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铁矿选矿回收率要求(铁矿尾矿再利用)

铁矿选矿回收率要求(铁矿尾矿再利用) 我国铁矿选矿厂尾矿的再选

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

设备名称类型/毫米量评论磁力回收机HS-1600×8296 ka/m粗选磁力回收机HS-1600×102粗选96.2KA/m橡胶泵¢113四运输精子永磁磁选机¢780×1800一个h-103.5千安/米球磨机¢2300×3000一个双螺旋分级机¢2000×8400一个永磁脱水罐¢2000×1540一个顶部磁性系统永磁磁选机¢780×1800一个自制h-71.7千安/米细筛400×1200×10一个A = 0.15mm毫米截面永磁磁选机¢780×1800一个H=59.7千安/米内部过滤器过滤器GN—12平方米一个环型真空泵S2—3一个11.5立方米/分钟1#和2#橡胶泵¢1132细筛泵3#和4#橡胶泵¢1132尾矿泵5#和6#橡胶泵¢1132回砂泵

南芬尾矿选矿厂于1993年10月投产。几年来,尾矿再选后精矿产量稳定,经济效益可观。南芬尾矿重选后的经济效益见表2。表2尾矿选矿厂历年经济效益年限文章名称数量/吨等级/%总收入/万元成本/万元利润/万元1993铁精矿粉1002665.262601061541994铁精矿粉4261065.2711935116821995铁精矿粉4868066.2713636087551996铁精矿粉5384066.1315888087801997铁精矿粉4964065.631424745679总计达铁精矿粉16479665.71582828782950

(2)本钢歪头山选矿厂。歪头山选矿厂每年排放尾矿228万吨。尾矿通过JHC巨环磁选机分选成粗精矿,然后粗精矿被泵送到单独的选矿厂。采用弱磁选-磨矿分级-磁脱水罐-双滚筒弱磁选工艺流程获得最终精矿。歪头山尾矿选矿流程见图7。【下一步】歪头山尾矿重选前品位为7.62%,重选后品位为6.15%。歪头山尾矿选矿厂主要生产设备见图8。

1——JHC型磁选机; 2、10­—10.2PNJ 型砂泵; 3—¢750mm×1800mm磁选机;
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尾矿处理能力/(万t·a-1)尾矿等级改选后尾矿选矿设施投资/万元相框价格/(人民币T-1)销售收入/(万元a-1)总成本/(万元a-1)利润/(万元·a-1)尾矿选矿厂利润(万元万t-1)选定的/%最终/%浓缩物体积/(万a-1)精矿品位/%精矿成本/(元·T-1)首钢矿业公司大石河铁矿8.04.066.62002751100266.5833.5208水厂铁矿9.277.221.067.090.0752527557751891.53883.5185*全公司范围6709.357.1325.067.6286.3725275687521584727188鞍钢矿业公司齐大山选矿厂10-136.258-61360248.040.0大孤山选矿厂10-12113.062601000180.090.030.0东鞍山烧结厂175.8861.558296341.0260.044.2*鞍钢弓长岭矿业公司3009.958.3811.0565.4352.7261428731715822589234本钢矿业公司* *南芬选矿厂8.68.034.9665.63150.22822871424745679136.8歪头山选矿厂2287.626.153.9265.7672.7147150587.7284.8302.877.3岗山矿业公司硫浓缩器1102-5岁(s)0.85.3第25条81.0430110583429.3153.729.0铁选矿机1508-116.2五十六岁76.0450102632.4471.2161.226.0包钢选矿厂一点六64.075.0172260416.0120.0296185唐刚矿业公司*棒磨山铁矿3.065.0500.0任沟铁矿5.00.767.012020.029.0WISCO程潮铁矿8-517.200.9666.5179.0123.0星矿山局西石门铁矿3.581.258.010070240.0120.0120.0100 2.1 经济效益 (1)增产创收。尾矿再选可以增加精矿产量,增加企业收入。从表1中可以看出,目前我国大中型铁矿厂中,尾矿再选增产精矿量最多的是首钢矿业公司水厂铁矿,每年尾矿再选精矿量为21万t,年收入5775万元,获利3883万元。 (2)投资少,见效快。尾矿再选无论是利用原有生产系统增加部分设备或新建单独的再选厂,所需投资均较少且见效快。一般选矿厂都是通过自筹渠道来解决尾矿再选的资金。据了解,我国铁矿选矿厂尾矿再选设施的投资回收期均在1年以内。本钢歪头山尾矿厂于1991年6月动工,同年10月联动试车,历时139天,实现了当年设计,当年施工,当年投产。[next] (3)成本低,利润高。由于尾矿再选没有原矿成本和不需破碎、筛分、一段磨矿以及尾矿输送量减少和不需另建尾矿库,故精矿成本低于一般选矿厂精矿成本。据统计,我国重点铁矿选矿厂精矿成本为215.56元/t(1999年1~5月实际指标),而尾矿再选精矿成本仅为50~150元/t。 由于尾矿再选设施的投资少,成本低,故获利润高。从表1中可以看出,易选矿石尾矿再选每万精矿可获得利润100万元至234万元;难选矿石尾矿再选每万t精矿可获利润30万元至50万元。 (4)节约治理费用。由于尾矿和废水排放量的减少,相应减少排污费。南山矿业公司尾矿再选后最终尾矿中含硫量减少,年减少排污费10万元。 2.2 环境效益 (1)回收利用尾矿中有用金属,减少矿产资源损失,变废为宝,保护了矿产资源。 (2)减少尾矿排放量,延长尾矿库的服务年限减少了土地的占用量。 (3)由于尾矿和废水排放量的减少,减轻了周围环境的污染,节省了排污费用。 2.3 社会效益 (1)造福于民。由于尾矿排放量的减少,减少对周围居民生命财产危害的因素,有利于保障人民生命财产的安全。 (2)解决再就业问题。尾矿再选厂可安置待岗或下岗职工。据了解,一些企业尾矿再选厂解决就业的人数为南山矿业公司350人;歪头山选矿厂100人;鞍钢弓长岭选矿厂52人;包钢50人。 (3)有利于农业发展。由于尾矿排放量的减少,减少了土地占用量,扩大耕地面积,有利于改善工农关系和农业的发展。 3、结论 (1)尾矿再选技术上可行,经济上合理,生产上可靠,治理污染上得力。针对我国一次矿产资源日趋减少的现状,最大程度地把尾矿作为二次矿产资源加以利用,做到物尽其用,这是保持矿业可持续发展的奋斗目标。尾矿再选是矿山综合利用、变废为宝的重要途径,是提高企业经济效益、减亏为盈的有效措施,是治理污染、净化环境、变害为利的重大举措。 我国许多铁矿选矿厂千方百计采取各种措施对选矿厂排出的大量尾矿进行再选。通过大量的试验研究工作和多年统计,积累的各项技术经济指标表明,尾矿再选已取得了成功的经验。近十年来,经过尾矿再选生产实践足以证明,尾矿再选技术上可行,经济上合理,生产上可靠,治理污染上得力,具有实际应用和推广价值。 (2)尾矿再选工艺简单,设备可靠,运行平稳,回收效果好。目前许多选矿厂尾矿再选,无论是增加部分设施与原有生产设施相结合,还是单独建立尾矿再选厂,其所选用的尾矿再选工艺流程均简单可行,都能将选矿厂排放的大量尾矿经加工处理后获得合格精矿。 尾矿再选的成熟工艺需要配有相应的选别设备且运行可靠,这样才能保证生产目标的实现。目前各选矿厂尾矿再选厂所采用的 BKW型磁旋机、HS型磁力回收机、环式磁选机、管式磁选机、磁选柱等设备,经过多年实际生产应用的检验,回收效果好,运行平稳可靠,完全适用于尾矿再选。 (3)尾矿再选获得良好的社会效益、环境效益和可观的经济效益。环境是难以用金钱来评价其效用的财产,是一种容易遭受损害,且一旦破环便难以恢复的财产。任何时候,环境保护工作都要为经济建设服务,努力促进经济与环境的同步发展。目前尾矿已成为矿山严重的污染源,它既破坏了生态环境,也阻碍了经济的发展。尾矿再选可充分利用二次资源,它既保护了国家矿产资源,变废为宝,又净化了环境,变害为利。同时还提高了矿山企业的经济效益,解决了职工的再就业问题,繁荣了矿山经济,促进了矿山的持续发展。尾矿再选设施投资少,见效快,再选精矿成本低,利润高。根据现有资料统计,尾矿再选精矿成本为50—150元/t,仅相当于现有生产选矿厂精矿成本的20%—70%,尾矿再选每万吨精矿可获利100—234万元,经济效益可观。由此可见,尾矿再选经济效益高于现有生产选矿厂的经济效益。 总之,尾矿再选是矿山综合利用之举,是矿业繁荣致富之路。 参靠文献:金属矿山 鞍山冶金设计研究院 陆国闫 
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