铁尾矿处理

铁尾矿处理
一、相关问题
1. 尾矿品位
2. 其他有价元素含量
3. 主要伴生元素含量
二、研究现状
我国铁矿资源嵌布粒度细,一般需经二段磨矿,少数三段磨矿、选别,因此除预选抛出部分粗粒尾矿外,大部分选矿排出和堆存的尾矿粒度较细,一般尾矿粒度在< 0.1～0.74 mm 占50 %～75 % ,仅长江中下游一带尾矿粒度较粗.
1. 混凝土骨料，舞阳矿业公司的马茂君等人［1］对公司堆存的尾矿和围岩是否可以作为混凝土骨料进行实验室及工业试验，结果表明，所配制的混凝土完全满足设计要求，每年可创造可观的经济效益。

武汉工业大学以利用程潮低硅铁尾矿生产加气混凝土生产出符合国家标准的加气混凝土。

鞍钢矿渣砖厂利用大孤山选矿厂尾矿配入水泥、石灰等原料,制成加气混凝土,其产品重量经、保湿性能好,该厂年产10万m3 的加气混凝土车间,尾矿用量约3万t/ a [2] 。

邯郸市建筑科学研究所利用铁尾矿代替混凝土中的细级料,并得到了初步成功。

马鞍山矿山研究院利用齐大山选矿厂铁尾矿加入一定的配料(碎石、砂子、粉煤灰及粘土)及石灰,经一定的处理后作为路面基料,并在沈阳至盘山的12km路段进行了工业实验,经公路部门的测定表明,已达到了二级公路对路基的强度要求。

2. 制砖材料，梅山矿业公司与科研院所合作，对堆存的铁矿尾矿性质进行研究，并进行了细粒尾矿作为黏土替代品烧制砖瓦的工业试验。

结果表明，尾矿在烧结砖中的掺量为10%; 制成的尾矿砖呈铁红色，无开裂变形等现象，其抗压强度达到5．88 ～6．87 MPa; 同时利用尾矿和黏土混合制成的砖，尾矿掺入量达50%，该砖抗压强度达6．87 ～7．85 MPa，均超过了普通黏土砖的指标。

鞍钢矿山公司大孤山选矿厂,较早就开始利用尾矿为主要原料进行尾矿砖的试验研究[ 3 ] 。

以含铁尾矿为主,加入适量的CaO活性材料,经一定工艺制得尾矿砖。

中南工业大学也对铁尾矿进行了蒸养砖的研究,试验主要采用常压蒸养固结的方法[ 4 ] 。

姚树刚等人利用鞍山地区的铁矿尾矿进行了三免尾矿砖的研究,并对尾矿砖的作用机
理、工艺过程、质量控制及产品物理力学性能等进行了试验研究。

其各项性能符合JC153275MU10 标准要求,已通过省级技术鉴定[5 ] 。

山东理工大学的刘凤春等人[ 6 ]对金岭铁矿尾矿进行分析研究,将其与炉渣、河砂以及石灰按照不同的比例混合后制成了免蒸免烧砖。

3. 水泥填充材料，山东枣庄某水泥厂［7］采用铁尾矿来部分代替铁矿粉生产水泥，不仅产品质量达标，而且单位能耗和生产成本明显下降，实现了资源开发的合理利用，减少了对环境的污染。

辽宁工源水泥集团采用适当的措施,新型干法水泥生产线完全可以用铁尾矿替代传统的硅质、铁质材料,生产熟料较好,可以稳定生普通52. 5级等高标号水泥[ 8 ] 。

潘一舟等人利用杭州闲林埠含钼铁矿石尾矿代替水泥用原材料,进行配制水泥的试验研究。

并在实验室研究基础上进行了工业性试生产。

探索出适合于工业生产的工艺参数和尾矿掺量[ 9 ] 。

山东冶金科学研究院[ 10 ]利用从刘岭铁矿尾矿中回收的品位大于20%的含铁物料,不再进行磨选铁精矿,而是代替部分粘土质原料生产硅酸盐水泥,使尾矿排放量减少至43. 52% , 铁的回收率由70. 89%提高到84. 62%。

不仅减少了水泥生料配料中铁矿粉的用量,而且降低了生料粉磨能耗,实现了资源开发利用的优化配置,对减少环境污染,实现可持续发展有着重要意义。

4. 微晶玻璃和陶瓷，尾矿中若含硅、钾、钠较高，可将其用作生产玻璃的主要原料。

利用尾矿生产微晶玻璃是一种高附加值的尾矿利用途径［11］。

中国地质科学院尾矿利用中试基地,利用首钢某铁矿的尾砂研制烧出优美的黑棕色工业陶瓷和日用陶瓷,其成品符合部颁标准,已投入批量生产[ 12 ] 。

许荣奎利用马鞍山向山硫铁矿摇床尾矿进行了彩釉墙地砖的试验研究。

试验表明,产品的吸水率、耐急冷急热、抗冻融等项指标均达到标准要求[ 13 ] 。

曹永民等人利用铁矿尾矿进行了尾矿铺地花砖的研究。

同时又对该砖可能发生的泛霜现象进行了探索,提出了掺加一定外加剂可防止泛霜的发生且增加制品强度[ 14 ] 。

马钢姑山铁矿利用特细尾矿砂生产建筑装饰面砖,可做成各种彩色人造大理石饰面砖[ 15 ] 。

任吉庆利用威海市铁矿排放的废料尾矿渣,进行了釉面砖瓦制作工艺可行性的试验研究。

主要制作工艺是原料配备、毛坯成型、釉面加工、热气干燥、熔融结晶等,且具有原料广泛、工艺简单、成本低廉的特点[ 16] 。

邢军等人分别以铁尾矿和金矿尾砂为主要原料研究制备微晶玻璃材料的方法,并成功制成了主晶相为透辉石相的黑色尾矿微晶玻璃和主晶相为尖晶石、顽火辉石固溶体的微晶玻璃[ 17, 18 ] 。

沈阳建筑工程学院建材系[ 19 ]利用尾矿进行了生产建筑微晶玻璃的试验研究,结果表明,利用尾矿可以生产建筑微晶玻璃,尾矿掺量达65%以上,且可采用的复合晶核剂种类较多,范围较广。

河北理工大学张锦瑞教授[ 20 ]对唐山地区的铁尾矿成份进行了分析,选择合理的热处理工艺来利用铁尾矿试制微晶玻璃,使基础玻璃有效地成核和晶化,进而制得细小晶体均匀分布的微晶。

梅山铁矿同中国地质科学院尾矿利用中心合作在实验室研制出白、黑、红、蓝等 4 种色调微玻岩。

北京科技大学利用大庙铁矿尾矿为原料,在实验室制出了玻化硅。

制备陶粒[21], 北京大学2010年，制备的陶粒用于曝气生物滤池。

5. 土壤改良、肥料，井下填料，例如莱芜矿业有限公司马庄铁矿［22］。

马鞍山矿山研究院在国内率先进行了利用磁化铁尾矿作为土壤改良剂的研究工作。

试验表明,磁化尾矿施入土壤后,提高了土壤的磁性,引起了土壤中磁团粒结构的变化,尤其是导致“磁活性”粒级和土壤中铁磁性物质的活化,使土壤的结构性、孔隙度、透气性均得到改善。

田间小区试验和大田试范试验表明,土壤中施入磁化尾矿后,农作物增产效果十分明显,早稻平均增产12. 63% , 中稻平均增产11. 06% , 大豆增产15. 5%。

该院又将磁选厂铁尾矿与农用化肥按一定的比例相混合,经过磁化、制粒等工序,制取出了磁化复合肥,并在当涂太仓生态村建成一座年产1万t的磁化复合肥厂,这种磁化复合肥深受当地农民的欢迎[ 23 ] 。

6. 植被复垦，河北理工大学对唐山地区铁尾矿的复垦植被作了大量工作,取得了很好成绩。

7. 污水治理，将尾矿泥放入城市污水中，矿泥能够把重金属离子吸附到尾矿的表面，进而形成沉淀物将重金属离子从污水中分离出来，有效的降低了污水中重金属的含量，达到了污水治理的目的[24]。

8.隔热墙体材料，邯郸铁矿尾矿采用淀粉糊化固化法处理, 可以制备出体积密度不超过0.85g /cm3, 耐压强度大于0.5MPa, 导热系数不超过0.18W / (mK)的轻质隔热墙体材料[25]。

王应灿等[26]以铁尾矿、废旧聚苯乙烯泡沫为主要原料，普通硅酸盐水泥为胶凝剂，制备的轻质隔热保温材料。

9. 生产卫生洁具，沙河市铁矿尾矿属白云母和伊利石的中间矿物。

经试验研究, 此铁矿尾矿各项生产指标均达到了生产卫生洁具相应的控制指标, 能够生产出性能优良的高档卫生洁具, 这样既达到了节能降耗的目的，又为企业创造了可观的经济效益[27]。

10. 日本公害资源研究所制出了用尾矿作轻质多空材料的专利[28]。

11. 尾矿再选，将其中的铁及其他有价元素回收，此部分作为研究入手点可行性不高。

12. 制备耐火材料，大连理工大学2009年，镁橄榄石耐火材料[29]。

13. 制备胶结材料，清华大学2010年[30]。

在利用铁矿尾矿之前, 对其所含选矿药剂和油类, 应采取适当措施妥善处理。

在利用铁矿尾矿时,其物理化学性质和矿物组成(包括有用矿物和微量有害元素) 要基本符合于利用途径的要求: 例如用来制作建筑材料的铁矿尾矿, 其放射剂量应该不致危害人体健康; 利用尾矿制作建筑材料时, 必须注意回收尾矿中所含微量的有用金属和稀、贵金属。

为此, 在利用铁矿尾矿时, 应对铁矿尾矿进行化学成分的全分析、粒级组成的分析、药剂和油类含量的分
析, 并对其比重、容重、孔隙率、压实系数、渗透率、水解难易度等进行测定。

参考文献
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