烏石山鐵礦選礦尾礦開發(fā)利用研究與實(shí)踐

張祖學(xué)

（江西省烏石山鐵礦， 江西 吉安 343411）

試（實(shí)）驗(yàn)研究

烏石山鐵礦選礦尾礦開發(fā)利用研究與實(shí)踐

張祖學(xué)

（江西省烏石山鐵礦， 江西 吉安 343411）

采用手選和跳汰等簡(jiǎn)單選礦方法進(jìn)行礦石加工生產(chǎn)，以恢復(fù)地質(zhì)品位、尾礦鐵品位，具有極高的回收利用價(jià)值。尾礦經(jīng)淘洗和強(qiáng)磁選等工藝流程，可獲得w（TFe）為46%以上的粉礦產(chǎn)品，同時(shí)，對(duì)手選和跳汰尾礦進(jìn)行破碎加工，可獲得w（TFe）為28%的水泥生產(chǎn)原料，既提高了資源利用率，創(chuàng)造新價(jià)值，又減少?gòu)U物排放，保護(hù)了環(huán)境。

鐵尾礦 工藝研究 回收利用鐵資源

江西省烏石山鐵礦屬贛西“寧鄉(xiāng)式”鐵礦中的一個(gè)中型礦床，礦石自然類型為原生沉積赤鐵礦和次生氧化褐鐵礦，礦石品級(jí)按有用組份劃分為富礦和貧礦，全鐵品位大多數(shù)在45%以上，平均全鐵品位51%。礦石主要含鐵礦物有赤鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦，主要脈石礦物有綠泥石、石英、白云石、電氣石、鋯石等。鐵主要以鮞狀赤鐵礦賦存于礦石中，少量菱鐵礦，w（TFe）為26.70%～63.05%，w（TFe）為50.82%，富鐵占87.34%，貧鐵占12.66%。圈定開采礦石的地質(zhì)品位為w（TFe）在52%～54%之間。

根據(jù)多次選礦試驗(yàn)表明，該礦可選性較差。由于該礦床為單一富鐵赤鐵礦礦石，礦石與圍巖界線明顯，礦層中夾石較少，礦石品位較為穩(wěn)定，因此采用二段一閉路破碎篩分，原礦洗礦、手選、跳汰的工藝流程（見圖1），選礦的目的是使開采的原礦恢復(fù)地質(zhì)品位。礦石入選品位大于w（TFe）為46%，成品礦塊礦（粒度為5～50 mm）w（TFe）為51%，粉礦（粒度為-5 mm）w（TFe）為48%，年處理原礦24萬(wàn)t左右，選礦回收率為91%，尾礦產(chǎn)率6.5%，年產(chǎn)各種尾礦總量約1.8萬(wàn)t，總尾品位約w（TFe）為31.2%[1]。

1 烏石山鐵礦尾礦種類及性質(zhì)

江西省烏石山鐵礦選礦工藝流程比較特殊，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)出3種尾礦[2]，分別是原礦洗礦后破碎前進(jìn)行手選產(chǎn)生的手選大塊尾礦；原礦洗礦后-30 mm粒級(jí)礦石進(jìn)行跳汰選礦時(shí)產(chǎn)生的跳汰尾礦；原礦洗礦篩下產(chǎn)品經(jīng)螺旋分級(jí)機(jī)脫水時(shí)產(chǎn)生的溢流尾礦；跳汰選礦的精礦和尾礦分別經(jīng)螺旋分級(jí)機(jī)脫水時(shí)產(chǎn)生的溢流尾礦，其種類和性質(zhì)見表1，螺旋分級(jí)溢流總尾粒度篩析結(jié)果見表2。因選礦工藝流程簡(jiǎn)單，導(dǎo)致尾礦品種多，且尾礦品位高，金屬回收率偏低，造成資源浪費(fèi)。

圖1 選廠選礦生產(chǎn)工藝流程

表1 尾礦種類和性質(zhì)

表2 螺旋溢流尾礦篩析結(jié)果

2 尾礦開發(fā)利用研究與實(shí)踐

2.1 尾礦開發(fā)利用方案的選擇

對(duì)于赤鐵礦等弱磁性礦石，傳統(tǒng)的選礦加工方法一般為磁（焙燒后）、重、浮單一或聯(lián)合選礦，該方法工藝復(fù)雜，作業(yè)流程長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高，且浮選藥劑的使用會(huì)加重對(duì)環(huán)境的污染。近年來(lái)出現(xiàn)了一種高梯度磁選機(jī)，對(duì)弱磁性礦物有較好的選別效果[3]，雖然簡(jiǎn)化了選礦工藝，縮短了作業(yè)流程，但破碎、磨礦作業(yè)成本仍沒有降低，磁選設(shè)備的投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用卻增加明顯，在處理赤鐵礦原礦的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中仍無(wú)經(jīng)濟(jì)效益。就目前來(lái)說(shuō)，選用傳統(tǒng)的選礦方法來(lái)處理烏石山鐵礦尾礦，既無(wú)經(jīng)濟(jì)效益，又無(wú)社會(huì)效益，因此，不考慮選擇此種選礦方法。

多年來(lái)，烏石山鐵礦組織幾名民工在尾礦庫(kù)礦漿入口處進(jìn)行人工挑選，回收少量尾礦（全鐵品位約為46%）。經(jīng)篩析，回收尾礦的粒度組成見表3，通過(guò)與表2數(shù)據(jù)分析比較，發(fā)現(xiàn)回收尾礦粒級(jí)分布向粗粒級(jí)偏移。受此啟發(fā)，決定設(shè)置一個(gè)溜槽進(jìn)行試驗(yàn)，將尾礦漿引入溜槽進(jìn)行淘洗，淘洗沉淀物為回收產(chǎn)品，淘洗溢流礦漿經(jīng)過(guò)細(xì)篩后，篩下物進(jìn)高梯度磁選機(jī)進(jìn)行磁選。

表3 人工回收尾礦篩析結(jié)果

2.2 尾礦選礦方案試驗(yàn)

2.2.1 尾礦選礦工藝流程（見圖2）

圖2 尾礦回收工藝流程

2.2.2 溜槽長(zhǎng)度及溜槽中礦漿流速試驗(yàn)

礦漿在溜槽中停留時(shí)間的長(zhǎng)短決定淘洗產(chǎn)品的質(zhì)量，時(shí)間越長(zhǎng)，沉淀物越多，產(chǎn)品品位越低；時(shí)間越短，沉淀物越少，產(chǎn)品品位越高，但回收率越低。當(dāng)?shù)V漿總量恒定時(shí)，礦漿在溜槽中停留的時(shí)間則由溜槽的長(zhǎng)度和礦漿的流速?zèng)Q定，溜槽越長(zhǎng)，流速越慢，則沉淀物越多，品位就越低，否則反之。經(jīng)實(shí)地勘察，決定在尾礦庫(kù)尾礦排放口處用木板拼接一個(gè)溜槽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性測(cè)試，試驗(yàn)得出礦漿流速與產(chǎn)品質(zhì)量之間關(guān)系見表4，溜槽長(zhǎng)度與產(chǎn)品質(zhì)量之間關(guān)系見表5。表4和表5中相關(guān)數(shù)據(jù)說(shuō)明，礦漿流速在2.0～2.5 m/s，溜槽長(zhǎng)度在3～5m時(shí)，沉淀物全鐵品位質(zhì)量分?jǐn)?shù)在42%～47%之間。

表4 礦漿流速與產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果

表5 溜槽長(zhǎng)度與產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)上述試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行曲線圖分析，結(jié)合選廠實(shí)際生產(chǎn)情況，確定溜槽寬度為800 mm，深度1 200 mm，長(zhǎng)度5m，溜槽出口端擋板提升速度為100mm/h，礦漿流速為2 m/s。

2.2.3 高梯度磁選機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

磁場(chǎng)強(qiáng)度影響著磁選產(chǎn)品質(zhì)量，場(chǎng)強(qiáng)越高，回收率越高，磁性產(chǎn)品品位越低，否則反之。將淘洗尾礦試驗(yàn)樣品送贛州金環(huán)公司進(jìn)行高梯度磁選試驗(yàn)，得到磁場(chǎng)強(qiáng)度與產(chǎn)品質(zhì)量之間的關(guān)系見下頁(yè)表6。試驗(yàn)表明磁場(chǎng)強(qiáng)度在0.7～1.0 T時(shí)，鐵精礦品位（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）都達(dá)到46%以上，考慮到生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)平衡要求，選擇合適的磁場(chǎng)強(qiáng)度不僅可以減少設(shè)備投入成本，而且還可以降低生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用，爭(zhēng)取獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過(guò)對(duì)礦漿總流量進(jìn)行測(cè)算，并考慮設(shè)備的實(shí)際使用效果，確定選用一套Φ750 mm、磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.0 T的高梯度磁選機(jī)。

2.3 尾礦開發(fā)利用方案的確定

綜合上述尾礦選礦試驗(yàn)研究結(jié)果，決定對(duì)烏石山鐵礦手選尾礦、跳汰尾礦和螺旋分級(jí)溢流尾礦分別采用不同的方法進(jìn)行回收利用。手選及跳汰尾礦用250 mm×400 mm的顎式破碎機(jī)開路破碎至-50 mm粒級(jí)的產(chǎn)品，主要用于生產(chǎn)水泥的原材料；螺旋分級(jí)溢流尾礦用溜槽淘洗和強(qiáng)磁選機(jī)磁選，獲得的產(chǎn)品主要用于生產(chǎn)鋼鐵的原材料。

表6 磁場(chǎng)強(qiáng)度與產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果

2.4 尾礦開發(fā)利用生產(chǎn)實(shí)踐

根據(jù)上述尾礦開發(fā)利用方案，烏石山鐵礦在現(xiàn)尾礦泵房礦漿池前端建設(shè)淘洗溜槽，用于回收較粗粒級(jí)的礦石，在尾礦庫(kù)南側(cè)原合金廠廠房?jī)?nèi)建設(shè)高梯度磁選工藝流程生產(chǎn)線，用于選別淘洗尾礦，可獲得6 100 t/a全鐵品位質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%的鐵礦石產(chǎn)品，配入烏石山鐵礦粉礦產(chǎn)品后銷往鋼鐵廠。在選礦廠手選尾礦堆場(chǎng)南面建設(shè)破碎站，將手選尾礦和跳汰尾礦破碎至-50 mm，可獲得7 500 t/a全鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28%的低品位礦石產(chǎn)品，銷往水泥廠。

3 結(jié)語(yǔ)

烏石山鐵礦通過(guò)對(duì)3種尾礦的綜合開發(fā)利用，每年可增加粉礦產(chǎn)品6 100多噸，增加低品位塊礦產(chǎn)品7 500多噸，按當(dāng)前價(jià)格計(jì)算，年增加產(chǎn)值190多萬(wàn)元。同時(shí)每年可減少尾礦排放量13 000多噸，既減少了環(huán)境污染，又相應(yīng)地延長(zhǎng)了尾礦庫(kù)的服務(wù)年限。總之，開展尾礦回收工作，提高礦產(chǎn)資源的綜合利用，既創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，又獲得了良好的社會(huì)效益。

[1] 江西省地質(zhì)局九〇一大隊(duì).江西省永新縣烏石山礦區(qū)鐵礦地質(zhì)勘探總結(jié)報(bào)告[Z].贛儲(chǔ)決字第6號(hào)文，1978.

[2] 羅明生，張莉.烏石山鐵礦生產(chǎn)工藝技術(shù)及產(chǎn)品簡(jiǎn)述[J].江西冶金，1997（5）：30-30．

[3] 熊大和，楊慶林，湯桂生，等.提高姑山赤鐵礦生產(chǎn)指標(biāo)的工業(yè)試驗(yàn)研究[J].金屬礦山，2000（12）：31-33．

（編輯：苗運(yùn)平）

Research and Practice of Tailing Utilization in Wushishan Iron Ore

Zhang Zuxue
（Jiangxi Wushishan Iron Mine,Ji'an Jiangxi 343411）

Simple processing methods such as selected by hand and jigging are adopted for ore processing production in order to restore geological grade.The tailing with a high iron grade has high utilization value.Through elutriation and strong magnetic separation process,tailing can obtain powder ore products with more than 46%w(TFe).At the same time,through crushing process of the tailing selected by hand and jigging,28%w(TFe)can be obtained as raw material for cement production,which improves the utilization rate of resources,creates new value,and reduces waste emissions and protects the environment.

iron tailings,technology research,recycling of iron resources

TD926.4

A

1672-1152（2017）01-0028-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.01.13

2016-11-12

張祖學(xué)（1966—），男，江西吉安人，選礦工程師，從事選礦生產(chǎn)技術(shù)管理工作。