鐵尾礦干排工藝系統的應用與實踐

【摘 要】 傳統的鐵尾礦庫排放尾礦存在破壞水資源、污染環境和存在安全隱患等諸多弊端，通過工藝工裝標準化，在鐵選企業開發和應用鐵尾礦干排工藝系統，是減少環境污染，實現廢棄資源再生的有效途徑。

【關鍵詞】 鐵尾礦干排 環境 標準化 資源再生

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.01.007

1 傳統鐵尾礦排放的弊端

我國多數鐵選企業所采用的傳統的鐵尾礦庫排放尾礦方式，是將鐵尾礦水通過渣漿泵輸送到鐵鐵尾礦庫，鐵尾礦水經過較大面積的澄清，再回水到選礦車間繼續使用；同時鐵鐵尾礦庫粗顆粒物質還需輸送到異地鐵鐵尾礦庫，兩庫輪換使用，輪換清理，庫中的微細顆粒三五年內都無法運出，長期存在庫中，使鐵鐵尾礦庫的面積和容積不斷擴大，只有不斷擴大鐵鐵尾礦庫的面積，才能滿足選礦的需要。

這種排放方式存在以下嚴重的弊端：

一是需要建造龐大的鐵尾礦庫，增加了征占地費用；

二是除筑壩要耗費大量的人力、物力和財力外，每年還投巨資進行鐵尾礦庫的維護和清理，使鐵精礦產品的生產成本增加；

三是鐵尾礦庫存在環境污染和不安全隱患，將鐵尾礦庫建于溝壑，在夏季不利于防洪，建筑于平地，將成為名副其實的“懸湖”，水蒸發后，“懸湖”干枯，形成近乎黑褐色礦渣，每當大風來臨，鐵尾礦庫壩和干枯的礦渣漫天飛揚，嚴重污染和破壞環境；每當暴雨來臨，鐵尾礦庫內積水過多，不但容易致使行人溺水，還會出現潰壩、漫頂等逐多不安全隱患，嚴重地危害著附近居民的生命財產安全；

四是嚴重破壞地下水資源，用尾礦庫存放尾礦水量消耗大，會造成地下水資源的嚴重浪費。

2 開發鐵尾礦干排工藝工裝系統

應用新技術、新方法和新設備，科學研究出鐵尾礦干排系統，且實現工藝工裝標準化（見圖1鐵尾礦干排工藝系統）。

選礦車間的尾礦廢水通過渣漿泵進入旋流器組，進行分級和濃縮，使旋流器壓力達到（1.5～2.0）Mpa，旋流器溢流成為微細顆粒（0.1um～0.8毫米），重量比4%～6%，溢流水進入高頻濃密機進行水澄清，在濃密機內加入絮凝劑后是進入的水流迅速濃縮，此時濃密機底部的水流濃度為30%～45%，濃縮后進入真空帶式過濾機進行脫水過濾，旋流器底部形成中粗顆粒，比重為40%～45%，第二次進入真空過濾機中脫水，在濾布上經過擠壓形成濾餅，再由皮帶輸送機輸送到尾礦臨時堆放場地，過濾水經立式渣漿泵抽回至濃密機內進行再次過濾澄清，澄清的好水返回到繼續使用，形成旋流——溢流——濃密——帶式過濾一套完整的標準作業工藝，通過這一系統生產加工鐵精礦，使鐵尾礦形成干排濾餅，使水的回收利用由尾礦庫的20%提高到80%，以此達到保護水資源、避免環境污染、消除安全隱患的目的。

圖1 鐵尾礦干排工藝系統

3 利用廢棄資源研發新產品

干排后的鐵尾礦主要含有石英砂、SiO2、CaCO3、A1203、P2O5、Fe2O3、FeO、Na2O、MgO、Na2CO3、K2CO3、BaCO3、硼砂等化學成分。如通過用干排鐵尾礦研制出以鐵礦尾砂和煤矸石為主要原材料，經過控制熔化、成型、核化、晶化及退火等工藝，制造出以槍晶石（Ca4Si2O7F2）、鈣鋁黃長石（Ca2Al2SiO7）、菱硅鈣鈉石（Na2Ca2Si3O9）為主晶像的納米微晶人造玉石，完善了企業產品標準。

從其技術指標上看：晶粒平均尺寸92nm，可見光透過率達10%～15%，抗壓強度達912MPa，抗彎強度達103.5MPa，莫氏硬度達8級，這些指標遠遠高于天然玉石，堪稱優質人造玉石；通過用20%的干排鐵尾礦開發的微晶玻璃產品，其技術指標達到和超過JC/T872建筑裝飾用微晶玻璃行業標準；用干排鐵尾礦開發蒸壓加氣混凝土砌塊，其容量級別、抗壓強度、質量損失、干燥收縮值、導熱系數、抗凍融性能、隔音性能均達到或超過GB11968國家標準；利用開發系列產品剩余的干排尾礦中含有的磷、鉀等有利于作物生長的成分，搞廢棄資源的二次利用，如用于改良粘性土壤、增加土地的肥力、填溝造田、植樹綠化，這不但保護了耕地，還有效地改善了自然環境。

4 再生資源新產品開發經濟效益顯著

資源性鐵礦生產企業將鐵尾礦實現干排，用干排的鐵尾礦開發高端系列產品，加之農田改造，基本上實現了廢棄資源的全部再生利用。

我們在年生產鐵精礦能力50萬噸的建平盛德日新礦業有限公司進行鐵尾礦干排系統進行應用實踐，結果證明，每年減少占地至少在1公頃以上；每年節水210萬立方米；每年節電45萬千瓦，給企業直接增加效益1千萬元。

另外，用每年排放的125萬噸鐵尾礦生產加工的玉石、微晶玻璃、蒸壓加氣混凝土砌塊產品，能使40%的鐵尾礦資源得到了再生利用，年創產值1500萬元左右。利用剩余10%的鐵尾礦含磷、鉀等有益成分去填溝造田或改良土壤，每年造田13公頃以上，植樹5萬多株，有效地改善了當地的自然環境，同時創造間接效益2000萬元以上，經濟效益十分顯著。

根據國家安監總局統計數據顯示，截至2009年底，全國共有12523座尾礦庫，如果將鐵尾礦干排工藝系統在全國推廣應用，這不但會節約大量的資源和能源，保護了生態環境，而且能創造出巨大的經濟效益與社會效益。

作者簡介

陳守清，副高級工程師，曾發表多篇學術論文，獲多項科研成果，被評為建平縣第二屆優秀科技工作者。

（責任編輯：張曉明）