我国铁矿资源丰富,目前已探明铁矿石储量531亿t,随着我国国民经济的发展,为钢铁工业提供铁矿石量每年约2—2.5亿t。由于我国铁矿石具有贫、细、杂的特点,在矿山开采和矿石加工过程中产生了大量的尾矿。据统计,铁矿选矿厂每年排出的尾矿量约为1.3—1.7亿t,目前尾矿已成为矿山的严重污染源。由于大量的排放尾矿,不仅污染周围环境,还会造成滑坡、溃坝事故,危害人民生命财产的安全,而且还占用大量的土地,消耗大量资金,浪费资源,影响企业的经济效益,它既破坏了生态平衡也阻碍了经济的发展。 朱镕基同志在第二次工业污染防治工作会议上强调:“综合利用,变废为宝,既保护了国家的资源,又充分利用了国家的资源,同时又净化了环境,可谓一举多得。”针对我国矿产一次资源日趋减少的现状,把已生产铁矿选矿厂大量排放的尾矿,作为二次矿产资源进行合理的开发和有效地利用,变害为利,变废为宝,这是当前矿业开发中亟待解决的重要问题。矿产资源是不可再生的一种资源,充分合理的利用尾矿资源,对改善环境,保障人民财产安全,减少占用土地,节约资源,提高矿山经济效益都具有十分重要的作用,它将有利于矿业的持续发展和获得良好的社会效益、环境效益和经济效益。 尾矿资源综合利用程度,是衡量一个国家科技水平和经济发展以及保护生态环境的标志,工业发达国家以无废料矿山作为开发目标。我国铁矿选矿厂尾矿资源综合利用工作,起步较晚,尾矿回收利用率很低,仅为7%左右。目前按照尾矿综合利用方式和加工制成产品用途来分析,可归纳为 : (1)尾矿再选回收多种有价金属; (2)尾矿加工制成多种建筑材料; (3)尾矿作矿山采空区充填料; (4)尾矿制作农用化肥,改良土壤等。 尾矿再选措施 尾矿是巨大的潜在的二次矿产资源。我国铁矿资源多为贫矿,含铁品位为30%—35%的贫铁矿约占80%,其中还有部分与多金属共生矿、赤铁矿等。针对不同类型的贫铁矿石,需采用不同的选别工艺流程,进行一种或多种有用金属的回收。 通过对全国冶金系统100多个大中型铁矿选矿厂尾矿综合利用的调查得知,尾矿再选回收多种有价金属,是当前铁矿选矿厂尾矿综合利用的重要途径,是矿山企业增产创收的有效措施,是矿山污染治理净化环境的重大举措。 近些年来,我国铁矿选矿厂在尾矿再选试验研究的基础上,采用多种措施对尾矿进行再选回收有用的矿物,降低了最终尾矿品位,获得了可观的经济效益。 按尾矿再选加工工艺和措施的特点可分为3种类型: (1)增加再选设备与利用主厂房闲置设备相结合: (2)增加再选设备与利用主厂房原有流程相结合 (3)建立单独的尾矿再选厂。 1.1 增加再选设备与利用主厂房闲置设备相结合。 我国大中型铁矿选矿厂大多数是50年代至70年代建成投产的。随着冶金工业的发展,铁矿石资源逐渐减少、消失,目前有些铁矿采矿生产能力下降,形成了选矿厂生产能力大于采矿生产能力的现状,使部分设备与设施闲置,直接影响矿山企业的经济效益。为了合理利用尾矿资源,充分发挥现有潜力,一些选矿厂采用了增加再选设备与利用闲置设备现结合的措施,将选矿厂排出的尾矿进行再选后获得合格精矿,达到降尾、增产、增收的目的。属于这种类型的有首钢水厂选矿厂、大石河选矿厂等。 首钢矿业公司大石河选矿厂和水厂选矿厂,原设计原矿年处理能力2700万t,采用三段一闭路破碎、阶段磨矿、阶段选别、弱磁选与重选联合选别、细筛自循环流程。原设计有26台¢2700mm×3600mm球磨机系列。近些年来由于采矿生产能力下降,目前实际原矿年处理量仅为1000万t左右,选矿厂约有60%的富裕能力可利用。[next] (1) 水厂选矿厂尾矿再选。在主场房外建设尾矿再选设备。建立1座612m2的厂房,内装16台BKW1030型尾矿再选磁选机对全厂尾矿全部再选,回收的粗精矿用泵送到主厂房再磨再选。在主场房内用两个闲置的磨选系列单独处理回收的粗精矿,加工成合格精矿。水厂选矿厂尾矿再选流程见图1。 (2)大石河选矿厂尾矿重新入选。该厂尾矿再选设施有两种流程。第一个流程是将部分尾矿用停在主厂的一系列磁选设备进行浓缩再选,再选精矿用主厂原矿处理流程进行磨矿再选,处理成合格精矿。大石河选矿厂尾矿选矿第一流程见图2。大石河选矿厂尾矿再磨第二流程属于第二种,即增加再磨设备与利用主厂原有流程相结合。【接下来】1.2增加再选设备和利用主厂原有工艺的组合属于这一类选矿厂,包括大石河选矿厂、鞍钢弓长岭选矿厂、WISCO程潮选矿厂等部分系列。(1)大石河选矿厂尾矿重选(第二流程):BKW103尾矿重选磁选机在各工段磁选后,分系列安装在主车间,重选精矿进入该流程进行再磨再选,加工成合格精矿。大石河选矿厂尾矿选矿第二流程见图3。(2)对鞍钢弓长岭选矿厂的尾矿进行了再选。主厂房外将建一个扫地车间,安装6块CP2012盘式永磁体。主车间产生的尾矿经再选磁选机分选成粗精矿,再经原生产系列第一阶段磨矿后泵入一次磁选,与原矿一起经过后续阶段作业加工成最终精矿。该工艺流程的特点是充分利用原有工艺流程设备的剩余能力,不增加磨矿分级设备,只增加一台尾矿回收再选磁选机。长岭选矿厂尾矿再选流程见图4。(3)对WISCO程潮选矿厂的尾矿进行了再选。利用现有选矿厂的尾矿输送溜槽,在尾矿进入浓缩池前安装JHC矩形环永磁磁选机,使所有尾矿重新入选,并将重新入选的粗精矿抽回现有生产系统,继续分选,通过细筛、再磨、磁选工艺处理合格铁精矿。流程如图5所示。【下一步】1.3设立单独尾矿选矿厂国内很多铁矿选矿厂为了降低最终尾矿品位,降低精矿成本,提高企业经济效益,都以自筹资金的方式设立了单独尾矿选矿厂。鞍钢本南坟、歪头山尾矿选矿厂,鞍钢大孤山、东鞍山、齐大山尾矿选矿厂,马钢南山矿业公司都取得了良好的经济效益。(1)本钢南芬选矿厂尾矿浓缩厂。南芬选矿厂每年排放500万吨尾矿。南芬3号、4号、5号选矿厂排出的总尾矿经HS磁回收机械分离成粗精矿,然后粗精矿用泵送至分离选矿厂,通过弱磁选-磨矿分级-磁脱水槽-弱磁选-细筛-弱磁选-过滤的工艺流程得到最终精矿。南芬尾矿选矿流程见图6。南芬第三、第四、第五选矿厂尾矿品位为重选前8.6%,重选后8.03%。南芬尾矿选矿厂生产设备见表1。[下一个]
表1 南芬尾矿再选厂主要生产设备明细设备名称
4-1500毫米×3000毫米球磨机;5-1200毫米单螺旋分级机;6-1600毫米脱水槽;7、8—双筒弱磁选机;9-5 m2永磁过滤器;11—B400mm带式输送机【下】(3)鞍钢大孤山选矿厂尾矿选矿机。截至目前,大孤山选矿厂已投资1000万元,建立了3个尾矿重选回收点。尾矿再选采用磁选-再磨-再选工艺。尾矿分离有两个工艺流程:第一个流程:截断尾矿管道,从总管上接一个支管,用圆筒形磁选机将粗精矿与提取的尾矿分离,再磨后用磁选机和螺旋溜槽分离,得到最终精矿,如图9所示。第二道工序:在尾矿溜槽中安装盘式磁选机(两级)选出粗精矿,然后再磨、磁选、细筛,得到最终精矿。东鞍山烧结厂生产工艺为连续磨矿单碱浮选工艺,浮选尾矿品位为14.56%。为了再磨尾矿,从原来的生产系统到尾矿坝的干坡段建立了六个尾矿再磨和回收点,每年生产13万吨精矿。工艺流程见图11[下一步]
东鞍山磁铁矿不易被焦油和氧化石蜡皂吸附,导致大部分磁铁矿残留在尾矿中。现已投资200万元,建立了两个尾矿再选点,年产精矿3万t。其工艺流程见图12。(1)鞍钢齐大山选矿厂齐大山铁矿以伪、半伪伪赤铁矿为主。与大孤山和东鞍山铁矿相比,其铁矿物嵌布粒度较粗,尾矿品位为10%-13%。齐大山选矿厂迄今已投资800万元,建立了6个尾矿重选回收点,均在尾矿输送管道下部接支管拦截尾矿,采用一级粗选两级精选。【下一步】(2)马钢南山矿业公司尾矿再选厂。南山矿业公司选矿厂尾矿在运输过程中污染农田和农村水系,每年造成数百万元的污染赔偿;另一方面,由于尾矿含硫、铁,废水排放超标,每年增加排污费40万元。为了合理回收尾矿中的部分元素,减少资源浪费和污染,南山矿业公司投资880万元建立了硫选矿厂和铁选矿厂,对尾矿进行再浓缩。南山矿业公司尾矿硫分离厂。采用重选-磁选工艺对尾矿进行再选和硫分离。磁选尾矿(含S2%-5%)直接送至选硫机,通过分矿箱流入摇床进行分选。然后通过圆筒磁选机将铁和硫分离,得到品位大于60%的铁精矿和品位大于25%的硫精矿。流程如图13所示。
B.南山矿业公司尾矿选铁厂。尾矿从岙山(或东山)选矿厂直接输送到选铁厂,粗精矿经碟式磁选机分选,再经再磨和两段磁选得到铁精矿。主要流程如图14所示。2.尾矿再选的效益分析。20世纪90年代以来,为了充分利用尾矿资源,降低精矿成本,我国许多铁矿选矿厂都想方设法对现有选矿厂排出的尾矿进行再选。一些大中型铁矿选矿厂在尾矿再选中取得了良好的技术经济指标。国内某铁矿选矿厂尾矿再选技术经济指标见表3。【接下来】近10年来,多家铁矿选矿厂尾矿再磨的生产实践证明,尾矿再磨不仅可以充分利用尾矿二次资源,增加精矿产量,还可以以较少的投入和较低的成本获得较高的利润,为企业创收增效;而且可以减少尾矿和废水的排放,减少污染,净化环境;同时,解决再就业问题。由此可见,尾矿再选确实取得了良好的经济、环境和社会效益。表3中国部分铁矿选矿厂尾矿选矿技术经济指标名称