王保寶,李玉文

（中條山集團陶瓷科技有限公司，運城 043700）

1 前言

銅尾礦是在銅選礦過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣。作為我國重要的銅生產(chǎn)基地之一、華北地區(qū)最大的銅聯(lián)合企業(yè)，山西中條山集團光是銅礦峪礦年產(chǎn)銅尾礦就達900萬噸。中條山集團于2013 年開始聯(lián)合國內(nèi)知名科研機構(gòu)、專業(yè)院校進行了銅尾礦制陶項目研究，項目經(jīng)小試、中試，建成了一條日產(chǎn)2.6 萬平米全拋釉地磚、一條日產(chǎn)3.5 萬平米內(nèi)墻磚生產(chǎn)線，實現(xiàn)了銅尾礦綜合利用制備建筑陶瓷產(chǎn)業(yè)化。

充分利用銅尾礦特性，通過配方調(diào)試、調(diào)整燒成曲線等一系列生產(chǎn)試驗，逐步提高了銅尾礦在生產(chǎn)中的利用率（銅尾礦占比達到30%左右），但因銅尾礦特性導致生產(chǎn)的產(chǎn)品白度較差，產(chǎn)品檔次定位不高，附加值低，創(chuàng)立自有產(chǎn)品品牌、打造企業(yè)形象困難，同時導致?lián)搅繜o法進一步提高。所以，目前亟需通過對尾礦進行預加工來提升產(chǎn)品檔次，增加尾礦用量，解決企業(yè)發(fā)展瓶頸問題。

2 銅尾礦性質(zhì)

通過對銅尾礦成分分析，銅尾礦可作為陶瓷原料中的長石類和石英類原料。但鐵含量過高，因為鐵的燒成溫度低，且燒成過程會發(fā)生顏色變化，一直是陶瓷生產(chǎn)過程中危害最大的化學成分。把如何降低尾礦中鐵含量為尾礦加工作為突破口來進行試驗。

表2 銅尾礦顆粒級配

石英類原料和長石類原料在陶瓷原料中硬度最高，在球磨制漿過程中要球磨至細度要求所需時間較長，同時還造成能源成本增加、球磨內(nèi)襯和球石損耗較大。而尾礦粒徑較小，若能提高原料中銅尾礦的摻量，還可以節(jié)約部分生產(chǎn)成本。

表3 銅尾礦中鐵成分礦物分析結(jié)果

通過對鐵成分的礦物分析，鐵成分中非磁性鐵、若磁性鐵占比大，選用一般的磁性設(shè)備無法有效吸附去除，需要使用磁性高的設(shè)備進行除鐵。

3 銅尾礦除鐵試驗

首先采用陶瓷生產(chǎn)中普通的選鐵設(shè)備進行試驗驗證除鐵效果，使用陶瓷生產(chǎn)中原料漿料、粉料和釉料中除鐵器進行除鐵。除鐵器內(nèi)除鐵元件為永磁磁棒（磁力強度10000 高斯左右），選用其中的磁棒在實驗室對尾礦進行除鐵后結(jié)果如表4 所示。

通過除鐵器除鐵后，銅尾礦中鐵含量降低至接近3%，但對產(chǎn)品白度并未產(chǎn)生實質(zhì)影響，達不到預期效果。

通過聯(lián)系一些設(shè)備廠家，采用磁力強度更高的電磁除鐵設(shè)備對銅尾礦進行除鐵試驗小試，通過試驗后尾礦中鐵含量顯著下降，同時白度提升明顯（表5），小試試驗可以達到預期效果。

表5 電磁除鐵器除鐵效果

隨后對高強電磁除鐵設(shè)備除鐵效果進行中試試驗來進行驗證，并分析多次除鐵后的試驗結(jié)果。

表6 電磁除鐵器多次除鐵效果

通過多次除鐵試驗，在經(jīng)過兩次除鐵后銅尾礦白度提升明顯，且鐵含量降低至1%以下，鈣、鎂、鉀元素降低，除鐵后的尾礦可作為石英類原料的同時代替部分長石類原料；銅尾礦經(jīng)過三次除鐵后白度提升幅度大、效果較好，鐵含量降低至0.5%以下，成為較為優(yōu)質(zhì)的石英類原料，四次除鐵效果和三次除鐵效果尾礦后成分相差不大，說明經(jīng)過三次除鐵后繼續(xù)使用電磁除鐵對銅尾礦降低鐵含量的影響效果開始降低，繼續(xù)進行除鐵已無實際意義。

表7 電磁除鐵器多次除鐵后配方效果（1200℃）

通過對比試驗（表3.4），使用兩次除鐵的銅尾礦試驗配方白度顯著提高。

4 結(jié)論及產(chǎn)生效益分析

綜上，說明通過高強電磁除鐵設(shè)備能夠有效的降低銅尾礦中鐵的含量從而提升產(chǎn)品白度。尾礦經(jīng)兩次除鐵后可作為石英類、長石類原料摻加使用，但經(jīng)過三次以上除鐵的銅尾礦不可作為長石類，在使用時需要注意。

尾礦除鐵后將提高尾礦用量，符合國家大力倡導綠色、環(huán)保、低碳循環(huán)發(fā)展的戰(zhàn)略背景。處理后的尾礦能夠提升產(chǎn)品檔次，提高產(chǎn)品附加值。同時處理后的尾礦還可作為優(yōu)質(zhì)原料對外出售。

使用尾礦可降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)競爭力。尾礦除鐵后作為優(yōu)質(zhì)原料還可和其它廢渣配合爭取達到增值稅即征即退的標準，在陶瓷行業(yè)冷冬中提升企業(yè)活力。