某多元磁鐵礦排土場(chǎng)全資源綜合利用方案研究

陳克峰 王少?gòu)?/p>

（1.安徽馬鋼礦業(yè)資源集團(tuán)有限公司；2.安徽馬鋼礦業(yè)資源集團(tuán)桃沖礦業(yè)有限公司）

在開(kāi)采磁鐵礦石的過(guò)程中，不可避免地對(duì)廢石進(jìn)行排棄，填充采礦法的地下礦山可以對(duì)廢石進(jìn)行地下充填，非填充采礦法的地下礦山和露天礦山均需要將廢石倒運(yùn)至排土場(chǎng)進(jìn)行堆置存放。這些堆置的廢石通常為①含有少量貧化率較高的礦石或品位偏低、工業(yè)經(jīng)濟(jì)性差的礦石；②應(yīng)用價(jià)值不高的其他巖石。本研究形成了一種排土場(chǎng)全資源綜合利用方案，建設(shè)排土場(chǎng)存量廢石全資源化利用生產(chǎn)基地，將歷年堆棄的殘存礦石、低品位礦石回收利用，固廢深加工，生產(chǎn)加工建筑用各類砂石材料，變廢為寶，同時(shí)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)[1-5]。

1 某多元磁鐵礦排土場(chǎng)資源情況

1.1 物料來(lái)源

某多元磁鐵礦排土場(chǎng)東西長(zhǎng)約2.2 km，南北寬約1.0 km，占地面積約2.2 km2，固廢排棄物主要來(lái)自A、B、C、D、E5個(gè)露天采場(chǎng)，堆存固廢總量約2.72億t。各采場(chǎng)物料占比及堆存情況見(jiàn)表1。

1.2 物料性質(zhì)

通過(guò)對(duì)排土場(chǎng)物料的大致分析，排土場(chǎng)內(nèi)主要有地表土、夾石以及礦體頂?shù)装鍑鷰r。其中，地表土中包含腐植土、耕植土、砂質(zhì)黏土以及風(fēng)化層等；夾石主要為凹山采場(chǎng)含鐵10%～14%的低品位圍巖以及含鐵品位18.90%～25.99%、平均鐵品位20.58%的低品位鐵礦石，鐵礦石平均含硫1.131%；頂?shù)装鍑鷰r主要為安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r、角礫巖、閃長(zhǎng)玢巖等。各采場(chǎng)物料成分見(jiàn)表2。

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排土場(chǎng)內(nèi)圍巖的主要成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO，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SiO2含量均在50%左右，樣品中含有微量有毒有害的重金屬元素和放射性元素，但未超標(biāo)，不屬于危險(xiǎn)廢棄物，從成分上可以作為建筑原材料進(jìn)行利用。排土場(chǎng)內(nèi)圍巖成分分析結(jié)果見(jiàn)表3。

排土場(chǎng)內(nèi)夾石的主要有用組分為鐵，伴生的有益組分主要為V2O5，伴生的有害組分主要為硫、磷。有害組分均賦存于夾石中，該部分物料量為2 486.4萬(wàn)t，因此排土場(chǎng)內(nèi)有害組分硫平均品位0.104%，磷平均品位0.082%，V2O5平均品位0.022%。通過(guò)取樣分析，對(duì)其應(yīng)用性能指標(biāo)檢驗(yàn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足《建設(shè)用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）Ⅱ類所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)要求。

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2 加工工藝流程

（1）采用三段一閉路破碎、水洗制砂和壓濾脫水組合工藝。三段一閉路破碎產(chǎn)品粒度為-28 mm，破碎產(chǎn)品經(jīng)立軸整形、篩分得到28～16 mm、16～10 mm、10～5 mm和5～0 mm 4種產(chǎn)品。其中，28～16 mm、16～10 mm、10～5 mm 3種產(chǎn)品經(jīng)干式磁選回收磁性礦，磁選尾礦分別作為骨料1（28～16 mm）、骨料2（16～10 mm）、骨料3（10～5 mm）。5～0 mm產(chǎn)品經(jīng)濕式弱磁選回收細(xì)顆粒磁性礦，磁選尾礦進(jìn)行洗砂得到水洗砂（5～0.075 mm），水洗砂過(guò)程中產(chǎn)生的溢流經(jīng)濃縮、壓濾得到生態(tài)修復(fù)回填料尾泥。排土場(chǎng)物料破碎加工工藝見(jiàn)圖1。

（2）各產(chǎn)品產(chǎn)率見(jiàn)表4。

3 工藝流程特點(diǎn)

（1）采用三段一閉路破碎、水洗制砂和壓濾脫水組合工藝，使得排土場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)全資源利用。

（2）生產(chǎn)部分修復(fù)回填料，可低成本將排土場(chǎng)占用的土地資源進(jìn)行生態(tài)修復(fù)治理。

（3）全流程濕式作業(yè)粉塵污染小，產(chǎn)品含泥量低，質(zhì)量較好。

（4）采用壓濾脫水，環(huán)水可循環(huán)利用，生產(chǎn)過(guò)程只需少量補(bǔ)加新水。

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4 結(jié) 語(yǔ)

（1）針對(duì)某多元磁鐵礦排土場(chǎng)形成全資源利用生產(chǎn)線的同時(shí)，對(duì)被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)，不但可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，而且改善了當(dāng)?shù)丨h(huán)境狀況，環(huán)境效益及社會(huì)效益顯著。

（2）相較于一般的低貧礦資源，該多元磁鐵礦排土場(chǎng)形成時(shí)間久，資源分布不均勻，地質(zhì)條件也比較復(fù)雜，該研究實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜低貧鐵礦資源的全資源利用。

（3）該研究方案的不足之處在于骨料及水洗砂價(jià)格波動(dòng)大、運(yùn)輸費(fèi)用高、經(jīng)濟(jì)效益不顯著，具有一定的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。