王寶春 劉風(fēng)亮 王娟娟 丁長田 王國強(qiáng) 賀廣超

(山東華特磁電科技股份有限公司 山東 臨朐 262600)

前言

目前尾礦已成為制約我國礦山健康持續(xù)發(fā)展，危及礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境的重要因素。黃金尾礦綜合利用主要有3種方式：一是尾礦再選。因前期的工藝技術(shù)落后，在尾礦中含有部分金、銀等有價值的元素，通過利用尾礦再選技術(shù)提高資源回收率。二是制作建筑材料。在黃金尾礦中有大量的非金屬原料，通過合理的工藝流程去除雜質(zhì)，可作為建筑陶瓷原材料。三是用作井下充填料。因地下采礦造成采空區(qū)，將黃金尾礦與其他填料混合后進(jìn)行回填，避免造成塌陷。目前礦山企業(yè)正向數(shù)字化、綠色化的可持續(xù)的方向發(fā)展，如何在生產(chǎn)過程中解決尾礦綜合利用的各種技術(shù)問題，需要新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備的支持。大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、提高資源利用率，黃金尾礦處理和綜合利用是解決我國當(dāng)前資源、環(huán)境對經(jīng)濟(jì)發(fā)展制約的必由之路。

煙臺某黃金尾礦企業(yè)，通過合理的選礦工藝，已完成利用黃金尾礦做建筑陶瓷長石原料的大規(guī)模生產(chǎn)，并推向建筑陶瓷工業(yè)市場。通過此方式該廠消耗大量的尾礦，節(jié)約了大量土地和寶貴資源，這樣既減少了尾礦的排放，土地的占用和環(huán)保等費用，又為礦山帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和巨大的社會效益，同時為建筑陶瓷行業(yè)找到了一種廉價的優(yōu)質(zhì)原料。

1 黃金尾礦的礦物組成成分及磨礦分析

1.1 黃金尾礦中的主要礦物組成成分

黃金尾礦中的主要礦物組成為長石、石英、云母，以及少量的硫化物、磁鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦等，而含鐵的氧化物為主要的有害成分，要作為陶瓷原料，需要將含鐵的氧化物去除掉。該黃金尾礦的多元素成分分析見表1。

表1 黃金尾礦的多元素成分分析(質(zhì)量%)

由表1可知，該尾礦的化學(xué)成分主要是SiO2、Al2O3、K2O、Na2O等，礦石中K2O+Na2O=9.2%，含量較低，鐵含量為1.73%，含量較高，因此需要通過選礦工藝流程，降低鐵含量，同時降低硅含量。

1.2 黃金尾礦磨礦情況分析

因磨礦成本高，根據(jù)工藝要求及半工業(yè)試驗驗證，保證16目全通即可。一方面保證有用礦物與含雜質(zhì)的脈石充分解離，減少過磨現(xiàn)象，降低選礦成本；另一方面，過度磨礦后產(chǎn)生的礦泥，會對后續(xù)的浮選作業(yè)產(chǎn)生巨大的影響，如惡化浮選效果，增加浮選藥劑的用量。

2 生產(chǎn)工藝流程

黃金尾礦去除鐵雜質(zhì)的工藝流程為：先通過筒式磁選機(jī)，除去磁性鐵雜質(zhì)，再通過強(qiáng)磁選，除去弱磁性雜質(zhì)，工藝流程簡圖如圖1所示。

圖1 工藝流程簡圖

3 強(qiáng)磁選過程詳解

強(qiáng)磁選過程包括：一段立環(huán)高梯度磁選機(jī)、二段立環(huán)高梯度磁選機(jī)、電磁漿料高梯度磁選機(jī)除鐵。該工藝流程選配的立環(huán)磁選機(jī)為2 m型號，背景磁場為1.3 T，精礦產(chǎn)量約為23 t/h，立環(huán)強(qiáng)磁選后的精礦作為漿料磁選機(jī)的原礦。漿料磁選機(jī)型號為HTDZ-1250FS型，背景磁場為1.0 T。二段立環(huán)強(qiáng)磁選后的精礦指標(biāo)含鐵量為0.47%，白度為46.1，二段立環(huán)強(qiáng)磁的精礦的粒度分析如表2所示。

表2 二段立環(huán)強(qiáng)磁的精礦的粒度分析

3.1 漿料磁選機(jī)工作過程簡述

該設(shè)備運行時勵磁線圈通電，在分選腔內(nèi)產(chǎn)生磁場，然后在分選腔中裝入特殊材料的導(dǎo)磁介質(zhì)(鋼毛、鋼板網(wǎng)、波紋片等)，通過磁場感應(yīng)，使分選介質(zhì)表面產(chǎn)生高梯度磁場，當(dāng)物料流經(jīng)分選區(qū)中的導(dǎo)磁介質(zhì)時，鐵磁性雜質(zhì)會被有效地吸除，物料通過出料管排出(精礦)。進(jìn)料一段時間后停止勵磁，然后通過程序自動控制各閥門的開關(guān)，將存在分選腔內(nèi)部的物料用水頂出(水頂?shù)V)，然后用高壓水將磁介質(zhì)內(nèi)的鐵磁性雜質(zhì)(尾礦)沖走，整個過程由程序自動控制，周期循環(huán)。

3.2 黃金尾礦的半工業(yè)實驗方案

表3 介質(zhì)搭配方案

根據(jù)二段立環(huán)高梯度磁選機(jī)精礦產(chǎn)品的產(chǎn)量、白度、含鐵量及粒度需要對漿料磁選機(jī)的介質(zhì)進(jìn)行合理搭配，達(dá)到最優(yōu)選礦效果。根據(jù)前期調(diào)試的需要，對該物料進(jìn)行半工業(yè)試驗，實驗設(shè)備為HTDZ-520型漿料磁選機(jī)，同時需要分析不同介質(zhì)搭配對黃金尾礦分選效果，該實驗設(shè)備搭配的介質(zhì)方案如表3所示。

黃金尾礦具有粒度粗、沉積時間短、通過性差的特點，因此在進(jìn)料時間、介質(zhì)搭配需要做詳細(xì)試驗，避免物料沉積、管道阻塞、分選效果差的情況出現(xiàn)，同時保證足夠的進(jìn)礦壓力。粗物料進(jìn)礦方式分為兩種：一種為上部給料管進(jìn)料，另外一種為下部給料管進(jìn)料，具體采用哪種進(jìn)料方式需要通過實驗進(jìn)行驗證。

3.2.1 半工業(yè)實驗1

半工業(yè)實驗1具體試驗條件及結(jié)果如表4所示。

表4 半工業(yè)實驗1試驗條件與結(jié)果

由表5可知，漿料磁選機(jī)磁場為1.0 T時，采用上部給料方式，介質(zhì)網(wǎng)按照1#方案，精礦白度可以提高10.2。

3.2.2 半工業(yè)實驗2

半工業(yè)實驗2具體試驗條件及結(jié)果如表5所示。

表5 半工業(yè)實驗2試驗條件與結(jié)果

由表6可知，漿料磁選機(jī)磁場為1.0 T時，介質(zhì)網(wǎng)按照2#方案，采用下部給料方式，精礦白度可以提高15.4。

4 工業(yè)生產(chǎn)

1)黃金尾礦主要用于建筑陶瓷原料，對含鐵量指標(biāo)要求比較嚴(yán)格，因此通過兩次半工業(yè)實驗的選礦對比，在生產(chǎn)中采用實驗2的介質(zhì)搭配。

2)為保證漿料磁選機(jī)精礦的選礦指標(biāo)，同時避免物料浪費，在生產(chǎn)時將水頂?shù)V再排到漿料磁選機(jī)的原礦池中。

5 結(jié)論

1)黃金尾礦與建筑陶瓷產(chǎn)品所需要的長石原料成分相近，通過弱磁-浮選-強(qiáng)磁選，可以得到含鐵量為0.21%，白度為61.5的長石精礦。

2)黃金尾礦除鐵工藝流程簡單，黃金尾礦產(chǎn)出長石工業(yè)成品已用于建筑陶瓷配料中，通過使用客戶的反饋，生產(chǎn)出的試樣各項性能滿足產(chǎn)品要求。

3)作為強(qiáng)磁選設(shè)備，立環(huán)高梯度磁選機(jī)與漿料高梯度磁選機(jī)在黃金尾礦處理時，相互搭配各有所長。但是在進(jìn)一步提高產(chǎn)品白度，降低含鐵量時，漿料磁選機(jī)具有明顯優(yōu)勢。

4)按照該生產(chǎn)線配置年產(chǎn)長石精礦15萬t，可以為企業(yè)帶來顯著經(jīng)濟(jì)效益，同時減少了尾礦對環(huán)境的污染。