一种钨尾矿再选回收钨精矿的生命周期环境影响评价方法

1.本发明属于固体废弃物资源化利用领域，具体属于一种用于客观、定量、综合的分析钨尾矿资源化再选回收钨精矿的环境影响评价方法，尤其涉及一种钨尾矿再选回收钨精矿的生命周期环境影响评价方法，从而正确引导钨尾矿进行资源化利用。


背景技术：

2.现今，随着我国矿产资源的不断开采，尾矿库堆存的尾矿量日益增多，现阶段尾矿的堆存总量已超过60亿吨；尾矿堆积不仅极大地降低了矿产资源的利用率，造成了矿产资源的流失，而且，堆积的尾矿还大量占据库存空间，影响相关企业的高效运转，并且，随着矿产资源的日益紧缺，亟需对尾矿进行高效的回收利用。以钨尾矿为例，其大量堆积目前造成了有价金属与非金属资源的流失，而随着技术的发展，尤其是选矿及非金属材料在各个领域的技术进步，为钨尾矿资源化利用奠定了坚实的技术基础。
3.目前，钨尾矿资源化利用虽然减少了尾矿堆存造成的环境问题，但钨尾矿资源化利用过程中相应的也会产生一定的环境影响，因此，只有对钨尾矿资源化利用过程的资源、能源消耗以及环境影响进行全面的了解及分析，才能在钨尾矿的处理和资源化利用上取得最大的环境效益和经济效益。
4.生命周期评价(lca)是一种从全过程对所评价产品的环境影响进行识别与量化的工具，但目前并无针对钨尾矿资源化利用过程开展生命周期评价的研究，因此，如何构建钨尾矿资源化利用的生命周期评价模型对钨尾矿进行最大化利用具有非常重要的意义，从而最大限度地提高钨尾矿资源化利用的环境效益和经济效益。


技术实现要素：

5.(1)要解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钨尾矿再选回收钨精矿的生命周期环境影响评价方法，该方法针对钨尾矿再选回收钨精矿过程中所产生的环境影响，形成用于客观、定量、综合的环境影响评价方法，从而正确引导钨尾矿进行资源化利用。
7.(2)技术方案
8.为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种钨尾矿再选回收钨精矿的生命周期环境影响评价方法，该方法以iso14040提供的生命周期评价技术框架为依据，采用单元过程清单分析方法对钨尾矿再选回收的生命周期评价环境影响因子进行量化，对钨尾矿再选回收钨精矿的过程，包括从钨尾矿收集到再选回收钨精矿归仓入库完成的全过程进行环境影响评价。
9.其钨尾矿再选回收钨精矿的工艺为重选
‑
浮选联合工艺，其生命周期环境影响评价方法包括：离心重选、浮选和浓缩干燥三个单元的资源、能源消耗和污染物排放对环境的影响。
10.其中，所述离心重选单元过程是指利用离心力强化、按比重选别的过程，将较重的
钨粗精矿富集起来，以提高钨品位；该过程涉及给矿浓度、耗水等，其中给矿浓度10
‑
30％，给矿粒度
‑
0.074mm，离心机分转筒转速340
‑
680r/min，耗水量2
‑
4m3/h，干矿处理量0.5
‑
0.7t/h。根据给矿浓度以及离心过程消耗的资源、能源，得到离心重选单元过程的环境影响清单。
11.其中，所述浮选单元过程是指向钨粗精矿矿浆(离心得到的钨粗精矿加水配成一定浓度)中加入各种浮选药剂并搅拌均匀，使药剂与矿物颗粒发生作用，以扩大不同矿物颗粒间的可浮性差异，可浮性好的矿粒选择性地粘附于气泡并被携带上升成为气
‑
液
‑
固三相组成的矿化泡沫层，经机械刮取或从矿浆面溢出；浮选给矿矿浆浓度为10
‑
20％，其单元过程包括脱硫浮选以及钨浮选，脱硫浮选过程投加捕收剂丁黄药50g/t以及起泡剂2
#
油10g/t，得到硫化矿以及脱硫矿。脱硫矿经一粗二精一扫浮选，得到钨精矿(含水80％)；其中浮选粗选投加抑制剂水玻璃800
‑
1400g/t，活化剂硝酸铅100
‑
400g/t，捕收剂苄基砷酸400
‑
1000g/t，捕收剂苯甲羟肟酸(gyb)150
‑
300g/t，起泡剂2
#
油10g/t；浮选精选投加捕收剂苄基砷酸100
‑
400g/t，捕收剂苯甲羟肟酸50
‑
200g/t；浮选扫选投加捕收剂苄基砷酸100
‑
400g/t，捕收剂苯甲羟肟酸50
‑
200g/t，2
#
油5g/t。浮选产生的废水处理后回用，废水处理工艺所需试剂有：脱稳剂石灰0.4
‑
0.8g/l，絮凝剂聚合氯化铁10
‑
20mg/l，吸附剂活性炭150
‑
250mg/l。根据投加的浮选药剂、废水处理试剂以及浮选过程消耗的资源、能源，得到浮选单元过程的环境影响清单。
12.其中，所述浓缩干燥单元过程是指将浮选得到的钨精矿(含水80％)利用重力沉降作用进行脱水，而后采用加热蒸发的方法进一步除去水分；浮选单元过程得到的含水钨精矿经浓缩机浓缩至45
‑
55％，再经压滤机压滤得到含水率10
‑
15％的钨精矿滤饼，最后使用干燥机，进一步降低钨精矿的含水率。根据浓缩干燥单元过程消耗的资源、能源及污染物排放，得到浓缩干燥单元过程的环境影响清单。
13.把上述得到的环境影响清单输入到亿科efootprint在线lca评价系统中，对钨尾矿再选回收的生命周期评价环境影响因子进行量化，分析初级能源消耗、非生物资源消耗、水资源消耗、全球变暖潜值、生态毒性和人体毒性这六种环境影响类型，得到钨尾矿再选回收钨精矿过程的生命周期环境影响结果。
14.通过该评价方法可以客观、定量、综合的评价和衡量重选
‑
浮选联合工艺再选回收钨精矿不同单元过程的环境影响。
15.(3)有益效果
16.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明生命周期环境影响评价方法针对钨尾矿再选回收钨精矿过程中所产生的环境影响，形成用于客观、定量、综合的环境影响评价方法，从而正确引导钨尾矿进行资源化利用。
附图说明
17.为了更清楚的说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术中描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例1中进行重选
‑
浮选联合工艺再选回收钨精矿的生命周期环境
影响评价系统的边界图。
19.图2为本发明实施例1中进行重选
‑
浮选联合工艺相关过程的lca结果图。
20.图3为本发明实施例1中进行重选
‑
浮选联合工艺相关过程的累计贡献图。
具体实施方式
21.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，以进一步阐述本发明，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的样式。
22.实施例1
23.确定进行重选
‑
浮选联合工艺再选回收钨精矿的生命周期环境影响评价系统的边界图，具体如图1所示，根据系统边界编制再选回收钨精矿生命周期清单，对企业进行实地调研，收集再选回收钨精矿各过程中主要投入数据和产出数据，其中投入数据包括钨尾矿、自来水、电力、煤等，产出包括再选回收钨精矿各过程的产品以及废气、尾渣等污染物。
24.以再选回收钨精矿(1kg)为功能单位，对钨尾矿再选回收钨精矿生命周期环境负荷进行评价。
25.该钨尾矿再选回收钨精矿的生命周期环境影响评价方法，具体步骤为：
26.步骤一、列出重选
‑
浮选联合工艺再选回收钨精矿生命周期环境影响清单，该生命周期环境影响清单包括如下三个过程；
27.①
离心重选单元过程
28.通过离心预先富集，可以大幅提高进入浮选单元的矿浆品位，有利于提高下一个过程浮选的回收率；该过程采用离心机进行预富集，投加钨尾矿184.82kg(含水率10％)，离心富集过程中wo3平衡如表1所示，进入离心机的钨尾矿矿浆浓度为10％，加上离心机耗水998.03kg，共投加水2661.41kg，重选过程产生的重选废水无需添加试剂进行处理，静置沉淀后可以直接回用。自来水添加的主要原因是离心尾渣带离，离心过程主要环境影响来自电力和自来水的消耗，整理离心富集过程清单结果，如表2所示。
29.表1.离心富集过程中wo3平衡
[0030][0031]
表2.离心重选单元过程清单
[0032][0033]
②
浮选单元过程
[0034]
浮选过程采用水玻璃为抑制剂，硝酸铅为活化剂，为苄基胂酸与苯甲羟肟酸为组合捕收剂进行了一次粗选、二次精选、一次扫选，对含wo3为0.66％的钨粗精矿，取得钨精矿含wo3为29.13％、回收率为86.18％的试验浮选指标。浮选粗选得到硫化矿、中矿1(进入浮选精选)和中矿2(进入浮选扫选)，浮选精选及浮选扫选过后得到钨精矿及浮选尾渣。经过浮选单元的一粗二精一扫，最后得到浮选过程wo3的平衡如表3所示。根据浮选投加的各阶段的矿浆量投加浮选药剂，其中浮选精选阶段只投加一次浮选药剂，浮选单元过程浮选药剂投加情况整理后如表4所示。浮选产生的废水由于含有浮选药剂，不能直接回用，需要经过处理才可回用于浮选阶段，处理浮选废水的药剂投加量如表5所示。浮选药剂的稀释浓度为6％，故稀释浮选药剂耗水11.58kg，加上配成钨粗精矿矿浆(浓度15％)用水共投加290.92kg。自来水的投加主要是因为产出的硫化矿、钨粗精矿以及浮选尾渣带离。浮选过程产出的废气(恶臭)参考《第二次全国工业污染源普查产排污系数手册》中得到，根据上述情况计算整理浮选过程清单结果，如表6所示。
[0035]
表3.浮选过程wo3平衡
[0036][0037]
表4.浮选药剂投加情况
[0038][0039]
表5.浮选废水处理药剂投加情况
[0040][0041]
表6.浮选单元过程清单
[0042][0043]
③
浓缩干燥单元过程
[0044]
经浮选单元过程得到的含水钨精矿(含水80％
±
1％)先通过浓缩机浓缩，得到含水率为50％的钨精矿，再经压滤机过滤得到含水率13％的钨精矿滤饼，最后使用干燥机，干燥钨精矿滤饼，将钨精矿含水率降低至1％以下。产出的污染物参考《第二次全国工业污染源普查产排污系数手册》得到。根据浓缩干燥单元过程消耗的能源及产生的污染物，得到清单结果，结果如表7所示。
[0045]
表7.浓缩干燥单元过程清单
[0046][0047]
步骤二、量化评价重选
‑
浮选联合工艺再选回收钨精矿生命周期环境影响；
[0048]
根据钨尾矿再选回收钨精矿过程的特征，选择涉及的环境影响类型，并对影响因子进行归类，如表8所示。
[0049]
表8.环境影响类型
[0050][0051]
根据选择的环境影响类型，为了衡量再选回收钨精矿环节中各种环境影响之间的相对大小，将收集的清单输入到亿科efootprint在线lca评价系统，得到钨尾矿再选回收钨精矿过程的生命周期环境影响结果，如表9所示。
[0052]
表9.钨尾矿再选回收钨精矿过程的生命周期环境影响结果
[0053]
过程pedadpwugwpetht离心重选1.67e+017.33e
‑
074.14e+011.26e+002.46e
‑
035.92e
‑
10浮选1.40e+011.11e
‑
062.33e+011.13e+002.12e
‑
024.00e
‑
09浓缩干燥1.19e+015.05e
‑
073.17e
‑
011.29e
‑
011.46e
‑
034.06e
‑
10汇总4.26e+012.35e
‑
066.50e+012.52e+002.51e
‑
025.00e
‑
09
[0054]
根据生命周期环境影响结果，对比不同单元过程环境影响组成和差异，得到重选
‑
浮选联合工艺相关过程lca结果图，如图2所示，从图2中可以看出，ped和wu这两种环境影响值较大，造成这种结果的原因是电力消耗和自来水资源消耗，为了减少电力消耗和自来水消耗对环境的影响，可以在保障目标的基础上尽量采取能耗低的工艺或设备来降低耗电带来的环境影响，以及优化脱水设备，减少离心和浮选过程中新鲜水的添加。
[0055]
图3为重选
‑
浮选联合工艺相关过程累计贡献图，从图3可以看出，ped、wu和gwp这三种环境影响最大单元过程是离心单元过程，即离心预富集钨品位的过程，因此，对于优化
重选
‑
浮选联合工艺再选回收钨精矿时，优化离心设备是减少环境影响的重要环节；adp、et和ht这三种环境影响最大单元过程为浮选过程，使用药剂量更少的工艺或更加环境友好的药剂是减少再选回收钨精矿对环境造成影响的办法。
[0056]
本说明书未详细说明来源的数据均来自亿科环境clcd数据库，其他未详细说明的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
[0057]
以上描述了本发明的主要技术特征和基本原理及相关优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性具体实施方式的细节，而且在不背离本发明的构思或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将上述具体实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0058]
此外，应当理解，虽然本说明书按照各实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。