某鐵選廠廢石的綜合利用解析

王吉磊

摘 要：由于礦井開采后需要用符合國家標準的材料進行填充，所以造成大部分采礦企業不得不外購填充材料的局面。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。針對此類問題，文章通過對廢石的分類再選與綜合利用進行分析，試圖從拋尾廢石中提取出合格品或半成品，并將廢石尾砂經過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問題，留予同行業工作者參考借鑒。

關鍵詞：鐵選廠；綜合利用；廢石

隨著技術的提升，鐵選廠廢料中的有用成分已經能進行再次提取[1]。本文即以某企業為例，對廢石重新利用的生產、經濟效益進行分析。

1 礦山廢石的分類利用與綜合評價

（一）礦山廢石的分類利用流程

將采礦-冶金生產所產生的固體廢料，按照其中是否含有金屬進行分類[2]。若其中含有金屬的廢料，則對其中有用組成部分的含量指標進行確定。而后通過樣品的采集與分類，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值的廢石、Ⅲ類無回收價值的廢石。

對其中非金屬廢料，以相應工業標準衡量其是否有再利用的價值。而后采樣分析，判斷其可否應用到建筑工程領域。若可，則通過需求量估算，將之合理分配為建筑材料或土地恢復材料。若否，則直接針對其在土地恢復中的經濟效益進行評價，從而減少廢料對土地的占用，并適度填充挖掘后的土地。

（二）礦山廢石再利用的綜合評價

1.鐵選廠生產流程中的漏洞

首先，開采鐵礦后所遺留的空洞，需要進行填充，以防止地面大面積塌陷。而由于國家對填井材料有著明確的標準要求，因此過去部分鐵選廠，大都由外界購入大量的填料。在運輸與材料購買等方面花費了大量資金[3]。

其次，大型鐵選廠的拋尾廢石量極多，而在現代技術的視角下，發現這些廢石中尚有部分可供利用的金屬元素沒有被充分的提煉出來，從而造成不少的材料資源浪費。

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地面積，造成土地資源浪費。

2.廢石分類再利用的優勢

在對廢石進行分類、回收、利用之后，優化生產流程，使現有的生產設備得到充分利用，從而將廢料中金屬元素重新提取出，并達到半成品與成品規格。而余下的尾砂等材料，又能達到井下填充的標準，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，無需再購入填井材料。從而降低了生產成本，達到一舉兩得甚至多得。

2 某鐵選廠生產現狀分析

某鐵礦集團現擁有礦山共2座，其中礦場1可每年可提供6萬t的合格填井料，礦場2可提供5萬t合格填井料。然而填充站每年所需填料量高達20萬t。致使每年需要外購9萬t的材料。兩廠每年約有13萬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%。這些廢礦石無法直接置存，所以礦場附近大量的土地面積被占用，形成資源浪費。

3 某鐵選廠廢石利用的流程與方法

（一）廢石性質與磨礦

兩礦場前半年度共有375821t廢石，以97-129kA/m磁場強度的φ400mm磁滑輪，對預選拋尾進行干預，共產生廢石57482t。為優化廢石再利用流程考慮，故而首先以磁干選實驗對兩廠廢石進行分析，以確定其弱磁性礦及磁性礦含量。

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

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

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

經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鍵因素就是磨礦細度。然而，若磨礦過度也會造成尾砂泥化，故而應對磨礦細度進行控制。以-0.04mm粒級為標準，則當礦粉占35%-40%且磨礦細度在-0.074mm時，可達到最優化。

（二）磁選實驗

1.弱磁選實驗

在150kA/m的磁選場強下，以磁選管進行弱磁選實驗。結果顯示磁精礦產率為4.12%，鐵品位為64.32%，回收率為19.25%；尾礦產率為92.3%，鐵品位為9.25%，回收率為79.47%；試樣產率為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磨礦細度的廢石進行試驗過程中，所獲得的鐵品味較低。故而在一次強磁選的基礎上重新進行進行選取。首先將磁鐵精礦拌勻而后進行離心處理，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，其給礦濃度調為8%。

結果顯示在1粗1精重選中，鐵品位最高可達到49.52%，而回收率為35.12%。與前次選礦實驗相比，其鐵品位有顯著提升，然而其回收率卻有所下降。然而從經濟角度考慮，衡量重選過程中所花費的人力物力，以及所獲得的鐵品位提升幅度與回收率下降程度，建議不需進行精礦再選。

（三）再選流程

首先在廠內選取廢石并進行破碎處理，而后對砂料進行磁干選，將其中磁塊礦選出并將其余部分磨碎。經弱磁選后將弱磁粗精礦篩選出，并將剩余材料進行強磁選篩。選出其中強磁精礦，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進行管理，從而使其形成獨立于生產環節之外的另一流程體系。在現有生產設備的基礎上對生產流程進行改進。首先，采用皮帶運輸機將廢石場地中的廢石輸送給粗碎集料斗，經過粉碎處理后，達到標準的粒度要求。在此過程中，以120kA/m的磁場強度對材料進行預選。而后，在濕料狀態下對材料進行脫水回收，將回收后的尾砂填充入礦井下。

4 優化改進結果與經濟效益評價

經過廢石再利用后，該廠年鐵精礦產量同比增長820t，而強磁精礦增長912t，可提供滿足標準要求的填井尾砂共18萬t，外購尾料僅需2萬t。廢石再利用在土地建設、設備購入、人員引進等多方面所花費的投資約為421.25萬元。以此年度尾砂價格為每噸50元計算，通過對強磁精礦以及弱磁粗精礦的價格進行粗估，則經過技術改進后，年收入總量超過687.2萬元，去除其中人工費用、成本費用、尾砂運輸費用等共約326.22萬元，則其利潤360.98萬元。由此可見，廢石再選能產生較高的經濟價值，值得采用。

5 總結

部分礦山礦石含鐵量較低，需通過相應處理將其中雜質去除，提升品味后才能進爐。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，從而提升生產效率并節約成本。

參考文獻

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

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

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