CN101513625A - 铁矿尾矿整体利用和处置工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁矿尾矿整体利用和处置工艺，它采用以下工艺、步骤：(1)将SiO2≥40％的铁矿尾矿采用分级工艺分离出粗粒尾矿，所述粗粒尾矿中－0.16mm粒级含量≤10％；(2)将分级工艺分离出的细粒尾矿采用磁选方法回收铁矿物得粗精矿、细粒新尾矿；(3)对细粒尾矿或细粒新尾矿采用浓缩机、过滤机进行脱水处理，得细粒干尾矿，所述细粒干尾矿中水份含量≤20％；(4)细粒干尾矿排向干尾矿堆场或作为工业原料使用。本发明具有可综合回收有价组分、大用量利用尾矿并实现无尾矿排放尾矿库的优点，可广泛用于磁铁矿石、赤铁矿石选矿尾矿的综合利用和安全处置。
Description
技术领域
本发明涉及一种尾矿利用和处置技术，尤其是涉及一种铁矿尾矿整体利用和处置工艺，可广泛用于磁铁矿石、赤铁矿石选矿尾矿的综合利用和安全处置，特别适用于脉石矿物主要为石英的磁铁矿石、赤铁矿石选矿尾矿的整体利用和安全处置。
背景技术
尾矿，就是选矿厂在特定经济技术条件下，将矿石磨细、选取“有用组分”后所排放的废弃物，也就是矿石经选别出精矿后剩余的固体废料。一般是由选矿厂排放的尾矿矿浆经自然脱水后所形成的固体矿业废料，是固体工业废料的主要组成部分，其中含有一定数量的有用金属和矿物，可视为一种“复合”的硅酸盐、碳酸盐等矿物材料，并具有粒度细、数量大、对环境污染和危害的特点，但同时又是一种潜在的二次资源。通常尾矿作为固体废料抛置于矿山附近筑有堤坝的尾矿库中，有的直接排入河沟，因此，尾矿是矿业开发、特别是金属矿业开发造成环境污染的重要来源；同时，因受选矿技术水平、生产设备的制约，也是矿业开发造成资源损失的常见途径。换言之，尾矿具有二次资源与环境污染双重特性。
我国大多数矿山资源的品位较低，在选矿流程中排出大量的尾矿，随着矿产资源利用程度的提高，矿石的可开采品位相应降低，尾矿排出量也在增加。世界各国每年排出的尾矿量约50亿t，而我国仅2000年尾矿排放量就达6亿t左右。目前，我国金属矿山堆存的尾矿达到80亿吨以上，而且以每年产出8-10亿吨尾矿的速度增加，其中：铁矿山年排尾矿6-7亿吨。
目前我国的尾矿综合利用率仅为7-9％，大量的尾矿只能堆放在尾矿库或一些自然场地中，如此之多的尾矿不可避免地带来一系列的问题。其表现在：侵占土地、植被破坏、土地退化、沙漠化以及粉尘污染、水体污染、资源浪费、尾矿库溃坝等等。因此，尾矿资源综合利用和安全处置，意义重大，
但是，尾矿资源综合利用存在着以下难点：
(1)尾矿产生量大，全国每年产出8-10亿吨尾矿的速度增加，其中铁矿山6亿余吨。缺乏高效环保、经济适用、大用量、能够将全部尾矿吃干榨尽的技术。
(2)类型多、成份复杂，不同矿山的尾矿性质也千差万别，综合利用的方式不同。
(3)尾矿粒度细，有价元素含量相对较低，脱水、过滤难度大，回收和综合利用难度大、成本高。
(4)尾矿建材产品容重大、附加值低，产品销售的辐射范围有限(≤50km)，人们的思想观念难以接受尾矿建材产品。
(5)尾矿处理与处置的投入大，但经济效益一般较小，主要体现在环境效益和社会效益上。
这些现象都为矿山固体废物减排和综合利用带来了一定的困难。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述问题，而提供一种可综合回收有价组分、大用量利用尾矿并实现无尾矿排放尾矿库的铁矿尾矿整体利用和处置工艺。
为实现本发明目的，本发明铁矿尾矿整体利用和处置工艺采用以下工艺、步骤：
(1)将含SiO2≥40％的铁矿尾矿采用分级工艺分离出粗粒尾矿，所述粗粒尾矿中-0.16mm粒级含量≤10％；
所述分级工艺采用的设备可以是螺旋分级机、水力旋流器、细筛，最佳为水力旋流器和细筛的顺序组合。
(2)将分级工艺分离出的细粒尾矿采用磁选方法回收铁矿物得粗精矿、细粒新尾矿；
如果分离出粗粒尾矿后的细粒尾矿中铁含量低、回收价值不大，或者选矿难度大，也可以直接进行下一步工艺。
(3)对细粒尾矿或细粒新尾矿采用浓缩机、过滤机进行脱水处理，得细粒干尾矿，所述细粒干尾矿中水份含量≤20％；
(4)细粒干尾矿排向干尾矿堆场或作为工业原料使用。
如果细粒干尾矿中TFe含量≥15％的还可以作为水泥厂的原料使用，TFe含量小于15％的可以作为砖厂的配料使用，也可作为其它非金属材料使用。
本发明铁矿尾矿整体利用和处置工艺采用以上工艺方案处理后，具有以下优点：
(1)可以获得占尾矿总产率30％-50％的粗粒尾矿，粗粒尾矿作为建筑用黄砂代用品出售，既减少了后续尾矿处理工艺的尾矿量和处理费用，又实现了尾矿资源的大总量综合利用，减排效果显著，且产生了较好的经济效益。
(2)由于粗粒尾矿中铁含量较低，且绝大多数未单体解离，采用先分离出粗粒尾矿、再回收铁矿物的工艺，充分考虑了粗粒尾矿中铁含量低的因素，既经济、又合理。
(3)先分离出粗粒尾矿，也有利于后续的过滤作业，因为粗粒尾矿容易沉淀，不利于过滤作业的正常运行。
(4)对细粒尾矿或细粒新尾矿采用浓缩机、过滤机进行脱水处理，得细粒干尾矿，干尾矿可以作为水泥厂的原料或砖厂的配料，也可以直接排向干尾矿堆场，如矿山排土场。由于不用排向尾矿库，既减少了建尾矿库征地、运行管理的费用，又消除了尾矿库的安全隐患。
附图说明
图1是本发明铁矿尾矿整体利用和处置工艺的一种流程图，未进行铁矿物再选。
图2是本发明铁矿尾矿整体利用和处置工艺的另一种流程图，进行了铁矿物再选。
具体实施方式
为进一步描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明铁矿尾矿整体利用和处置工艺作进一步说明。
图1流程中处理的尾矿为马钢集团姑山矿业有限责任公司选矿厂尾矿。试样粒度组成筛分、水析结果见表1，试样多元素分析结果见表2。
试样粒度组成 表1
| 粒级(毫米) | 产率(％) | 累计(％) |
| +0.5 | 19.3 | 19.3 |
| -0.5～+0.2 | 12.8 | 32.1 |
| -0.2～+0.16 | 5.3 | 37.4 |
| -0.16～+0.10 | 2.7 | 40.1 |
| -0.10～+0.076 | 4.9 | 45.0 |
| -0.076～+0.037 | 14.6 | 59.6 |
| -0.037～+0.019 | 8.9 | 68.5 |
| -0.019～+0.010 | 7.1 | 75.6 |
| -0.010～+0.005 | 9.4 | 85.0 |
| -0.005 | 15.0 | 100.00 |
| 合计 | 100.00 |
由尾矿粒度组成可见，试样中+0.16毫米占37.4％，可以分出部分粗砂代替黄砂外销。
试样多元素分析结果(％) 表2
| 元素 | TFe | FeO | S | P | CaO | MgO | Al2O3 | SiO2 | 烧损量 |
| 含量(％) | 21.60 | 0.41 | 0.037 | 0.78 | 2.10 | 微量 | 5.55 | 46.62 | 5.08 |
由尾矿多元素分析结果表明：它的主要成份是二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝，与传统的建材、陶瓷原料性质非常接近。
结合图1所示的本发明铁矿尾矿整体利用和处置工艺的流程图看出，采用砂泵将尾矿给入水力旋流器、细筛进行组合分级，得粗粒尾矿砂，通过调节水力旋流器、细筛参数，控制粗粒尾砂中-0.16mm粒级含量≤10％；水力旋流器的溢流、细筛的筛下部分，给入浓缩机进行浓缩，控制浓缩机的底流浓度≥50％；将浓缩机的底流给入过滤机进行进一步脱水，得细粒干尾矿，细粒干尾矿部分排向排土场堆存，一部分运到水泥厂作为水泥厂的铁质校正剂使用。
在本实施例中，已经分出粗粒尾矿的水力旋流器的溢流、细筛的筛下部分中(即细粒尾矿)，尽管铁含量较高，达22％以上，但铁矿矿物的嵌布粒度极细，且是难选的弱磁性铁矿物，没有进行铁矿物再选回收。
生产出的粗粒尾砂粒度筛析结果见表3
生产的粗粒尾砂粒度筛析结果 表3
| 粒级(毫米) | 筛上产率(％) | 累计(％) |
| 5.0 | 0 | |
| 2.5 | 0.04 | 0.04 |
| 1.25 | 14.36 | 14.40 |
| 0.63 | 33.74 | 48.14 |
| 0.315 | 33.66 | 81.80 |
| 0.160 | 10.50 | 92.30 |
| -0.160 | 7.70 | 100.00 |
| 累计 | 100.00 |
粗粒尾砂与黄砂的物理性能比较见表4。
尾砂与黄砂的物理性能比较 表4
| 砂料 | 密度(g/cm3) | 松散密度(g/cm3) | 空隙率(％) | 细度模数 |
| 黄砂 | 2.65 | 1.44 | 46 | 1.9 |
| 尾砂 | 2.89～3.01 | 1.51～1.53 | 47～50 | 2.0～2.40 |
生产出的粗粒尾砂质均、洁净、不含云母、硫酸盐、硫化物、有机物、粘土淤泥等有害杂质，实验检测表明用尾砂配制的砂浆其抗折、抗压强度均高于普通黄砂，其易和性、保水性和普通黄砂接近，完全可以代替建筑用黄砂出售。
图2给出了本发明铁矿尾矿整体利用和处置工艺的另一种流程图，进行了铁矿物再选。如果尾矿中含有磁性铁矿物，采用弱磁选工艺进行选别；如果尾矿中含有弱磁性铁矿物，则采用强磁选或强磁选、反浮选联合工艺。粗精矿再磨、再选得最终铁精矿。
本发明所述的浓度皆为重量浓度。
Claims (4)
1.一种铁矿尾矿整体利用和处置工艺，其特征在于采用以下工艺、步骤：
(1)将含SiO2≥40％的铁矿尾矿采用分级工艺分离出粗粒尾矿，所述粗粒尾矿中-0.16mm粒级含量≤10％；
(2)将分级工艺分离出的细粒尾矿采用磁选方法回收铁矿物得粗精矿、细粒新尾矿；
(3)对细粒新尾矿采用浓缩机、过滤机进行脱水处理，得细粒干尾矿，所述细粒干尾矿中水份含量≤20％；
(4)细粒干尾矿排向干尾矿堆场或作为工业原料使用。
2.如权利要求1所述的铁矿尾矿整体利用和处置工艺，其特征在于：所述分级工艺采用水力旋流器和细筛的顺序组合。
3.一种铁矿尾矿整体利用和处置工艺，其特征在于采用以下工艺、步骤：
(1)将含SiO2≥40％的铁矿尾矿采用分级工艺分离出粗粒尾矿，所述粗粒尾矿中-0.16mm粒级含量≤10％；
(2)将分级工艺分离出的细粒尾矿采用浓缩机、过滤机进行脱水处理，得细粒干尾矿，所述细粒干尾矿中水份含量≤20％；
(3)细粒干尾矿排向干尾矿堆场或作为工业原料使用。
4.如权利要求3所述的铁矿尾矿整体利用和处置工艺，其特征在于：所述分级工艺采用水力旋流器和细筛的顺序组合。
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Assignee: Ma'anshan Zhongtian New Building Material Co., Ltd. Assignor: Sinosteel Maanshan Institute of Mining Research Co., Ltd. Contract record no.: 2012340000193 Denomination of invention: Overall utilization and treating process of iron ore mine Granted publication date: 20110518 License type: Exclusive License Open date: 20090826 Record date: 20120621 |
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