尾矿的高效综合利用是目前资源开发领域的世界性难题。当前大多采用简单尾矿坝堆存或者作为廉价建材使用,不但环境隐患严重,而且尾矿二次资源也没得到充分利用。由于选矿过程收率低等问题,大量的含有有价元素的被磨矿处理的资源未被高效利用,湖南柿竹园矿山年产数百万吨的尾矿,其中依然含有大量的氟、钾、铝、钨等有价物质。本课题以此为研究对象开展尾矿高效综合利用氟、钾、铝及稀有元素钨的探索研究,并提出了对于各种有色金属尾矿中高价值成分综合利用的新方法。基于本研究提出的新的技术路线,在对柿竹园钨尾矿进行矿物学分析的基础上做该矿的潜在价值核算,其价值约为1607.16元/t。①通过对化学提取的前处理选矿步骤的研究表明:先除铁再选萤石试验,以CMC-BR为捕收剂采用磁选-浮选工艺对尾矿进行除铁试验,最终将尾矿中铁的品位降低到0.62%,除铁效果较好,但试验过程中钨尾矿损失量较大;先选萤石再除铁试验,以CMC-FN为捕收剂采用1粗7精浮选流程对尾矿进行开路试验,可获得品位为90.27%,回收率为52.48%的萤石精矿,对1次粗选尾矿进行弱磁强度下磁选试验,所得磁选尾矿产率较高,且其中铁品位较粗选尾矿降低了 0.49%,研究确定采用先选萤石再除铁的前处理技术路线。②对先选萤石再除铁后的尾矿采用本研究首次提出的氟化学法综合利用钾、铝及富集钨的研究表明:经过氟硅酸-硫酸混合腐蚀后,尾矿的硅酸盐晶体结构遭到破坏生成稳定的硫酸盐,该反应在低温下可自发进行。③反应较优工艺研究表明,液固比为7:1,氟硅酸浓度为15%,硫酸浓度为15%,反应温度为70℃,反应时间为2h,搅拌速率选600r/min,钾、铝提取率可分别达到84.02%和93.73%。④反应物料经过高温煅烧脱氟后的反应渣浸取研究表明,适宜的工艺条件为:液固比5:1、溶出温度90℃、溶出时间45min、搅拌速度250r/min,钾、铝的溶出率分别可达80.38%、90.49%。对反应体系中钨的分析表明,钨在不溶渣中得到富集,其富集比为3.03;对氟循环的研究表明:不溶渣中氟主要以氟硅酸盐及氟铝酸盐形式存在,渣中氟含量随着温度的升高不断降低,为氟元素在反应体系中回收利用提供了可能。本文首次提出了几乎可综合利用尾矿中各种成分的氟化学法新技术路线,并进行大量探索性研究。研究初步表明,该技术路线对于将尾矿中各成分开发利用为高价值产品是基本可行的,并将尾矿中未被利用的稀有元素进一步富集,为后续开发利用创造了条件,为类似尾矿体系综合利用开拓了新的途径。