王寶春 劉風亮 王娟娟 丁長田 王國強 賀廣超

(山東華特磁電科技股份有限公司 山東 臨朐 262600)

前言

目前尾礦已成為制約我國礦山健康持續(xù)發(fā)展，危及礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境的重要因素。黃金尾礦綜合利用主要有3種方式：一是尾礦再選。因前期的工藝技術落后，在尾礦中含有部分金、銀等有價值的元素，通過利用尾礦再選技術提高資源回收率。二是制作建筑材料。在黃金尾礦中有大量的非金屬原料，通過合理的工藝流程去除雜質，可作為建筑陶瓷原材料。三是用作井下充填料。因地下采礦造成采空區(qū)，將黃金尾礦與其他填料混合后進行回填，避免造成塌陷。目前礦山企業(yè)正向數(shù)字化、綠色化的可持續(xù)的方向發(fā)展，如何在生產過程中解決尾礦綜合利用的各種技術問題，需要新工藝、新技術、新設備的支持。大力發(fā)展循環(huán)經濟、提高資源利用率，黃金尾礦處理和綜合利用是解決我國當前資源、環(huán)境對經濟發(fā)展制約的必由之路。

煙臺某黃金尾礦企業(yè)，通過合理的選礦工藝，已完成利用黃金尾礦做建筑陶瓷長石原料的大規(guī)模生產，并推向建筑陶瓷工業(yè)市場。通過此方式該廠消耗大量的尾礦，節(jié)約了大量土地和寶貴資源，這樣既減少了尾礦的排放，土地的占用和環(huán)保等費用，又為礦山帶來了可觀的經濟效益和巨大的社會效益，同時為建筑陶瓷行業(yè)找到了一種廉價的優(yōu)質原料。

1 黃金尾礦的礦物組成成分及磨礦分析

1.1 黃金尾礦中的主要礦物組成成分

黃金尾礦中的主要礦物組成為長石、石英、云母，以及少量的硫化物、磁鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦等，而含鐵的氧化物為主要的有害成分，要作為陶瓷原料，需要將含鐵的氧化物去除掉。該黃金尾礦的多元素成分分析見表1。

表1 黃金尾礦的多元素成分分析(質量%)

由表1可知，該尾礦的化學成分主要是SiO2、Al2O3、K2O、Na2O等，礦石中K2O+Na2O=9.2%，含量較低，鐵含量為1.73%，含量較高，因此需要通過選礦工藝流程，降低鐵含量，同時降低硅含量。

1.2 黃金尾礦磨礦情況分析

因磨礦成本高，根據(jù)工藝要求及半工業(yè)試驗驗證，保證16目全通即可。一方面保證有用礦物與含雜質的脈石充分解離，減少過磨現(xiàn)象，降低選礦成本；另一方面，過度磨礦后產生的礦泥，會對后續(xù)的浮選作業(yè)產生巨大的影響，如惡化浮選效果，增加浮選藥劑的用量。

2 生產工藝流程

黃金尾礦去除鐵雜質的工藝流程為：先通過筒式磁選機，除去磁性鐵雜質，再通過強磁選，除去弱磁性雜質，工藝流程簡圖如圖1所示。

圖1 工藝流程簡圖

3 強磁選過程詳解

強磁選過程包括：一段立環(huán)高梯度磁選機、二段立環(huán)高梯度磁選機、電磁漿料高梯度磁選機除鐵。該工藝流程選配的立環(huán)磁選機為2 m型號，背景磁場為1.3 T，精礦產量約為23 t/h，立環(huán)強磁選后的精礦作為漿料磁選機的原礦。漿料磁選機型號為HTDZ-1250FS型，背景磁場為1.0 T。二段立環(huán)強磁選后的精礦指標含鐵量為0.47%，白度為46.1，二段立環(huán)強磁的精礦的粒度分析如表2所示。

表2 二段立環(huán)強磁的精礦的粒度分析

3.1 漿料磁選機工作過程簡述

該設備運行時勵磁線圈通電，在分選腔內產生磁場，然后在分選腔中裝入特殊材料的導磁介質(鋼毛、鋼板網、波紋片等)，通過磁場感應，使分選介質表面產生高梯度磁場，當物料流經分選區(qū)中的導磁介質時，鐵磁性雜質會被有效地吸除，物料通過出料管排出(精礦)。進料一段時間后停止勵磁，然后通過程序自動控制各閥門的開關，將存在分選腔內部的物料用水頂出(水頂?shù)V)，然后用高壓水將磁介質內的鐵磁性雜質(尾礦)沖走，整個過程由程序自動控制，周期循環(huán)。

3.2 黃金尾礦的半工業(yè)實驗方案

表3 介質搭配方案

根據(jù)二段立環(huán)高梯度磁選機精礦產品的產量、白度、含鐵量及粒度需要對漿料磁選機的介質進行合理搭配，達到最優(yōu)選礦效果。根據(jù)前期調試的需要，對該物料進行半工業(yè)試驗，實驗設備為HTDZ-520型漿料磁選機，同時需要分析不同介質搭配對黃金尾礦分選效果，該實驗設備搭配的介質方案如表3所示。

黃金尾礦具有粒度粗、沉積時間短、通過性差的特點，因此在進料時間、介質搭配需要做詳細試驗，避免物料沉積、管道阻塞、分選效果差的情況出現(xiàn)，同時保證足夠的進礦壓力。粗物料進礦方式分為兩種：一種為上部給料管進料，另外一種為下部給料管進料，具體采用哪種進料方式需要通過實驗進行驗證。

3.2.1 半工業(yè)實驗1

半工業(yè)實驗1具體試驗條件及結果如表4所示。

表4 半工業(yè)實驗1試驗條件與結果

由表5可知，漿料磁選機磁場為1.0 T時，采用上部給料方式，介質網按照1#方案，精礦白度可以提高10.2。

3.2.2 半工業(yè)實驗2

半工業(yè)實驗2具體試驗條件及結果如表5所示。

表5 半工業(yè)實驗2試驗條件與結果

由表6可知，漿料磁選機磁場為1.0 T時，介質網按照2#方案，采用下部給料方式，精礦白度可以提高15.4。

4 工業(yè)生產

1)黃金尾礦主要用于建筑陶瓷原料，對含鐵量指標要求比較嚴格，因此通過兩次半工業(yè)實驗的選礦對比，在生產中采用實驗2的介質搭配。

2)為保證漿料磁選機精礦的選礦指標，同時避免物料浪費，在生產時將水頂?shù)V再排到漿料磁選機的原礦池中。

5 結論

1)黃金尾礦與建筑陶瓷產品所需要的長石原料成分相近，通過弱磁-浮選-強磁選，可以得到含鐵量為0.21%，白度為61.5的長石精礦。

2)黃金尾礦除鐵工藝流程簡單，黃金尾礦產出長石工業(yè)成品已用于建筑陶瓷配料中，通過使用客戶的反饋，生產出的試樣各項性能滿足產品要求。

3)作為強磁選設備，立環(huán)高梯度磁選機與漿料高梯度磁選機在黃金尾礦處理時，相互搭配各有所長。但是在進一步提高產品白度，降低含鐵量時，漿料磁選機具有明顯優(yōu)勢。

4)按照該生產線配置年產長石精礦15萬t，可以為企業(yè)帶來顯著經濟效益，同時減少了尾礦對環(huán)境的污染。