité.en un atout précieux qui fait progresser l'industrie et profite à la société humaineCela nécessite non seulement des percées technologiques, mais aussi des innovations conceptuelles et des efforts conjoints de l'ensemble de la société.