我国铁尾矿综合利用研究进展

１ 尾 矿堆存原 因分析
１ １ 矿石 性质 复 杂 ．
矿 ， 矿技术 和 资 源 整合 技术 的进 步 是 关 键 。技 术 选 以及设 备 的瓶 颈一直 是 导致铁 尾 矿大量 堆 积 的重要
因素 。铁尾 矿 资源 化利 用过 程 中需解 决 的技术 问题 包括 ： 经济 高效 地综 合 回 收矿 山 固体 废 弃 物 中铁 元 素 的选 矿技 术 ； 成 本 、 用 量 、 销 对 路 的 尾矿 建 低 大 适 材 产 品开 发技 术 ； 区生 态环 境 综 合 整 治 与 生 态恢 矿 复技 术 ； 山废 水 治理 与循 环利 用技术 ； 废 和少废 矿 无
大量的尾矿 ， 因此尾矿主体 的综合利用仍是需要考 虑 的重要 问题 。
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总 第 ５ ０期 １
现代 矿 业
２１ ０ １年 １ ０月第 １ ０期
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点， 以代 替通 常水 泥 配方 中使 用 的铁粉 ， 消耗 尾矿 但
的量不 大 ； 二是利 用 尾矿 代替 水泥 原料 的主要 成分 ，
术 大 致分 为 以下几种 ： 磁流程 、 选一 磁选联 合 流 全 重
６ ．８ 和 ３ ．９ 的强 磁 性铁 精矿 ， 铁 品位 和 铁 ２８ ％ ２５％ 及 回收率分 别 为 ５ ．７ 和 ５ ３ ％ 的弱磁性 铁精 矿 。 １８％ ．６
２ ２ 其 他有 价元 素的 回收 ． 由于 原矿 性 质不 同 ， 尾矿 中主要 金 属 元素 的含
图 １ 云 南 某 赤 铁 矿 尾 矿 再 选 工 艺 流 程
管 通过再 选 可 以回收 部 分 有 价金 属 ， 不 足 以消 耗 但
１ 磨 矿 采 用 格 子 型球 磨 机 与 分 级 机 组 成 闭 段 路 ， 级机 溢 流 细度 为 一 ０ ０ ， 弱磁 和 强 磁 分 ２ ０Ｈ６ ％ 经
次资 源 的所 有 权 问题 不 明确 。一 般 来 说 ， 床 资 源 矿
得铁粗精矿。粗精矿给入第 ２段磨矿作业 ， ２段磨
矿 采用 溢流 型球磨 机 与 旋 流 器 组成 闭路 ， 流 细 度 溢 为 一２０目 ９ ％ ， 流进 入弱 磁 １ １ ， 得磁 铁 ０ ０ 溢 粗 精 获
精 矿 ， 矿进 入强 磁选 机 ， 磁选 精矿 给入 反浮选 作 尾 强
４ ８亿 ｔ ．９ 。若 以吨铁 消耗 成 品矿 １５ 计 ， 需 要 成 ．５ｔ 则 品矿 ７ ５ ． ８亿 ｔ而 ２０ ， ０７年 国 产 矿 产 量 折 合 成 品 矿 ３ ８ ｔ矿石 缺 口达 近 ４亿 ｔ 。我 国铁 矿 资源 的特 ．亿 ，
量高 ， 多组 分共 生铁 矿石 占了很 大 比重 ， 且有 用组 而 分 嵌 布粒度 细 ， 因此采 选难 度 大 、 率 低 、 品质 量 效 产 差 。如 宁 乡 式 铁 矿 等 ， 占 我 国 铁 矿 总 储 量 的 约
矿 。可 从 尾 矿 中 获 得 铁 品 位 和 铁 回 收 率 分 别 为
目前 铁 精 粉 价格 较 高 ， 而传 统 的选 矿工 艺 已经 成熟 ， 很多 以前 因为经 济 和 技 术 问题 而难 以处 理 的 尾矿 ， 通过 优化 流 程 ， 良生产 设 备 ， 改 预先 处 理 等 手 段 ， 在可 以作 为二 次资 源再重 新利 用 。分析 表 明 ， 现 目前 的技 术经 济条 件 下 ， 国铁 尾矿 回 收再 选 的 临 我 界全 铁 品位 为 ７ ， ％ 即对 于铁 品位 ７ 以上 的铁 尾 矿 ％ 可根 据实 际情 况 进 行 开 发 利 用 ｊ 。常 用 的 回 收 技
尾矿
盛 选
＿厮
粗 选
Βιβλιοθήκη Baidu尸—
尾矿
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ｌ —
中矿
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高 品位 稀 土 精 矿
图 ２ 从 尾 矿 中 回收 稀 土 工 艺 流 程
广州有色金属研究院在包钢尾矿坝回水泵站附
近 取 样 ，该 矿 样 粒 度 较 粗 （一 ０ ０ ４ ｍ 占 ． ７ ｍ
５ ．９ ） 再 磨 后 采 用 碳 酸 钠 、 玻 璃 、 硅 酸 钠 、 １１％ ， 水 氟 羟肟酸 等药 剂 ， １次 粗 选 、 精 选 和 强 磁 、 浮 经 ５次 反
选 ， 以获 得 品位 为 ６ ．７ 、 收率 为 ４ ．４ 的 可 ２７％ 回 ２３％
高 品位 稀 土 精 矿 和 品 位 为 ２ ．９ 、 收 率 为 ９ ９％ 回 ３ ．２ ６ ５ ％稀 土 次精矿 。其 原则 流程 见 图 ３ 。 ２ ３ 尾 矿砂 的利 用 ．
尾 矿本 身 的性 质决 定 了其 主体 部 分 为砂 石 ， 尽
归 国家所有 ， 资者 按 国家 要 求 与规 定 通 过 审 批 可 投 获得 开采 权 ， 而尾矿 等 资源 的归属 不 明确 ， 山不 开 矿
发 ， 人也 无法 合理 取得 开发权 ， 也是 制约 矿 山尾 别 这
业 进一 步 提 质 降杂 。反 浮 选 流程 为 １粗 １精 １扫 。
１％ ， ２ 占我 国红 铁矿 储 量 的 ３ ％ ， 石 结 构 为鲕 状 ， ０ 矿 有 害杂质 磷含 量较 高 ， 成这 部 分 铁 矿 资 源 的 闲 置 造
和浪 费 。
点是贫矿多 、 富矿少 ， 大部分是共 、 伴生矿石 ， 一般难 于 直接 用于 钢铁 生产 ， 常需 要选 矿处 理 。 通
目前 国 内 铁 矿 尾 矿 产 出 率 平 均 高 达 ７ ％ 以 ０ 上 由于 尾矿综 合 利用率 很低 ， 量 尾矿堆 放 于 。。 大
（ ） 石类 型 多 ， 有 稀 土 、 等 多 种金 属 。如 ３矿 含 铌
包 头 白云鄂博 铁 矿 为大 型多 金 属 共 生 复 合铁 矿 ， 其 中稀 土储 量 居世 界 首 位 。这 部 分 矿 石 分选 复 杂 ， 部
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总 第 ５０期 １
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旦箜 塑
我 国铁 尾 矿综 合 利 用研 究 进 展
曹 惠 昌 郑 竞。 高 淑玲
（． １ 中煤 国际工程集 团沈 阳设计研 究院；． ２ 中信重工机械股份有 限公 司 ；． ３ 东北 大学资源与 土木 工程 学院）
１ ３ 政 策 问题 ．
我 国有关 政 策法规 对 矿 山尾 矿 等 固体废 料 的利 用 与管 理只作 了原则性 规 定 ， 既没 有强 制性 措施 ， 也 缺乏 有效 的鼓 励 与 扶 持 政 策 。 比如 ， 矿 山尾 矿 资 对
曹惠 昌（９ ９ ） 男 ， １７ 一 ， 工程师 ，１０ ５辽宁省沈 阳市沈河 区先农 １０ １
矿石 有 ２ ％小 于 ０ ０ ０ １ Ｉ 闪 石 型 铁 矿 石 有 ４ ％ ０ ． １ Ｉ ， ＴＩ Ｆ ０
采选工程技术 ； 尾矿资源整体 综合利用 技术 ； 矿 尾 库 、 土 场灾 害预警 与 控制 技术 ； 排 细粒 铁尾 矿 筑坝 工 艺及 筑 坝安全 技术 等 － 。 ｏ
摘 要
近年 来我 国铁 尾矿 的 堆存规 模 逐年 加 大 ， 不仅 占用 了大量 的 土地 ， 造 成 了严 重的环 还
境 污染 。 因此 对其 进行 治理 与 综合 利 用愈 来愈 受到人 们 的关 注 。论 文 分析 了我 国铁尾 矿产 生的原 因及 其 资源化 利 用过程 中存 在 的 问题 ， 系统地 介 绍 了从铁 尾 矿 中回 收铁 元 素 和其 他 有 价 元 素 的 工 艺流程及 技 术指 标 ， 同时还 对尾 矿砂 在代 替 或制备 建 筑材 料等 方 面的应 用进 行 了探讨 。 关键 词 铁尾 矿 综 合利 用 资 源化利 用
尸—
一
般尾 矿成 分不 完 全 符 合 水 泥 配方 ， 往往 需 要 另 外
矿 品位在 ３ ％左 右 ， 矿 品位 ６ ％ ～６ ％ ， 是 回 ０ 精 ３ ５ 但
收率 仅 为 ６ ％ ～８ ％ 。又 如 山西 太 古 岚 矿 区 的袁 ０ ０
家 村铁 矿石 ， 物嵌 布 粒 度 细 ， 中磁 铁 、 铁 矿 石 矿 其 赤
粒度 为 ７ ％ ～８ ％ 小 于 ０ ０ ３ １１， 中石 英 型 铁 ５ ０ ． ４ Ｔ Ｉ其 Ｉ Ｔ
量 和存在 形 式也不 同。 国内众多 的选 矿厂 和科研 单
程 、 选一 磁选 联合 流程 、 浮 重选 一磁 选一 浮选联 合 流
程等。
位对不同尾矿 中金属的回收做 了大量研究工作。
稀 土研 究 院 、 钢科 技 处 和包 钢 选 矿 厂从 尾 矿 包 坝取 样后 进行 了选 矿小 型试 验 研 究 。采 用 水玻 璃 、 Ｈ晒 药剂 组合 ， １ 等 经 次粗 选 、 精选 ， 终 获得 了 ３次 最 品位 ６ ．４ 、 ０４ ％ 回收率 ６ ．３ 的高 品位稀 土精 矿 和 １２ ％ 品位 ２ ． ２ 、 收 率 １． ５ 的 低 品 位 稀 土 精 ７ ４％ 回 ６ ２％ 矿 。其原 则流 程见 图 ２ 。
坛路 ｌ 。 ２号 ６８
源的利用 ， 由于缺少 资金和技术 ， 不能开发利用 ， 但
曹惠 昌 郑
竞等 ： 国铁 尾 矿综 合利 用研 究进展 我
２１ ０ １年 １ ０月第 １ ０期
其他人也不能介入 ； 一些矿山已利用尾矿资源， 却不 能得 到优 惠政 策等 ， 以及 许 多 现有 的矿 山尾 矿 等 二
最终获得了铁品位５ ．％ 、 回收率 ３ ． ％的技术 ７５ 铁 ７２
指标。 王 国生 等对 四川某 铁尾 矿进 行铁元 素 回收 的选
矿资 源综 合利 用 的关 键 问题 之一 。
２ 铁尾 矿 综 合 利 用 进 展
２ １ 从铁 尾矿 中 回收 铁 元素 ．
矿 试验 Ｌ 通 过 细筛 预先 分 级 ， 粒 物 料 经 过 重 选 ｌ 引， 粗 给 入磨 矿 ， 后 利 用 浮 选 脱 硫 ， 后 磁 选 得 到 铁 精 然 最
尾 矿坝 中 ， 不仅 占用 大量 土地 ， 同时会 消耗 大量 资金
用 于尾 矿坝 的建设 和维 护 。更 值 得 关 注 的是 ， 矿 尾
在 堆放 过程 中 ， 中的有 害物 质 发生迁 移 与转 化 ， 其 不
可 避免 地对 周 围环境 造 成污染 。此外 溃坝 会直 接危
分含有铁 以及其他稀有金属 ， 要求分选工艺苛刻 ， 经 济 成本很 高 ， 因此 大部 分矿 石作 为尾 矿处 理 ， 时难 暂
小 于０ ０ ０１ １ ． １ Ｉ ［ Ｔ 。 ｎ
近 １ 来 ， 国钢铁 产 量 以每年 １ ％ 以上 的速 ０ａ 我 ０ 度在 增 长 ， 统 计 ， ０ ７年 我 国 生 铁 产 量 上 升 到 据 ２０
（ ） 石结 构复 杂 ， 、 氧化 硅 等 有 害 组分 含 ２矿 磷 二
尾 矿
云南某 铁尾 矿 以赤 铁 矿 为 主 ， 用 阶段 磨 矿一 采
阶段磁选一强磁精矿反浮选工艺流程 ， 使用脉动高 梯 度强 磁机 、 高效 射 流浮选 机 、 高频振 网筛等 先进设
备 ， 功地 实现 了 目的铁 矿 物 与非 目的矿 物 的有 效 成
分 离 。工艺 流程 见 图 １ 。
以被利 用 。 １ ２ 技 术 限制 ．
害 人 民 的生命 和财 产安 全 。随着 铁尾 矿堆 存规 模 的
不 断加 大 ， 所带 来 的 问题 ｆ趋 明显 ， 尾 矿 的治理 与 ３ 铁
综 合利 用愈 发 受到关 注 。
要 充 分利 用 铁 矿 尾矿 资源 ， 对 不 同性 质 的铁 针
我 国铁 矿床 成 因类 型 多样 ， 石类 型 复 杂 。具 矿
体 表 现如 下 。
（ ） 石 具有 矿物 组 成 复杂 、 布 粒 度 细 、 分 １矿 嵌 部 矿石 易 泥化 等特 点 ， 回收率 较低 ， 目前 尚未得 到有 效 开发 利用 。比如 ， 国的 鞍 山式 沉 积 变 质 铁 矿 石 原 我