基于磁選法的尾礦再選加工工藝研究

郭世杰

（哈密博倫礦業有限責任公司，新疆 哈密 839106）

1 前言

1.1 礦業背景

礦產是一種用途廣泛的資源，我們日常生活中許多用品的原材料以及所用能源的供應都離不開礦產資源的支持，礦業對一個國家的經濟、發展、就業等許多方面都有巨大的幫助。我國由于國土遼闊、地貌形態多樣，成為了世界上少有的礦產資源和種類都豐富的國家。幾十年來，我國的探礦采礦工作取得了許多重大的成就。

1.2 尾礦的危害與價值

隨著我們不斷的從礦產中獲益，選礦所帶來的問題也日益凸顯。在選礦過程中，分選出含有所需元素的部分后，剩下的部分即為尾礦。雖然這時已經不適合再繼續進行分選，但是從環境保護以及資源利用的角度來說，尾礦都有進一步被利用的機會。我國每年排放的尾礦已達到了十幾億噸，尾礦的儲量更是急劇增加，浪費了大量的資源和土地，以某一地區的尾礦為例，按平均品位來估計，我國尾礦中就含有數億噸可回收的礦物質。因此，在選礦的同時對尾礦中剩余元素進行更進一步的回收利用是必要的。

1.3 尾礦的處理

無尾礦排放是最終目標，有的選礦廠已經做到了零排放或者排放很少的尾礦。關于尾礦的處理也有許多的方向可以考慮。從客觀因素來看，尾礦的影響主要是占用土地資源以及環境污染，可以通過筑高壩以及對尾礦采取固結穩定等措施。從主觀角度出發，我們可以對尾礦進行回收再利用，以達到資源獲取的最大化。

2 尾礦打撈及再選工藝流程

2.1 尾礦的打撈

對尾礦進行再次利用的第一步就是打撈，打撈可以將尾礦中依然含有相當數量的所需目標元素的部分回收。這一步由打撈機完成。

回收尾礦的打撈機由五個主要部分組成，包括主機、卸礦裝置、集礦槽、溜槽及機架。工作時，給礦箱把處理過的礦漿送至打撈機，流礦槽中的磁盤之間留有縫隙，當礦漿通過時，其中含有磁性的礦物吸附到磁盤上，其余沒有磁性的礦物則隨著礦漿沿流礦槽流出。主機帶動磁盤做勻速轉動，吸附在磁盤上的具有磁性的礦物被帶出礦漿液面，隨后進入卸礦區域，由卸礦裝置將磁盤表面吸附的磁性礦物質收入接礦槽中，由接礦槽收集輸出。

以某回收尾礦的車間為例，對尾礦打撈前后的粒級進行統計，表1為打撈前的尾礦粒級及品位，表1為打撈后的尾礦粒級及品位。

表1 打撈前尾礦粒級

從表中可以看出，尾礦依然有著不低的品位，這就說明相當一部分資源被浪費了，而打撈后的尾礦品位顯著降低，回收了大量有用的資源。

表2 打撈后尾礦粒級

2.2 尾礦的再選工藝

一般來說，不同種類的礦石其性質也不同，所需的回收方法也不同。目前在尾礦回收中主要使用的方法是磁選法。這種方法的優點是既簡單易行又不會造成污染，現已被廣泛利用在尾礦的再選過程中。因為尾礦的粒度很細，也沒有很多磁性強的礦物，所以在尾礦的再選過程中，一般使用磁性很強的磁選機去吸取磁性比較弱的礦物，這個工藝的流程并不復雜，只需要經過兩段或三段的磁選。圖1所示即為尾礦磁選工藝流程示意。

圖1 尾礦打撈再加工工藝流程示意圖

然而對于尾礦來說，其性質特點使得如果想要直接對尾礦進行磁選的話，可能得不到理想的回收指標。所以在進入磁選前往往需要將尾礦進行細磨，使含有金屬的礦物實現單體解離，從而提高磁選效果。之后將會詳細介紹如何對尾礦進行磨選。

2.3 尾礦的打磨

在打撈精礦之前，尾礦還需要進入球磨機進行二段球磨才能進行下一步的回收操作。之所以要使用球磨機進行磨礦，主要原因有兩點，一是礦石中所需要提取的礦物和脈石以及其他礦物往往是混合在一起的，這不方便我們進行回收，這就需要球磨機將它們磨細，使得彼此分離，這就是所謂的單體分離。否則，不僅會使精礦的品位降低，還會影響尾礦的回收率，甚至會摻雜在一起形成有害物質。二是由于絕大多數的選礦都是濕式選礦，需要水作為介質，在這種環境下磨礦的同時也為之后進一步的選別作業制備了適宜濃度的礦漿。除此之外，為了達到上面所說的一系列目的，在對礦料打磨的時候還需要向球磨機中加入球、棒等對磨礦起到促進作用的介質。

3 生產技術參數

3.1 礦石品位

在生產過程中，不論在原礦、精礦還是尾礦中，品位都是極為重要的參數，它直接體現了有用礦物的多少，是衡量礦石質量好壞的最主要指標，對于尾礦的回收具有重要的指導意義。

傳統的尾礦打撈系統回收率偏低，且效率不高，磁性礦物沒有的到充分的回收，造成尾礦品位偏高，使用強磁選法回收后，可從尾礦中打撈出大量精礦，仍以該尾礦打撈車間為例，從尾礦中打撈出的精礦參數指標見表3，可以看出，經過磁選后尾礦品位明顯降低，精礦產率提高，金屬回收率上升，精礦品位保持平穩。

表3 尾礦打撈精礦粒級

3.2 金屬回收率與選礦比

金屬回收率是一項重要的選礦指標，它不僅反映了選礦過程中金屬或者其它有用成分的回收程度，更體現了選礦技術水平和管理工作質量。提高金屬回收率可以減少對環境的開發和利用（就是對金屬礦藏的開采），減少成本，有利于可持續發展等。

選礦比是原礦重量與精礦重量的比值，即獲取一噸精礦需要處理的原礦噸位。選礦比越低，技術回收率越高，說明選礦的效率越好。

對尾礦進行一次打撈后，通常只是粗選出的品位較低的粗精礦，還需對打撈出的粗精礦進行再磨再選，獲得品位較高的精礦，以提高回收率。表4為對打撈粗精礦再加工后進行取樣的參數指標。由表可見，最終精礦的品位達到60%以上，回收率達到85%以上，選比為1.85，效果較好。

表4 粗精礦再加工

4 尾礦再利用的綜合效益

4.1 經濟效益

由上述分析可知，對尾礦進行打撈回收可大大提高礦物的利用率。并且尾礦中的組成成分還在建筑材料、水泥以及玻璃等材料中起到一定的作用。對尾礦進行打撈回收，從尾礦中提取精礦，減少資源的浪費，不僅增加了產量，也降低了成本，提升了效益，是一舉兩得的辦法。

4.2 環境效益

尾礦的積累不僅會占據大量土地，也會破壞周圍的生態環境，尤其是其中的有毒化學物質，可能會造成水資源被污染。同時，長期暴露在空氣中的尾礦會被風化產生有毒氣體。對尾礦進行回收利用，減少了尾礦所占的資源和空間，降低了污染危害，對環境保護做出了巨大的貢獻。

5 結語

對尾礦進行回收再利用在經濟和環境等諸多方面均會給我們帶來益處，可以說是一舉多得的舉措，對社會的健康發展也具有重要的意義。采礦行業要更進一步推進尾礦的處理體系，優化技術和設備，為我國的礦業發展營造良好的環境。