某鐵礦山尾礦平衡方案研究應(yīng)用

鄭德彬

（五礦礦業(yè)（安徽）工程設(shè)計(jì)有限公司）

某地下磁鐵礦礦山位于安徽省中部，距長(zhǎng)江僅數(shù)千米。受本地區(qū)環(huán)保、安全的要求，不允許建設(shè)尾礦庫(kù)，地表也不允許塌陷，故選擇充填采礦法進(jìn)行開采。

礦山設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模130萬(wàn)t/a，破碎系統(tǒng)采用常規(guī)三段一閉路流程，粗碎設(shè)置于井下，中細(xì)碎及篩分作業(yè)位于地表，粗碎及篩上產(chǎn)品磁滑輪干拋，篩下產(chǎn)品粗粒濕式預(yù)選拋尾；磨選采用階段磨礦階段選別流程，兩段磨礦，三段選別，一段選別采用普通大筒徑磁選機(jī)，二、三段采用高效脈動(dòng)雙筒磁選機(jī)，磁選精礦為最終精礦，尾礦自流入尾礦濃縮池。

充填采用深錐濃密機(jī)全尾砂膠結(jié)充填工藝，充填材料為尾砂和膠固粉。膠固粉與尾砂漿按一定配比攪拌均勻，并自流輸送至井下采空區(qū)。

1 存在的問(wèn)題

隨著礦山的生產(chǎn)，礦石性質(zhì)發(fā)生了較大的變化，引起了后續(xù)選礦、充填等一系列問(wèn)題。

根據(jù)前期的試驗(yàn)研究，礦石磨至-200目80%即可選出品位66%以上的鐵精礦，但實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，要獲得品位66%以上的鐵精礦，磨礦細(xì)度需達(dá)-200目90%。磨礦細(xì)度的提高，濕尾粒度隨之變細(xì)，充填深錐濃密機(jī)底流濃度下降，且CaO、MgO含量均超過(guò)11%，充填料漿流動(dòng)性變差，導(dǎo)致充填濃度低，單位空區(qū)充填尾砂量減小，富裕出的尾砂無(wú)處排放，而且為保證空區(qū)充填強(qiáng)度，低濃度、細(xì)尾砂漿需加大膠凝材料用量，增加充填成本［1-2］。

2 解決方案

2.1 增大一段干選廢石量

礦山每噸原礦的選礦加工和尾砂充填成本按65.61元計(jì)，每噸精礦售價(jià)按1 191元計(jì)。

目前，井下出礦平均品位約20.84%、磁性鐵含量約13.65%，其中-2 mm粉礦產(chǎn)率30.18%，一次干拋尾礦品位5.71%、磁性鐵含量3.15%、-2 mm產(chǎn)率9.49%，最終精礦品位65.24%、磁性鐵含量61.90%。

按后續(xù)選別磁性鐵回收率99%計(jì)，簡(jiǎn)單、靜態(tài)推算，磨選干拋廢石產(chǎn)出的鐵精礦價(jià)值正好覆蓋加工成本所對(duì)應(yīng)的干拋廢石磁性鐵品位為3.45%，即拋出廢石的磁性鐵含量低于3.45%，選廠將產(chǎn)生正經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)可減少濕尾砂量，有利于實(shí)現(xiàn)采充平衡。

選廠現(xiàn)一次拋尾磁性鐵品位為3.15%，低于經(jīng)濟(jì)平衡品位3.45%，只要新增拋尾品位低于該品位，加大拋尾量，可減少濕尾產(chǎn)生量，緩解充填尾礦過(guò)剩問(wèn)題（以上分析忽略了粗粒干尾外售的效益）。

2.2 尾礦分級(jí)

用旋流器對(duì)全尾砂進(jìn)行粗細(xì)分級(jí)，沉砂用于井下充填，從而提高尾礦充填濃度，降低充填灰砂比，較少企業(yè)充填成本；旋流器溢流進(jìn)行綜合利用，確保尾礦不外排，保護(hù)了環(huán)境。濕尾旋流器分級(jí)結(jié)果見(jiàn)表1。

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從表1可知，選廠濕尾-74、-38μm粒級(jí)產(chǎn)率分別高達(dá)89.32%及77.02%，在此粒度下的充填濃度為58%，對(duì)應(yīng)的充填灰砂比為1∶5；沉砂產(chǎn)率為60%，-74、-38μm粒級(jí)產(chǎn)率分別為56.16%、40.41%，粒度明顯變粗，充填濃度提高至65%，對(duì)應(yīng)的充填灰砂比為1∶8，滿足充填強(qiáng)度要求。產(chǎn)率為40%的旋流器溢流可用于后續(xù)資源化利用。

2.3 細(xì)粒尾礦資源化利用［3-6］

2.3.1 技 術(shù)

細(xì)粒尾礦-74、-38μm粒級(jí)產(chǎn)率分別高達(dá)98.44%和90.92%，主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表2。

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本著資源綜合利用，建設(shè)節(jié)約型、環(huán)境友好型礦山的理念，推薦的細(xì)粒尾礦綜合利用方案：

細(xì)粒尾礦首先利用無(wú)動(dòng)力連續(xù)排礦離心選礦機(jī)富集分離出重礦物，同時(shí)降低礦泥對(duì)后續(xù)選礦作業(yè)的影響，然后再利用浮選選出重礦物中的硫化物，獲得硫精礦，再用磁選工藝選出中低品位鐵精礦，該鐵精礦可配入選廠精礦或進(jìn)一步經(jīng)浮選或焙燒處理獲得合格鐵精礦。

經(jīng)預(yù)富集和磁選產(chǎn)生的再選尾礦直接進(jìn)入旋流器分級(jí)，旋流器的底流、+600目尾礦進(jìn)入XMZG900/2000型隔膜壓濾機(jī)脫水，脫水產(chǎn)品為建材石粉，-600目尾礦經(jīng)濃縮板框壓濾脫水機(jī)脫水后，進(jìn)入人造石材生產(chǎn)系統(tǒng)。

細(xì)粒尾礦資源化綜合利用技術(shù)路線流程見(jiàn)圖1，綜合利用各產(chǎn)品指標(biāo)見(jiàn)表3。

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2.3.2 經(jīng)濟(jì)

（1）項(xiàng)目總投資預(yù)計(jì)1 000萬(wàn)元。

（2）項(xiàng)目產(chǎn)值：①尾礦處置費(fèi)150萬(wàn)元；②硫精礦銷售額15萬(wàn)元；③鐵精礦銷售額80萬(wàn)元；④建材石粉銷售額72萬(wàn)元；⑤人造石材銷售額375萬(wàn)元；⑥年運(yùn)行成本300萬(wàn)元。因此，項(xiàng)目年效益392萬(wàn)元。

3 結(jié) 論

（1）某地下磁鐵礦礦山采用充填采礦法開采。隨著礦石性質(zhì)的變化，充填料漿流動(dòng)性變差，導(dǎo)致充填濃度低，單位空區(qū)充填尾砂量減小，富裕出的尾砂無(wú)處排放，且膠凝材料用量大。

（2）為了解決多余尾礦的出路問(wèn)題，提出了增大一段干選廢石量、細(xì)粒濕尾分級(jí)、粗粒用于充填、細(xì)粒資源化利用的一攬子解決方案。

（3）干選廢石可作為建材出售，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；粗顆粒尾礦用于井下充填，充填濃度可由58%提高至65%，灰砂比由1∶5降低至1∶8，充填性能、充填效果顯著優(yōu)化；細(xì)粒尾礦進(jìn)行資源化綜合利用。

（4）項(xiàng)目具有投資少、效益高、風(fēng)險(xiǎn)小的特點(diǎn)，可有效解決尾礦充填、排放等問(wèn)題，年效益392萬(wàn)元。