磁铁矿尾矿再选资源化

我国矿山排放的尾矿中, 铁尾矿量达26亿t, 我国重点磁铁矿选矿厂的尾矿成分显示 (表1) , 尾矿中平均铁品位约为10% (实际上表中磁铁矿尾矿的品位已经高于某些已开采的超贫磁铁矿的品位) 。即在堆存的26亿t铁矿尾矿中, 至少含有2.6亿t铁。按全国铁精矿平均品位63.25%折算, 相当于4.1亿t铁精矿。依据国土资源部《矿产资源储量规模划分标准》, 铁矿尾矿中蕴藏的铁金属量相当于8座大型 (矿石储量≥1亿t) 贫铁矿 (按我国铁矿石平均品位32%折算为矿石) 。

如果对磁铁矿尾矿进行再选, 将尾矿铁品位由10%降为7%, 以年处理铁尾矿2000万t计算, 将回收90万t铁精矿/a (按我国铁精矿品位66%折算) , 按800元/t (11月迁安价) 计价值7.2亿元, 经济价值明显。

铁尾矿库本身就是环境污染源, 除占用大量土地、污染大气和地下水、破坏生态景观外, 尾矿库还是危险隐患, 严重威胁人民群众的生命财产安全。例如山西省襄汾县新塔矿业有限公司尾矿库, 2008年9月18日发生特别重大溃坝事故, 造成重大人员伤亡。

磁铁矿尾矿再回收利用, 将其中的一部分铁回收, 一方面可以增加企业的经济效益, 一方面减少了尾矿的排放, 进而减少了占地面积, 延长尾矿库的服务年限, 减少尾矿排放对环境的影响, 节约环境治理费用, 降低了危险隐患, 是一项利国利民的工作。

我国铁矿石短缺和国际铁矿石价格高涨, 是促进磁铁矿尾矿再选的主要动力。由于过去生产技术水平较低, 磁铁矿品位低、贫、细、杂现象普遍相对难选, 我国磁铁矿选厂金属回收率低, 几十年来有相当一部分资源流失到尾矿中。随着科技进步, 现有技术条件下可以部分回收铁资源, 技术能否应用的关键是生产成本的高低。

我国累计查明的铁矿石量中, 有近一半来自沉积变质型铁矿床, 以鞍山式铁矿为主, 主要在鞍本和冀东地区。鞍钢和首钢的部分磁选厂, 已进行了磁铁矿尾矿再选的研究。

鞍山地区铁矿资源量丰富, 开采历史悠久, 现在的尾矿累计堆存量已达到6亿t以上, 目前每年尾矿排放量仍接近4000万t。尾矿分为赤铁矿和磁铁矿两大类。对大孤山磁选矿厂采用盘式磁选机粗选, 粗精矿再磨后经脱水槽、磁选机、细筛再选, 每年可回收品位在60%左右铁精矿8万t。

本钢歪头山铁矿选矿厂为充分利用资源, 在尾矿流槽中安装1台盘式磁选机, 直接从选矿厂尾矿中回收粗精矿, 尾矿品位降低0.56% , 回收粗精矿产率2.46%, 可实现年产值588万元。

首钢水厂铁矿地处河北迁安境内, 铁矿年产矿石1100万t;大石河铁矿, 年产矿石800万t。水厂和大石河尾矿库共堆存了约2.2亿t、TFe品位在10%左右的尾砂。如果尾矿库中尾矿全部再选回收利用, 预计可回收铁金属量660万t, 相当于生产品位66%的铁精矿1000万t。

水厂铁选厂尾矿回收流程见图1。尾矿高效回收新工艺共投资765万元, 实际精矿单位生产成本为86.30元/t。选厂每年处理原矿1100万t、尾矿量787万t, 尾矿经过再选后, 将生产出品位66.95%的铁精矿28.8万t, 回收金属量19.28万t, 800元/t (11月迁安价) 计价值2.3亿元。按原矿品位25%计算, 年回收铁折合原矿量77万t, 每年少排尾矿量28.8万t, 每年减少占用尾矿库库容9万m³左右, 环境效益明显, 且尾矿再选生产成本低于原矿生产成本, 是磁铁尾矿回收的范例。