對于礦產(chǎn)資源來說,不應(yīng)存在尾礦之說。礦山企業(yè)尾礦是指生產(chǎn)過程沒有進(jìn)行回收利用的非目的礦物,現(xiàn)階段不具有經(jīng)濟(jì)價值,但經(jīng)過開采、運(yùn)輸、破碎、磨礦、選別等處理,相對于原生礦,對其進(jìn)行再次利用可減少很大一部分的能量消耗,回收利用其中有價物質(zhì)的成本。
我國每年產(chǎn)生鐵尾礦1.1億t以上,尾礦全鐵品位平均在11%以上。如果從鐵尾礦中回收的鐵精礦按品位60%、產(chǎn)率2%~3%計算,每年可回收鐵精礦300~400萬t,相當(dāng)于一個大型鐵礦企業(yè)選礦廠的產(chǎn)量。
鐵尾礦細(xì)度-0.074mm的占50%左右,相比從原生低品位鐵礦石中回收鐵,磨礦成本可節(jié)約近70%。因此對尾礦資源進(jìn)行綜合利用研究,提取尾礦中的目的性礦物,在現(xiàn)有科技水平下,兼顧經(jīng)濟(jì)合理性,.大限度地利用尾礦資源,變廢為寶,既保護(hù)生態(tài)環(huán)境,又有利于企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展。
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綜合利用背景
某選礦廠每年處理鐵礦石1300萬t,產(chǎn)生尾礦850萬t以上,含鐵10%左右,全部排入尾礦庫堆存。該選礦廠閉庫尾礦庫更是個隱形大型鐵礦床,受早期選礦技術(shù)水平制約,閉庫尾礦庫尾礦鐵品位較高。
隨著“綠色礦山、全面發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展”理念的深入,進(jìn)行尾礦綜合利用,變廢為寶,形成基于尾礦開發(fā)的新產(chǎn)品和新的利潤增長點(diǎn),拓展企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營范圍是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的重要途徑。
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綜合利用途徑
該選礦廠采用磨礦一磁選原則流程進(jìn)行生產(chǎn),僅利用尾礦回收機(jī)提取部分低品位鐵精礦,沒有對其他金屬和非金屬礦物進(jìn)行綜合利用。該選礦廠尾礦屬高硅型鐵尾礦,鐵品位10%左右,主要以碳酸鐵和赤(褐)鐵的形式存在,非金屬礦物主要為石英,SiO:含量77.83%,此外還含有長石、石榴石、角閃石等。
2.1、 制備高純石英砂
該選礦廠尾礦石英與鐵礦物連生,石英礦物的包裹體、鮞狀結(jié)構(gòu)較少,顆粒較大,可以充分回收利用其中的石英制備高純石英砂,實(shí)現(xiàn)尾礦的高附加值利用。高純石英砂SiO:品位在99.90%以上,屬中性無機(jī)填料,不含結(jié)晶水,不與被填充物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),是一種非常穩(wěn)定的礦物填料,被廣泛應(yīng)用于高級液晶玻璃、大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路、光纖、激光、航天、軍事等領(lǐng)域中。
對鐵尾礦進(jìn)行高純石英砂提取需要物理選礦、化學(xué)選礦、粉體表面處理等多種工藝結(jié)合,目前主要采用磨礦一弱磁選一強(qiáng)磁選一浮選一整形磨一深加工酸洗處理一表面改性處理工藝,提取的高純石英砂Si02品位99.9%以上、白度94.0%以上,達(dá)到高品質(zhì)石英砂標(biāo)準(zhǔn)。
2.2、 回收赤褐鐵
該選礦廠現(xiàn)階段生產(chǎn)的尾礦細(xì)度-0.074mm60%左右,鐵礦物主要是磁選工藝無法回收的赤(褐)鐵礦和少量沒有達(dá)到單體解離的微細(xì)粒磁鐵礦,主要集中在-0.045mm,因此可采用細(xì)磨一弱磁選一強(qiáng)磁選一浮選工藝回收尾礦中的赤(褐)鐵,試驗(yàn)可得到產(chǎn)率6%以上、品位60%的鐵精礦。以該流程為依據(jù)測算,每年通過回收利用可生產(chǎn)品位60%左右的鐵精礦50多萬噸。
2.3、 分粒級處理
尾礦綜合利用要獲得利潤的關(guān)鍵點(diǎn)是工藝產(chǎn)品市場價格可觀,因此對該尾礦按粗粒級、中粒級、細(xì)粒級分別處理,以提高磨礦—分級工藝作業(yè)效率,降低選別成本。
首先通過細(xì)篩篩分得到+0.5mm的粗粒級作為建筑用砂使用,代替鋪路材料、黃砂,也可以用做混凝土骨料、水泥摻料;-0.5mm粒級經(jīng)過分級得到中粒級,粗度組成簡單,可以通過常規(guī)的磨選工藝回收其中的金屬礦物和非金屬礦物;-0.045mm細(xì)粒級通過水力旋流器分級直接排出,再通過表面改性工藝用作提取稀散金屬和橡膠補(bǔ)強(qiáng)材料。
尾礦通過分粒級處理進(jìn)行綜合利用,既提高磨礦分級效率,降低成本,又可排除粒級組成復(fù)雜對后續(xù)選別工藝的影響,是尾礦大規(guī)模綜合利用的良好途徑。
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整理處理工藝
合理的尾礦綜合利用技術(shù)是企業(yè)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的基礎(chǔ)。尾礦綜合利用應(yīng)采用多元化的生產(chǎn)工藝相結(jié)合,多種利用途徑同時進(jìn)行:既有經(jīng)濟(jì)效益不高、但可以消耗大量尾礦的產(chǎn)品,如建筑砂、水泥混凝土骨料等,也要有技術(shù)含量高、附加值高、經(jīng)濟(jì)利潤高的產(chǎn)品,如提取高純石英、稀油金屬等。
根據(jù)該選礦廠尾礦特點(diǎn),結(jié)合現(xiàn)階段尾礦綜合利用研究成果,采取分粒級利用、多種產(chǎn)品相結(jié)合的整體處理工藝,流程見下圖。
尾礦綜合利用是.大限度地利用礦產(chǎn)資源,也是保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)礦山企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的深層次、大系統(tǒng)工程。尾礦綜合利用涉及選礦、材料、機(jī)械、環(huán)保等學(xué)科領(lǐng)域,需要多種工藝技術(shù)相結(jié)合,同時要引起各相關(guān)部門與人員的重視,才能使尾礦變廢為寶,避免尾礦堆存帶來的危害和資源浪費(fèi)。