某鐵選廠廢石的綜合利用解析

王吉磊

摘 要：由于礦井開采后需要用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的材料進(jìn)行填充，所以造成大部分采礦企業(yè)不得不外購(gòu)填充材料的局面。而鐵選廠每年的拋尾廢石量較大，堆積安置所占的土地面積也大，造成不小的資源浪費(fèi)。針對(duì)此類問(wèn)題，文章通過(guò)對(duì)廢石的分類再選與綜合利用進(jìn)行分析，試圖從拋尾廢石中提取出合格品或半成品，并將廢石尾砂經(jīng)過(guò)處理后用作礦井填充材料。從而一次性解決采礦效率、廢礦占地以及礦井填埋這三項(xiàng)問(wèn)題，留予同行業(yè)工作者參考借鑒。

關(guān)鍵詞：鐵選廠；綜合利用；廢石

隨著技術(shù)的提升，鐵選廠廢料中的有用成分已經(jīng)能進(jìn)行再次提取[1]。本文即以某企業(yè)為例，對(duì)廢石重新利用的生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析。

1 礦山廢石的分類利用與綜合評(píng)價(jià)

（一）礦山廢石的分類利用流程

將采礦-冶金生產(chǎn)所產(chǎn)生的固體廢料，按照其中是否含有金屬進(jìn)行分類[2]。若其中含有金屬的廢料，則對(duì)其中有用組成部分的含量指標(biāo)進(jìn)行確定。而后通過(guò)樣品的采集與分類，將其分為Ⅰ類含金屬可回收廢石、Ⅱ類金屬量較少但仍有利用價(jià)值的廢石、Ⅲ類無(wú)回收價(jià)值的廢石。

對(duì)其中非金屬?gòu)U料，以相應(yīng)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)衡量其是否有再利用的價(jià)值。而后采樣分析，判斷其可否應(yīng)用到建筑工程領(lǐng)域。若可，則通過(guò)需求量估算，將之合理分配為建筑材料或土地恢復(fù)材料。若否，則直接針對(duì)其在土地恢復(fù)中的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而減少?gòu)U料對(duì)土地的占用，并適度填充挖掘后的土地。

（二）礦山廢石再利用的綜合評(píng)價(jià)

1.鐵選廠生產(chǎn)流程中的漏洞

首先，開采鐵礦后所遺留的空洞，需要進(jìn)行填充，以防止地面大面積塌陷。而由于國(guó)家對(duì)填井材料有著明確的標(biāo)準(zhǔn)要求，因此過(guò)去部分鐵選廠，大都由外界購(gòu)入大量的填料。在運(yùn)輸與材料購(gòu)買等方面花費(fèi)了大量資金[3]。

其次，大型鐵選廠的拋尾廢石量極多，而在現(xiàn)代技術(shù)的視角下，發(fā)現(xiàn)這些廢石中尚有部分可供利用的金屬元素沒(méi)有被充分的提煉出來(lái)，從而造成不少的材料資源浪費(fèi)。

最后，大量的拋尾廢石并不符合填井材料的要求，所以只能占用大量的場(chǎng)地面積，造成土地資源浪費(fèi)。

2.廢石分類再利用的優(yōu)勢(shì)

在對(duì)廢石進(jìn)行分類、回收、利用之后，優(yōu)化生產(chǎn)流程，使現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備得到充分利用，從而將廢料中金屬元素重新提取出，并達(dá)到半成品與成品規(guī)格。而余下的尾砂等材料，又能達(dá)到井下填充的標(biāo)準(zhǔn)，極大的提升了礦石開采效率。尾砂廢料又可直接填充于井下，而不占用地面面積，無(wú)需再購(gòu)入填井材料。從而降低了生產(chǎn)成本，達(dá)到一舉兩得甚至多得。

2 某鐵選廠生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

某鐵礦集團(tuán)現(xiàn)擁有礦山共2座，其中礦場(chǎng)1可每年可提供6萬(wàn)t的合格填井料，礦場(chǎng)2可提供5萬(wàn)t合格填井料。然而填充站每年所需填料量高達(dá)20萬(wàn)t。致使每年需要外購(gòu)9萬(wàn)t的材料。兩廠每年約有13萬(wàn)t的拋尾廢石，廢石材料以弱磁性礦物與磁性礦物為主，其鐵品位為14.21%。這些廢礦石無(wú)法直接置存，所以礦場(chǎng)附近大量的土地面積被占用，形成資源浪費(fèi)。

3 某鐵選廠廢石利用的流程與方法

（一）廢石性質(zhì)與磨礦

兩礦場(chǎng)前半年度共有375821t廢石，以97-129kA/m磁場(chǎng)強(qiáng)度的φ400mm磁滑輪，對(duì)預(yù)選拋尾進(jìn)行干預(yù)，共產(chǎn)生廢石57482t。為優(yōu)化廢石再利用流程考慮，故而首先以磁干選實(shí)驗(yàn)對(duì)兩廠廢石進(jìn)行分析，以確定其弱磁性礦及磁性礦含量。

其中礦場(chǎng)1，廢石產(chǎn)率為100%，鐵品味率為9.24%；磁性礦產(chǎn)率為1.84%，鐵品位為45.31%；弱磁性礦產(chǎn)率為5.79%，其鐵品位為34.9%；非磁性礦產(chǎn)率為94.2%，鐵品味為7.64%。

礦場(chǎng)2，廢石產(chǎn)率為100%，鐵品位率為16.45%磁性礦產(chǎn)率為8.57%，鐵品位為42.31%；弱磁性礦產(chǎn)率為14.5%，鐵品位為32.4%；非磁性礦產(chǎn)率為72.6%，鐵品位為8.24%。

綜合廢石產(chǎn)率為100%，鐵品位為14.6%；磁性礦產(chǎn)率為5.24%，鐵品位為48.15%；弱磁性礦產(chǎn)率為10.25%，鐵品位為36.05%；肺磁性礦產(chǎn)率為81.2%，鐵品位為7.91%。

經(jīng)磁選分離可獲得合格尾砂以作為井下填料，而決定磁選分離效果的關(guān)鍵因素就是磨礦細(xì)度。然而，若磨礦過(guò)度也會(huì)造成尾砂泥化，故而應(yīng)對(duì)磨礦細(xì)度進(jìn)行控制。以-0.04mm粒級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)，則當(dāng)?shù)V粉占35%-40%且磨礦細(xì)度在-0.074mm時(shí)，可達(dá)到最優(yōu)化。

（二）磁選實(shí)驗(yàn)

1.弱磁選實(shí)驗(yàn)

在150kA/m的磁選場(chǎng)強(qiáng)下，以磁選管進(jìn)行弱磁選實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示磁精礦產(chǎn)率為4.12%，鐵品位為64.32%，回收率為19.25%；尾礦產(chǎn)率為92.3%，鐵品位為9.25%，回收率為79.47%；試樣產(chǎn)率為100%，鐵品位為13.12%，回收率為100%。故而選用19.25%回收率與4.12%鐵品位的方案，回收次精礦。

2.重選流程

由于占35%-45%且為-0.074mm磨礦細(xì)度的廢石進(jìn)行試驗(yàn)過(guò)程中，所獲得的鐵品味較低。故而在一次強(qiáng)磁選的基礎(chǔ)上重新進(jìn)行進(jìn)行選取。首先將磁鐵精礦拌勻而后進(jìn)行離心處理，分別做1次重選，以及1粗1精的重選。

在1次重選中，以4L/min的洗漂水與400r/min的離心速度、8%的礦濃度進(jìn)行重選。1粗1精重選中，精選給予4L/min的洗漂水與300r/min的離心速、占82%的-0.074mm磨細(xì)度。而粗選則給予4L/min的洗漂水與700r/min的離心速度，其給礦濃度調(diào)為8%。

結(jié)果顯示在1粗1精重選中，鐵品位最高可達(dá)到49.52%，而回收率為35.12%。與前次選礦實(shí)驗(yàn)相比，其鐵品位有顯著提升，然而其回收率卻有所下降。然而從經(jīng)濟(jì)角度考慮，衡量重選過(guò)程中所花費(fèi)的人力物力，以及所獲得的鐵品位提升幅度與回收率下降程度，建議不需進(jìn)行精礦再選。

（三）再選流程

首先在廠內(nèi)選取廢石并進(jìn)行破碎處理，而后對(duì)砂料進(jìn)行磁干選，將其中磁塊礦選出并將其余部分磨碎。經(jīng)弱磁選后將弱磁粗精礦篩選出，并將剩余材料進(jìn)行強(qiáng)磁選篩。選出其中強(qiáng)磁精礦，將其余材料做脫水處理，一部分作為尾砂，一部分作為溢流。

該廠的廢石再選工作全流程，均由鐵選廠1進(jìn)行管理，從而使其形成獨(dú)立于生產(chǎn)環(huán)節(jié)之外的另一流程體系。在現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備的基礎(chǔ)上對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行改進(jìn)。首先，采用皮帶運(yùn)輸機(jī)將廢石場(chǎng)地中的廢石輸送給粗碎集料斗，經(jīng)過(guò)粉碎處理后，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的粒度要求。在此過(guò)程中，以120kA/m的磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)材料進(jìn)行預(yù)選。而后，在濕料狀態(tài)下對(duì)材料進(jìn)行脫水回收，將回收后的尾砂填充入礦井下。

4 優(yōu)化改進(jìn)結(jié)果與經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

經(jīng)過(guò)廢石再利用后，該廠年鐵精礦產(chǎn)量同比增長(zhǎng)820t，而強(qiáng)磁精礦增長(zhǎng)912t，可提供滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的填井尾砂共18萬(wàn)t，外購(gòu)尾料僅需2萬(wàn)t。廢石再利用在土地建設(shè)、設(shè)備購(gòu)入、人員引進(jìn)等多方面所花費(fèi)的投資約為421.25萬(wàn)元。以此年度尾砂價(jià)格為每噸50元計(jì)算，通過(guò)對(duì)強(qiáng)磁精礦以及弱磁粗精礦的價(jià)格進(jìn)行粗估，則經(jīng)過(guò)技術(shù)改進(jìn)后，年收入總量超過(guò)687.2萬(wàn)元，去除其中人工費(fèi)用、成本費(fèi)用、尾砂運(yùn)輸費(fèi)用等共約326.22萬(wàn)元，則其利潤(rùn)360.98萬(wàn)元。由此可見，廢石再選能產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，值得采用。

5 總結(jié)

部分礦山礦石含鐵量較低，需通過(guò)相應(yīng)處理將其中雜質(zhì)去除，提升品味后才能進(jìn)爐。通常在磁化粗選下磨碎，并分離磁選從中選出鐵精粉，分離尾水后留下有用成分，并將其余作為拋尾廢料丟棄。而通過(guò)廢石再選、再次處理后，這些尾料也能夠得到充分的利用，從而提升生產(chǎn)效率并節(jié)約成本。

參考文獻(xiàn)

[1]黃新.我國(guó)西部某鐵礦含鐵廢石選礦試驗(yàn)[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015（6）：61-63.

[2]劉敏，朱曉敬.唐山地區(qū)某鐵選廠尾礦庫(kù)壩體滲流、穩(wěn)定性分析研究[J].硅谷，2014（10）：90-91.

[3]林鴻漢.某含金銅廢石資源化利用試驗(yàn)研究[J].黃金科學(xué)技術(shù)，2014（03）：77-81.