鐵礦尾礦加工建筑石料工藝實(shí)踐

陳學(xué)云，王 偉，王 雁，李 祎，苑光國

（山東乾舜礦冶科技股份有限公司，山東 濟(jì)南250014）

1 前 言

山東蒼嶧鐵礦為一大型沉積變質(zhì)型磁鐵礦床，其圍巖多為黑云變粒巖及黑云角閃片巖，原生巖石堅(jiān)硬，普氏硬度系數(shù)f=12～15，具有力學(xué)性能穩(wěn)定、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，可以應(yīng)用在砂石骨料、回收鐵礦石及其他工程方向。蒼嶧鐵礦的某礦山為實(shí)現(xiàn)廢石的綜合利用，經(jīng)過一系列調(diào)研，確定新建1 座處理量2 020 t/h的骨料生產(chǎn)線。采用破碎—篩分—整形—分選工藝，生產(chǎn)建筑用粗骨料和機(jī)制砂，具有工藝流程簡單緊湊、骨料產(chǎn)品粒型好、壓碎值低、針片狀含量低等特點(diǎn)。礦山廢石利用率達(dá)85%，資源利用率得到大幅度提高，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著。

2 原料性質(zhì)

廢石化學(xué)成分見表1。由表1 可以看出，廢石主要成分都是SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO，與傳統(tǒng)的建筑材料，如水泥、玻璃、陶瓷、建筑用砂等建筑材料的原料性質(zhì)非常接近，樣品中不含有毒有害的重金屬元素和放射性元素，并不屬于危險(xiǎn)廢棄物，從成分上看完全可以做為建筑原材料進(jìn)行利用。

表1 廢石化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） %

該項(xiàng)目綜合利用廢石經(jīng)巖相觀察為角閃片巖，主要礦物成分為角閃石、斜長石、石英、綠簾石等。其中角閃石多定向分布，含量最高達(dá)70%，斜長石和石英聚集呈條紋狀、透鏡狀集合體。樣品中沒有發(fā)現(xiàn)具有潛在堿活性的礦物存在，不需要考慮堿骨料反應(yīng)，樣品中的這些成分都是比較穩(wěn)定的礦物，基本不具備堿活性，溶解度低，是一種偏酸性集料，可以安全地用作各種建筑材料的原材料，依據(jù)GB/T 14685—2011《建設(shè)用卵石、碎石》，該樣品可用于水泥混凝土結(jié)構(gòu)工程中。

廢石應(yīng)用性能指標(biāo)見表2。由表2 可以看出，該碎石樣品質(zhì)量均滿足GB/T 14685—2011《建設(shè)用卵石、碎石》Ⅱ類所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)要求。

表2 廢石應(yīng)用性能指標(biāo)

3 產(chǎn)品方案

1）粗骨料：根據(jù)GB/T 14685—2011《建設(shè)用卵石、碎石》中骨料的級(jí)配要求，廢石經(jīng)破碎→篩分→整形→分選后產(chǎn)生粗骨料5～10 mm、10～20 mm、20～31.5 mm。

2）機(jī)制砂：利用粗骨料生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生的-5 mm物料，采用篩分→洗砂→磁選回收后，產(chǎn)生0.3～4 mm細(xì)砂及4～5 mm粗砂。

4 工藝流程

4.1 建筑用粗骨料

從原料性質(zhì)看：本物料普式硬度系數(shù)為10～12，屬于難碎物料。角閃巖是中性淺成巖，SiO2含量一般為52%～66%。物料中SiO2含量較高，不適于用錘式破碎機(jī)進(jìn)行破碎。本項(xiàng)目中-0.3 mm以下的物料定為細(xì)泥，其不具備商業(yè)價(jià)值。采用圓錐破碎機(jī)時(shí)其細(xì)泥的產(chǎn)量只有10%，采用錘式破碎機(jī)其細(xì)泥的產(chǎn)量＞20%。

無論從礦石性質(zhì)還是從經(jīng)濟(jì)角度分析，結(jié)合同類型項(xiàng)目的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，本物料選用圓錐破碎機(jī)進(jìn)行破碎，反擊式破碎機(jī)整形。根據(jù)物料來源的不同，采用不同的破碎流程。

4.1.1 鐵礦基建及剝巖廢石

采用三段一閉路破碎，物料經(jīng)過顎式破碎機(jī)粗碎后進(jìn)入圓錐破碎機(jī)經(jīng)行二段破碎，二段破碎產(chǎn)品進(jìn)入反擊式破碎機(jī)進(jìn)一步進(jìn)行破碎、塑形，反擊式破碎機(jī)與振動(dòng)篩組成閉路。破碎篩分產(chǎn)生的細(xì)粒級(jí)物料給入制砂系統(tǒng)進(jìn)行制砂，如圖1所示。

圖1 三段一閉路破碎流程

4.1.2 選廠干選廢石

選廠干選廢石一般產(chǎn)自二段破碎篩下產(chǎn)品，粒度-90 mm。采用預(yù)先篩分兩段一閉路破碎。物料經(jīng)過重型篩預(yù)先篩分，150 mm 以下物料給入到反擊破碎機(jī)緩沖倉，反擊破碎機(jī)合格產(chǎn)品，通過皮帶輸送至三層圓振篩，合格產(chǎn)品通過皮帶輸送至成品倉，篩上物料給入到圓錐破碎機(jī)進(jìn)行三段破碎。三段破碎作業(yè)與圓振篩組成閉路。破碎篩分產(chǎn)生的細(xì)粒級(jí)物料給入制砂系統(tǒng)進(jìn)行制砂，如圖2所示。

4.2 制 砂

兩種制砂原料進(jìn)入制砂緩沖倉。制砂采用篩分、洗砂、脫水流程。制砂系統(tǒng)采用篩分、磁選、洗砂、脫水流程，如圖3所示。

圖2 預(yù)先篩分兩段一閉路破碎流程

圖3 制砂流程

4.3 技術(shù)指標(biāo)

主要技術(shù)指標(biāo)見表3。

表3 主要技術(shù)指標(biāo)

5 結(jié) 語

項(xiàng)目于2017 年建成投產(chǎn)，流程設(shè)計(jì)符合礦石性質(zhì)，能產(chǎn)出合格的建筑骨料及機(jī)制砂；通過破碎可以回收廢石和砂子里面的磁性礦物，提高了鐵的回收率；針對(duì)目前礦產(chǎn)資源日益枯竭的現(xiàn)狀，積極探索礦產(chǎn)資源綜合利用新途徑，是建設(shè)綠色礦山、生態(tài)礦業(yè)，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約、綜合利用的新思路。