铁尾砂分级利用新工艺

铁尾砂分级利用新工艺

——磨后尾砂分级综合利用浅析

（董忠宏泰集团工艺设计师）

铁尾砂作为磨矿工艺的废弃物，多年以来均不被生产企业重视。加上设计工艺时对尾矿加工处理方式单一，致使尾矿砂即使经过干排工艺后，其干排砂也因粒级偏细、和易性差、含铁量高、含泥量大等诸多劣势，而始终处于机制砂产品中最低级层次，产品附加值极低。再加上多年以来的铁精粉一直是高价位运行，选矿企业铁精粉的高利润相对比尾砂的商品价值，管理者根本就看不到眼里，因此，全国市场的尾矿砂虽然有些地区在加工利用，但是却远远没有达到充分利用的水平。

我作为业内人士，从山东到河北，再到内蒙。对尾砂利用较好的地区当属唐山的遵化市。在这里，卵石制砂、铁尾矿制砂、以及干选尾料制砂工艺被大范围应用，由于其临近北京及天津独特的地理优势，因此，这里的砂石利用产业很成熟。但是，由于众多企业均为小型企业，大都是由小型选矿厂改造而成，所以，其产业虽然成熟，但是工艺却很落后，尤其是对细尾砂的综合利用程度，仅仅处在初级阶段。

自2014年开始，根据京津一体化的进程，北京周边的保定、唐山、廊坊、张家口、承德五个城市，根据国家的环保要求，均在大力整治这些小型的碎石加工企业和制砂企业。到2015年7月，遵化市的制砂企业开工率不足10%。很多企业复产无望，基本上都被列入了淘汰企业名单。仅存的几家具有规模的矿山固废综合利用企业，也因尾矿其附加值偏低，在铁精粉市场持续走低的形式下，盈利能力也持续降低。

现在遵化这里的矿山加工企业，均采用尾砂干排脱水工艺，采用0.35mm筛孔的高频脱水筛，生产0.15~3mm的尾矿砂。但是由于脱水筛独特的脱水原理，其产品含泥量偏高，以及其铁含量较高，虽然尾砂机制砂硬度较高，但是由于其有害物质的影响以及含泥量的无法达标，致使尾矿砂无法被混凝土搅拌站以及其他使用单位大范围应用。

根据近几年对尾矿砂加工工艺的研究，以及数个选矿单位的实际工艺设计，在多年的尾矿处理过程中，积累了大量的生产数据和经验。通过潜心研究和总结，现将尾矿砂（磨矿段）综合利用的思路整理如下

一、工艺流程简介：

现有尾矿浆基本上都是采用含砂直排方式，用大功率渣浆泵直接输送至尾矿库或送至干排车间，进行脱水干排。原工艺设计中，泵功率及管道磨损，尾矿库维护，是尾矿处理的3大成本。其占到整个选矿成本的15~20%左右。

新分级筛选工艺，是将尾矿浆在送入尾矿池前，先进行直接脱水干排，采用双层直线脱水筛，将8目以上及8-42目的中、细砂分选出来，这样将大大降低矿浆浓度，并能有效节约尾矿拍矿过程中的补给水，矿浆总量的有效降低率可达30%，矿浆浓度可降低15%以上。

通过泵型修改，可比原有工艺降低30%的泵送功耗、50%以上的管道磨损费用，以及75%以上的尾矿库维护成本。仅此一项，即可为企业节约8~10%左右的

总生产成本。

筛下矿浆通过泵送输送到指定地点，然后通过小直径旋流器组和高频激振脱水筛，将42~150目超细砂筛选出来，筛选矿浆通过二次旋流分级，将150~325目的矿粉直接输送至矿泥储料池或通过压滤生产出合格的产品，用以加气混凝土生产制作。

旋流器溢流及将-325目的矿泥浆排到尾矿库或沉淀池中，可利用自然沉淀，得到70%以上的回水。或者集中到浓密设备中，进行脱水压滤，则可以得到90以上的回水利用。

尾矿浆→双层直线脱水筛→尾矿泵→一级旋流器→高频激振脱水筛→二级旋流器→矿粉→尾矿直排→压滤→回水利用

二、尾矿砂的高效利用及产品类型

1、磨矿尾砂采用除铁除泥新工艺，加工生产合格的建设用砂：

磨矿工艺产出的尾矿砂，大多为0.35~3mm。该范围尾砂，产品附加值低的主要原因在于其磁性铁含量超标和含泥量超标。因此，只要将其中的磁性铁元素全部提纯，然后将含泥率控制在规定范围内，因其大部分经过球磨机，具有类似于河砂的较圆滑表面，大多呈球形，且级配均匀，在配制砂浆过程中只需少量胶凝材料包裹以及少量的拌合水，粒径级配合理的磨后尾砂无疑是替代河砂生产干粉砂浆最好的骨料。

通过高梯度磁选机、高频激振脱水筛以及相应的喷淋水洗工艺，就可以生产同河沙使用效果近似的建设用砂。该砂若不经过二次分级，则可以直接投放到建筑市场，当做混凝土、砂浆的骨料直接使用。

现行的尾矿砂市场售价一般在15~25元/吨，而河沙市场售价一般在35~40元左右。若是采用先进工艺用磨后尾砂加工成合格的机制中砂，市场售价可达30元以上，将会大大提高尾矿砂的产品附加值。

2、尾砂多级筛分，加工生产商品用砂及矿粉产品

除铁后的磨矿尾砂经过多级筛分，使尾砂产品由单一品种变为多品种，针对尾矿砂的不同粒级，投放不同的产品市场，可获得比原来高数倍的产品附加值。

8目以上的中砂，约占整体尾矿的25%，可直接作为建筑粗砂投放建材市场，其市价比未分级尾砂提高20%以上。

8-42目细砂，约占整体尾矿的28%，是普通预拌砂浆最佳的骨料。可直接进行深加工过出售给预拌砂浆企业，其市价约在40~45元/吨，比混合尾砂价值提升两倍以上。若是自行深加工生产预拌砂浆，其附加值均在60元以上。

42~150目超细砂，约占整体尾矿的25%，可作为预拌保温砂浆及其他特种预拌砂浆的骨料，同样可直接深加工过出售给预拌砂浆企业。其市价比8~42目细砂略高。若是自行深加工生产特种预拌砂浆，其附加值均在70元以上。

150~325目矿粉，约占整体尾矿的17%。经过分级得到的该范围产品，是生产砂加气混凝土的主要原材，其比例占到砂加气混凝土的70%左右。若是根据产量同步生产加气混凝土，可最大化的利用分级产品。将原来当做尾矿废弃物的矿泥充分利用。并大大提升其产品价值，增加企业竞争力，为企业创造良好的经济效益，也同时能将选矿企业由原来的资源型向循环经济类型转型。

325目以下的矿泥，约占整体尾矿的5%。现阶段我国尚无非常完善的利用产品。但是，通过和页岩烧结砖厂家沟通，以及有关企业和农科研究机构探索。其应用范围及其广泛。诸如作为原料可被烧结砖厂家大批量应用，以及通过深加工，将该部分可以作为土壤改良剂有效的改良土壤结构，优化土壤有效成分，使砂性