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      某鐵選廠廢石的綜合利用解析

      2016-04-07 17:04:30王吉磊
      卷宗 2016年2期
      關(guān)鍵詞:廢石綜合利用

      王吉磊

      摘 要:由于礦井開采后需要用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的材料進(jìn)行填充,所以造成大部分采礦企業(yè)不得不外購(gòu)填充材料的局面。而鐵選廠每年的拋尾廢石量較大,堆積安置所占的土地面積也大,造成不小的資源浪費(fèi)。針對(duì)此類問(wèn)題,文章通過(guò)對(duì)廢石的分類再選與綜合利用進(jìn)行分析,試圖從拋尾廢石中提取出合格品或半成品,并將廢石尾砂經(jīng)過(guò)處理后用作礦井填充材料。從而一次性解決采礦效率、廢礦占地以及礦井填埋這三項(xiàng)問(wèn)題,留予同行業(yè)工作者參考借鑒。

      關(guān)鍵詞:鐵選廠;綜合利用;廢石

      隨著技術(shù)的提升,鐵選廠廢料中的有用成分已經(jīng)能進(jìn)行再次提取[1]。本文即以某企業(yè)為例,對(duì)廢石重新利用的生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析。

      1 礦山廢石的分類利用與綜合評(píng)價(jià)

      (一)礦山廢石的分類利用流程

      將采礦-冶金生產(chǎn)所產(chǎn)生的固體廢料,按照其中是否含有金屬進(jìn)行分類[2]。若其中含有金屬的廢料,則對(duì)其中有用組成部分的含量指標(biāo)進(jìn)行確定。而后通過(guò)樣品的采集與分類,將其分為Ⅰ類含金屬可回收廢石、Ⅱ類金屬量較少但仍有利用價(jià)值的廢石、Ⅲ類無(wú)回收價(jià)值的廢石。

      對(duì)其中非金屬?gòu)U料,以相應(yīng)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)衡量其是否有再利用的價(jià)值。而后采樣分析,判斷其可否應(yīng)用到建筑工程領(lǐng)域。若可,則通過(guò)需求量估算,將之合理分配為建筑材料或土地恢復(fù)材料。若否,則直接針對(duì)其在土地恢復(fù)中的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià),從而減少?gòu)U料對(duì)土地的占用,并適度填充挖掘后的土地。

      (二)礦山廢石再利用的綜合評(píng)價(jià)

      1.鐵選廠生產(chǎn)流程中的漏洞

      首先,開采鐵礦后所遺留的空洞,需要進(jìn)行填充,以防止地面大面積塌陷。而由于國(guó)家對(duì)填井材料有著明確的標(biāo)準(zhǔn)要求,因此過(guò)去部分鐵選廠,大都由外界購(gòu)入大量的填料。在運(yùn)輸與材料購(gòu)買等方面花費(fèi)了大量資金[3]。

      其次,大型鐵選廠的拋尾廢石量極多,而在現(xiàn)代技術(shù)的視角下,發(fā)現(xiàn)這些廢石中尚有部分可供利用的金屬元素沒(méi)有被充分的提煉出來(lái),從而造成不少的材料資源浪費(fèi)。

      最后,大量的拋尾廢石并不符合填井材料的要求,所以只能占用大量的場(chǎng)地面積,造成土地資源浪費(fèi)。

      2.廢石分類再利用的優(yōu)勢(shì)

      在對(duì)廢石進(jìn)行分類、回收、利用之后,優(yōu)化生產(chǎn)流程,使現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備得到充分利用,從而將廢料中金屬元素重新提取出,并達(dá)到半成品與成品規(guī)格。而余下的尾砂等材料,又能達(dá)到井下填充的標(biāo)準(zhǔn),極大的提升了礦石開采效率。尾砂廢料又可直接填充于井下,而不占用地面面積,無(wú)需再購(gòu)入填井材料。從而降低了生產(chǎn)成本,達(dá)到一舉兩得甚至多得。

      2 某鐵選廠生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

      某鐵礦集團(tuán)現(xiàn)擁有礦山共2座,其中礦場(chǎng)1可每年可提供6萬(wàn)t的合格填井料,礦場(chǎng)2可提供5萬(wàn)t合格填井料。然而填充站每年所需填料量高達(dá)20萬(wàn)t。致使每年需要外購(gòu)9萬(wàn)t的材料。兩廠每年約有13萬(wàn)t的拋尾廢石,廢石材料以弱磁性礦物與磁性礦物為主,其鐵品位為14.21%。這些廢礦石無(wú)法直接置存,所以礦場(chǎng)附近大量的土地面積被占用,形成資源浪費(fèi)。

      3 某鐵選廠廢石利用的流程與方法

      (一)廢石性質(zhì)與磨礦

      兩礦場(chǎng)前半年度共有375821t廢石,以97-129kA/m磁場(chǎng)強(qiáng)度的φ400mm磁滑輪,對(duì)預(yù)選拋尾進(jìn)行干預(yù),共產(chǎn)生廢石57482t。為優(yōu)化廢石再利用流程考慮,故而首先以磁干選實(shí)驗(yàn)對(duì)兩廠廢石進(jìn)行分析,以確定其弱磁性礦及磁性礦含量。

      其中礦場(chǎng)1,廢石產(chǎn)率為100%,鐵品味率為9.24%;磁性礦產(chǎn)率為1.84%,鐵品位為45.31%;弱磁性礦產(chǎn)率為5.79%,其鐵品位為34.9%;非磁性礦產(chǎn)率為94.2%,鐵品味為7.64%。

      礦場(chǎng)2,廢石產(chǎn)率為100%,鐵品位率為16.45%磁性礦產(chǎn)率為8.57%,鐵品位為42.31%;弱磁性礦產(chǎn)率為14.5%,鐵品位為32.4%;非磁性礦產(chǎn)率為72.6%,鐵品位為8.24%。

      綜合廢石產(chǎn)率為100%,鐵品位為14.6%;磁性礦產(chǎn)率為5.24%,鐵品位為48.15%;弱磁性礦產(chǎn)率為10.25%,鐵品位為36.05%;肺磁性礦產(chǎn)率為81.2%,鐵品位為7.91%。

      經(jīng)磁選分離可獲得合格尾砂以作為井下填料,而決定磁選分離效果的關(guān)鍵因素就是磨礦細(xì)度。然而,若磨礦過(guò)度也會(huì)造成尾砂泥化,故而應(yīng)對(duì)磨礦細(xì)度進(jìn)行控制。以-0.04mm粒級(jí)為標(biāo)準(zhǔn),則當(dāng)?shù)V粉占35%-40%且磨礦細(xì)度在-0.074mm時(shí),可達(dá)到最優(yōu)化。

      (二)磁選實(shí)驗(yàn)

      1.弱磁選實(shí)驗(yàn)

      在150kA/m的磁選場(chǎng)強(qiáng)下,以磁選管進(jìn)行弱磁選實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示磁精礦產(chǎn)率為4.12%,鐵品位為64.32%,回收率為19.25%;尾礦產(chǎn)率為92.3%,鐵品位為9.25%,回收率為79.47%;試樣產(chǎn)率為100%,鐵品位為13.12%,回收率為100%。故而選用19.25%回收率與4.12%鐵品位的方案,回收次精礦。

      2.重選流程

      由于占35%-45%且為-0.074mm磨礦細(xì)度的廢石進(jìn)行試驗(yàn)過(guò)程中,所獲得的鐵品味較低。故而在一次強(qiáng)磁選的基礎(chǔ)上重新進(jìn)行進(jìn)行選取。首先將磁鐵精礦拌勻而后進(jìn)行離心處理,分別做1次重選,以及1粗1精的重選。

      在1次重選中,以4L/min的洗漂水與400r/min的離心速度、8%的礦濃度進(jìn)行重選。1粗1精重選中,精選給予4L/min的洗漂水與300r/min的離心速、占82%的-0.074mm磨細(xì)度。而粗選則給予4L/min的洗漂水與700r/min的離心速度,其給礦濃度調(diào)為8%。

      結(jié)果顯示在1粗1精重選中,鐵品位最高可達(dá)到49.52%,而回收率為35.12%。與前次選礦實(shí)驗(yàn)相比,其鐵品位有顯著提升,然而其回收率卻有所下降。然而從經(jīng)濟(jì)角度考慮,衡量重選過(guò)程中所花費(fèi)的人力物力,以及所獲得的鐵品位提升幅度與回收率下降程度,建議不需進(jìn)行精礦再選。

      (三)再選流程

      首先在廠內(nèi)選取廢石并進(jìn)行破碎處理,而后對(duì)砂料進(jìn)行磁干選,將其中磁塊礦選出并將其余部分磨碎。經(jīng)弱磁選后將弱磁粗精礦篩選出,并將剩余材料進(jìn)行強(qiáng)磁選篩。選出其中強(qiáng)磁精礦,將其余材料做脫水處理,一部分作為尾砂,一部分作為溢流。

      該廠的廢石再選工作全流程,均由鐵選廠1進(jìn)行管理,從而使其形成獨(dú)立于生產(chǎn)環(huán)節(jié)之外的另一流程體系。在現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備的基礎(chǔ)上對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行改進(jìn)。首先,采用皮帶運(yùn)輸機(jī)將廢石場(chǎng)地中的廢石輸送給粗碎集料斗,經(jīng)過(guò)粉碎處理后,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的粒度要求。在此過(guò)程中,以120kA/m的磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)材料進(jìn)行預(yù)選。而后,在濕料狀態(tài)下對(duì)材料進(jìn)行脫水回收,將回收后的尾砂填充入礦井下。

      4 優(yōu)化改進(jìn)結(jié)果與經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

      經(jīng)過(guò)廢石再利用后,該廠年鐵精礦產(chǎn)量同比增長(zhǎng)820t,而強(qiáng)磁精礦增長(zhǎng)912t,可提供滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的填井尾砂共18萬(wàn)t,外購(gòu)尾料僅需2萬(wàn)t。廢石再利用在土地建設(shè)、設(shè)備購(gòu)入、人員引進(jìn)等多方面所花費(fèi)的投資約為421.25萬(wàn)元。以此年度尾砂價(jià)格為每噸50元計(jì)算,通過(guò)對(duì)強(qiáng)磁精礦以及弱磁粗精礦的價(jià)格進(jìn)行粗估,則經(jīng)過(guò)技術(shù)改進(jìn)后,年收入總量超過(guò)687.2萬(wàn)元,去除其中人工費(fèi)用、成本費(fèi)用、尾砂運(yùn)輸費(fèi)用等共約326.22萬(wàn)元,則其利潤(rùn)360.98萬(wàn)元。由此可見,廢石再選能產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,值得采用。

      5 總結(jié)

      部分礦山礦石含鐵量較低,需通過(guò)相應(yīng)處理將其中雜質(zhì)去除,提升品味后才能進(jìn)爐。通常在磁化粗選下磨碎,并分離磁選從中選出鐵精粉,分離尾水后留下有用成分,并將其余作為拋尾廢料丟棄。而通過(guò)廢石再選、再次處理后,這些尾料也能夠得到充分的利用,從而提升生產(chǎn)效率并節(jié)約成本。

      參考文獻(xiàn)

      [1]黃新.我國(guó)西部某鐵礦含鐵廢石選礦試驗(yàn)[J].現(xiàn)代礦業(yè),2015(6):61-63.

      [2]劉敏,朱曉敬.唐山地區(qū)某鐵選廠尾礦庫(kù)壩體滲流、穩(wěn)定性分析研究[J].硅谷,2014(10):90-91.

      [3]林鴻漢.某含金銅廢石資源化利用試驗(yàn)研究[J].黃金科學(xué)技術(shù),2014(03):77-81.

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