李 琳,呂憲俊,邱 俊,栗 鵬

(山東科技大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，山東 青島 266510)

隨著礦產(chǎn)資源利用程度的提高，礦石的可開采品位相應(yīng)降低，從而使尾礦量激增。世界各國每年排出的尾礦量約50億t，我國2000年尾礦排放量達(dá)6億t左右[1]。尾礦雖是礦山排出的廢棄物，但同時(shí)又是潛在的二次資源，在當(dāng)今資源日益枯竭的形勢下，對其進(jìn)行有效地開發(fā)，是礦產(chǎn)資源綜合利用的重要組成部分，也是節(jié)約利用礦產(chǎn)資源的一個(gè)重要途徑。目前，我國資源利用率和選礦回收率都遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家，所以尾礦量和流失在尾礦中的有用組分也多，帶來了巨大的損失。因此，在我國對尾礦中的有用成分進(jìn)行回收，就成為一個(gè)很有意義的研究方向。

筆者針對某鉬礦選礦廠的尾礦進(jìn)行了選礦研究，探討了從其中回收鐵礦物的可行性，為該廠尾礦的綜合利用提供了新的思路。

1 試樣制備及研究方法

本研究所用原料為某鉬礦選礦廠尾礦，共取樣100kg，全部經(jīng)干燥、混勻、裝袋后備用。

本文采用化學(xué)分析手段，研究原料的化學(xué)成分和鐵物相組成。磁選試驗(yàn)儀器為實(shí)驗(yàn)室磁選管和鼓形弱磁選機(jī)。

2 尾礦性質(zhì)分析

為了考察尾礦綜合回收的可能性，對尾礦進(jìn)行了多元素分析，分析結(jié)果見表1。

表1 尾礦化學(xué)多元素分析

從表1中可以看出，尾礦中只有鐵品位較高，能夠達(dá)到2.34%，有潛在的回收價(jià)值。為了進(jìn)一步確定回收的可行性以及回收方法，對尾礦進(jìn)行了鐵物相組成分析，分析結(jié)果見表2。

表2 尾礦中鐵物相分析結(jié)果

從鐵物相分析結(jié)果可以看出，鐵礦物賦存狀態(tài)較為復(fù)雜，并且以硅酸鐵等無法回收的鐵為主。在目前的技術(shù)手段下，能夠回收的鐵為磁性鐵和赤褐鐵。但考慮到是從尾礦中回收鐵，因此，回收成本不宜過高，而赤褐鐵中的鐵通常要通過較高生產(chǎn)成本的強(qiáng)磁-浮選工藝才能獲得有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的鐵精礦。與赤褐鐵相比，磁性鐵的回收較為簡單，通過弱磁即能獲得高品位的鐵精礦。綜合考慮，確定將磁性鐵中的鐵作為回收對象。

依據(jù)尾礦的工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，以所取流程尾礦樣為原料開展選礦試驗(yàn)。

3 磁選試驗(yàn)

3.1 尾礦直接磁選試驗(yàn)

尾礦直接磁選試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室磁選管上進(jìn)行，磁場強(qiáng)度條件試驗(yàn)見表3。

表3 尾礦直接磁選試驗(yàn)結(jié)果

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著磁場強(qiáng)度的降低，精礦品位由21.37%提高到43.53%，回收率由14.30%降低至8.04%。說明在較低的磁場強(qiáng)度下，有利于提高精礦品位。但當(dāng)磁場強(qiáng)度由0.15T降低至0.12T時(shí)，精礦品位的提高幅度很小，但回收率卻有明顯的降低。綜合考慮，磁場強(qiáng)度為0.15T時(shí)較為適宜。雖然直接磁選獲得精礦品位高于重選，可以獲得43%左右的鐵精礦，但距離有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的精礦品位還有一段距離，因此，需要進(jìn)一步進(jìn)行精選。

3.2 精礦再磨再選試驗(yàn)

為了獲得更高的精礦品位，對直接磁選后的精礦(粗精礦)進(jìn)行再磨，通過提高解離度來改善分選效果。

由于粗精礦產(chǎn)率很低，通過磁選管得到的精礦量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足精礦再磨再選的要求，因此，采用XCRS-φ400×400電磁濕法多用鼓形弱磁選機(jī)進(jìn)行粗選試驗(yàn)。粗選試驗(yàn)在磁選管試驗(yàn)的基礎(chǔ)上開展，控制磁場強(qiáng)度為0.15T。試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 尾礦粗選試驗(yàn)結(jié)果

粗精礦不同磨礦細(xì)度下的磁選試驗(yàn)，仍然采用磁選管進(jìn)行，不同細(xì)度下的磁選試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 粗精礦再磨磁選試驗(yàn)結(jié)果

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，增加磨礦細(xì)度，可以明顯提高精礦品位，但回收率也會隨之降低。在磨礦細(xì)度由86.97%提高到96.13%的情況下，精礦品位由55%左右提高到63%左右，回收率由96%左右降低至92%左右。但隨著磨礦細(xì)度的進(jìn)一步提高，精礦品位和回收率基本不再發(fā)生變化，此時(shí)，增加磨礦細(xì)度已經(jīng)不能改善分選效果，只會造成分選成本的增加。從試驗(yàn)結(jié)果還可以看出，在每個(gè)磨礦細(xì)度下，不同磁場強(qiáng)度的分選結(jié)果變化不大，這可能是由于粒度組成較細(xì)，造成了分選時(shí)不同磁場強(qiáng)度選擇性的下降，說明在較細(xì)的磨礦細(xì)度下，在弱磁范圍內(nèi)，磁場強(qiáng)度對分選的影響不大。綜合考慮，適宜的磨礦細(xì)度和磁場強(qiáng)度分別為96.13%和0.15T。

4 推薦選礦流程

在選礦試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，推薦采用一粗一精-粗精再磨開路流程，對尾礦中的鐵礦物進(jìn)行回收。尾礦經(jīng)一段粗選，獲得精礦品位43.43%、回收率11.48%的粗精礦；粗精礦再磨至-200目96.13%，經(jīng)過精選可最終獲得產(chǎn)率0.38%、品位63.93%、回收率10.29%的鐵精礦。推薦的選礦流程及分選指標(biāo)見圖1。

圖1 尾礦再選推薦流程

5 小結(jié)

通過一粗一精-粗精再磨開路流程，對尾礦中的鐵礦物進(jìn)行回收，可以獲得產(chǎn)率0.38%、品位63.93%、回收率10.29%的鐵精礦。

[1] 聶永豐.三廢處理工程技術(shù)手冊：固體廢物卷[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1996.