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1、 选矿尾矿铁尾矿的综合利用资源开发环境保护论文123; 123456789摘要：对我国铁矿尾矿综合利用现状进行了简单分析，介绍了几家尾矿中有价金属回收工艺和设备情况，对尾矿的利用以及尾矿库复垦开发情况进行了探讨并提出几点建议。以及开发利用尾矿对于实现钢铁工业可持续发展的重要性。根据铁矿尾矿的化学和物理性质，提出了铁矿尾矿的具体利用方案。选矿尾矿铁尾矿的综合利用摘要：对我国铁矿尾矿综合利用现状进行了简单分析，介绍了几家尾矿中有价金属回收工艺和设备情况，对尾矿的利用以及尾矿库复垦开发情况进行了探讨并提出几点建议。以及开发利用尾矿对于实现钢铁工业可持续发展的重要性。根据铁矿尾矿的化学和物理性质，提出
2、了铁矿尾矿的具体利用方案。关键字：尾矿 铁尾矿 综合利用 1 尾矿综合利用的意义11 降低对进口铁矿石依赖程度。合理利用外汇储备由于经济高速发展，钢铁需求快速增加，国内铁矿石不能满足经济高速的需要，进口铁矿石的数量占到我国成品铁矿石需求总量的一半以上，对进口铁矿石的依存度不断提高，已经成为我国钢铁行业经济安全的一个隐患。从进口矿石价格方面考虑，由于我国在价格谈判中不处于主导地位，每年矿石价格谈判都以价格大幅提高结束，增长幅度见表1。6年问进口铁矿石价格累计增长467倍，国内钢厂采用进口铁矿的冶炼成本大幅上升，钢铁行业成本明显增加，对盈利影响显著。无论从目前价格还是从长远看，都应该立足本国铁矿资
3、源，对国内铁矿资源包括尾矿进行合理开发、充分利用。12 资源化，提高金属和非金属回收利用率我国铁尾矿含铁品位通常在6 13 之间，最高可达20 以上，平均含量为10 ，如果回收利用其中的铁，数量相当可观。众多铁矿选矿厂也进行了再选回收工作，表2为国内几家大型矿业公司及选矿厂铁尾矿再选情况统计J。除了铁以外，有些铁矿尾矿还含有铜、钴、钒、钛、镍、硫等有用元素以及稀土元素，都可以回收利用。例如内蒙古白云鄂博矿，其拥有的稀土储量占世界稀土储量的50以上。该矿目前以回收铁为主，稀土回收每年不足3万t。开采铁矿每年所产生的200万t混合尾矿中，稀土氧化物的含量可达5 6 ，1年排出的尾矿就构成了一个中型
4、的富稀土矿床。从开发利用成本角度看，不需要地勘费用和破碎处理，也不需要或者仅需要进行短流程磨矿处理，尾矿开发利用成本远远低于资源直接开发成本。由于选矿厂的原矿性质不同，尾矿中主要金属元素的含量和存在形式也不同。国内众多的选矿厂和科研单位对不同尾矿中的金属回收做了大量的研究工作，采用重选、弱磁选、强磁选以及浮选或者联合选别等流程来回收有价金属。例如针对太钢峨口铁矿尾矿中的铁主要以碳酸铁形式存在的特点，采用筛分一强磁选一浮选试验工艺流程，可以获得低硅、高碱比的碳酸铁精矿，使选矿厂铁回收率提高15以上，将碳酸铁精矿用作烧结或球团中配矿使用，经济效益和社会效益十分明显 。昆钢集团大红山矿业有限公司根据
5、试验结果，对400万ta选矿厂尾矿实施一次粗选、一次精选的再选回收工艺，并于2007年底一次带矿试车成功，1年新增效益4 800多万元 。13 节约用地，减轻环保压力目前磨选尾矿通常采用进入尾矿库的方式进行堆积和回水，尾矿库不仅占用大量的耕地、林地和山地，修建和维护成本高，而且还存在溃坝危险，严重威胁人民群众的生命财产安全，一旦失事，极易造成特别重大事故。例如2008年9月18日山西省襄汾县新塔矿业有限公司尾矿库发生特别重大溃坝事故，造成重大人员伤亡，在社会上造成了特别恶劣的影响。尾矿资源合理利用，将其中的少量金属矿物提取出来，本身就减少了尾矿的堆积。如果尾矿中的非金属成份可以成为建材等工业用
6、材料的话，整个的尾矿堆积量就会更少，甚至可以实现无尾矿生产。这样不仅增加了企业的效益，也可以在减少占地，减轻环境污染方面具有明显的社会效益。2 铁矿尾矿的现状我国铁矿资源的特点是贫矿多、富矿少，大部分是伴(共)生矿石，一般难于直接用于钢铁生产，通常需要选矿处理。在选矿过程中，排放的尾矿大约占原矿的60以上，从而使得大量铁矿尾矿排入尾矿坝，近几年每年排放的铁矿尾矿达到亿吨以上。由于尾矿综合利用率很低，大量尾矿堆放于尾矿坝中。主要问题体现在：尾矿的排放占用大量土地；尾矿坝的建设、维护消耗大量资金；尾矿堆放时，尾矿中的有害物质发生迁移、转化，对周围环境造成污染，特别是对土壤的污染；铁矿尾矿的大量排放
7、，导致尾矿坝坝体不断增高，库区下游存在重大的安全隐患。3 铁矿尾矿的综合利用方法尾矿的开发利用技术主要包括尾矿用作矿井的填充材料、从尾矿回收金属与非金属矿物、用作替代建筑原料、用于改良土壤等。根据目前我国尾矿的现状，铁矿尾矿的利用途径应该以大宗利用为主，先解决利用量的问题；以精细利用为辅，逐步开发高附加值产品。31 尾矿再选回收铁精矿由于我国铁矿石性质的特点，以及选矿技术、选矿设备等原因，铁矿石选矿回收率在60 80 ，造成尾矿排放量大。另外大多数矿石呈多组分共(伴)生，使得有用资源得不到回收利用。研制新技术、新设备、新工艺，回收有价组分，减少有价组分流失是尾矿综合利用需首先研究、论证的利用方
8、案。32 生产水泥配料生产普通硅酸盐水泥的原料主要有：石类质原料(主要提供氧化钙)、粘土质原料(主要提供氧化硅、氧化铝和少量氧化铁)、铁质校正原料。由于粘土质原料一般氧化铝较高，含氧化铁不足，原料中须补充氧化铁。铁矿尾矿含有铁、二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝，可充当水泥配料，提供有益组分。33 生产建材制品以铁矿尾矿为主，掺加一定量的粗骨料，以水泥、粉煤灰、高炉水淬渣为活性材料，制作免烧砖，如小型空心砌块、铺路砖等。铁矿尾矿用于生产建材制品具有尾矿利用量大、生产技术成熟等特点。34 改良土壤铁尾矿通常含有铁、钙、钾、锌、锰、矾、磷等元素，这些均是植物生长所需的有用元素，采用一定的工艺对尾矿进行加
9、工处理，生产肥料用于农业生产。另外含钙组分较高的尾矿，可用作土壤改良剂。4 铁矿尾矿开发利用实例某选矿厂的铁矿尾矿化学组成见表3，尾矿粒度组成见表3。41 利用铁矿尾矿生产建筑制品产品方向主要是免烧小型空心砌块和道路地砖。原料配比为尾矿40 70 ，水泥10 20 ，同时掺人一定比例的石屑、粗砂、煤渣等骨料改善配料颗粒级配。另外，可以加入一些高炉水淬渣、粉煤灰等活性物料，从而减少水泥的用量，降低生产成本。42 利用尾矿生产建筑用砂利用铁矿尾矿生产人工砂，可用于配制建筑砂浆、商品混凝土。目前，在民用住宅、工业厂房等工程中使用了尾矿人工砂。根据我国国家标准(建筑用砂)GBT14684-2001，已
10、明确人工砂作为一种建筑用砂，并规定了人工砂的技术要求、试验方法、检验规则，为尾矿人工砂的利用提供了技术依据。GBT14684-2001中对人工砂的技术指标，如人工砂的细度模数和有害物质含量有相应的标准要求。根据铁矿尾矿粒度分析，大部分粒度很细，细度模数小，不能直接作为混凝土用砂。通过采用相应方法进行分级处理，可以提高细度模数，达到国家标准规定的粗砂、中砂、细砂的细度模数要求。43 尾矿用作水泥生产辅料根据铁矿尾矿的化学组成，尾矿含有铁、二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝，利用铁矿尾矿，作水泥辅料，代替原水泥配料中的铁矿石粉和粘土。根据其原料石灰石、粘土的化学组成，通过实验确定铁矿尾矿的加入量，以达到
11、水泥配料的要求。下面介绍国内几家铁矿选矿厂采用不同工艺和设备对尾矿中铁进行回收利用的生产实例。51 首钢大石河铁矿大石河铁矿是首钢主要的原料基地之一_4 J，所处理的矿石属鞍山式磁铁石英岩，生产供矿铁品位25 左右，脉石矿物以石英为主，占到45 55 。由于设备长期运转老化以及给矿量不断增加的影响，尾矿品位呈上升趋势。选矿厂采用“内循环方式”对所有磁选段的尾矿进行回收。回收尾矿工程分为两大部分，第一部分是采用北京矿冶研究总院研制的BKW型尾矿再选机对其中的2号和3号浓密机尾矿底流进行再选。BKW 型尾矿再选机是针对磁铁矿选矿厂尾矿特点开发的专用磁选机，具有分选区场强高、高矿液面、大磁包角等特点
12、。槽体型式也不同于常规筒式磁选机，具有大分选室和多尾流通道，适合尾矿低浓度、大体积量的特点。第二部分是采用3台高场强磁选机对其他系列的尾矿进行再选。考察结果表明，尾矿品位降低了173 ，尾矿磁性铁损失率由20 下降到10左右。在入选品位10 的情况下，金属回收率由7575 提高到7900 ，对精矿粉品位的影响只有010 020 。大石河铁矿的尾矿回收工程，为企业赢得了巨大的经济利益，3个月便收回了全部投资，同时也创造了良好的社会效益。按1：315的选矿比计算，20个月回收的精矿粉相当于处理25万t原矿的产量，节约了大量资源。52 承钢黑山铁矿承钢集团是国内第二大钒钛钢铁集团，北方钒钛钢铁生产基
13、地，黑山铁矿是承钢主要原材料基地之一。选矿流程为两段磨矿、两次磁选，两次磁选尾矿合在一起成为综合尾矿。尾矿中含有483的钛磁铁矿 J，选矿厂从1995年开始就把这部分钛磁铁矿作为回收对象进行回收研究。最初采用盘式磁选机，因其回收率较低已经不用。从2001年元月起开始采用BKW一1030型尾矿再选机对尾矿进行再选，再选粗精矿经过高频振动细筛进行筛分，细粒级进入CTB一7518型永磁磁选机，粗粒级进人球磨机细磨后返回高频振动细筛。根据统计，2001年16月尾矿生产直接成本为203万元，按照承钢公司内部价格计算，扣除直接生产成本后半年获经济效益1103万元，经济效益显著。53 昆钢上厂铁矿昆钢上厂铁
14、矿矿石为单一赤铁矿 ，选矿厂的分选系统中仅有破碎和分级设备而无磨矿设备。分选设备为CS一1、CS一2型感应辊磁选机和大粒度、细粒跳汰机，用于回收02 mm以上铁矿物，而粒度小于02 mm铁品位为22 左右的细粒尾矿(为多段粗粒原矿洗矿机和中细粒矿石脱水分级机溢流)未经选别就直接排人到矿区尾矿库中。为了将矿山废弃物加以资源化利用，于1999年开展了尾矿资源回收利用的试验研究，采用赣州有色冶金研究所研制的SLon一1500 mm立环脉动高梯度磁选机，进行回收尾矿的工业试验和生产改造。生产试验结果表明，对品位为2200 左右的给矿，采用SLon一1500 mm一次粗选、一次精选、高梯度磁选流程选别，
15、可获得产率1300 以上，品位5200左右的精矿。不仅充分利用了铁矿资源，创造了较好的经济效益，也解决了尾矿库堆存的近千万吨微细粒尾矿(一02 mm)长期不能回收的难题，延长尾矿库服务年限15年以上。54 梅山铁矿梅山铁矿是中国大型地下铁矿，年采选综合生产能力400万t。选矿工艺是：井下采出原矿经两次破碎、闭路筛分、洗矿分级，分成6520 mm、202 mm、205 mm、050 mm 4个级别，进行磁一重预选抛尾，得到粗精矿、6505 mm干尾矿、050 mm湿式尾矿(简称重选尾矿)。粗精矿经细碎筛分、两段连续磨矿分级、浮选脱硫，得到硫精矿和脱硫铁精矿，脱硫铁精矿经过弱磁一强磁降磷，得到最终产品铁精矿和降磷尾矿。目前，6505 mm干尾矿作为建筑材料销售，重选尾矿和降磷尾矿通过浓缩，混合在一起称为综合尾矿，用隔膜泵输送到尾矿坝堆存，输送浓度25 一30 。随着地质品位的下降和选矿规模的扩大，尾矿量由投产时的1O万t增加到9O万t左右。一期山口村尾矿坝库容240万m ，1998年闭库，二期吉山梁塘尾矿坝1 000万m ，可堆存尾矿l 428万t，已经使用7年多，还可用78年。在南京近郊寻找合适的坝址非常困难，而且征地费用巨大，建设周期长。为了可持续发展，必须开展尾矿综合利用研究。总体思路是：把尾矿看作资源，最大限度
