鐵礦資源回收與尾礦綜合利用

目前，國內磁鐵礦石平均選礦比在2.6左右、尾礦量約占金屬礦產尾礦總量的50%。因此，有必要深入研究和探討如何提高鐵礦資源選礦回收率、綜合利用鐵礦尾礦，保護自然環境。

1 鐵礦資源儲量及供需狀況

1.1 資源儲量狀況

截至2002年底，我國保有鐵礦產地1995處，保有資源儲量578.72億t，其中基礎儲量213.57億t、儲量118.36億t。我國的鐵礦資源中，貧礦、難采、難選礦占有比例大，平均品位只有32.67%左右，低于世界平均品位11個百分點。截至2003年底，山東省查明鐵礦產地85 處，累計查明資源儲量22.27億t，保有資源儲量約20.5億t，其中保有經濟的基礎儲量8.74億t、儲量5.4億t，貧鐵礦占有比例60%。在當前經濟技術條件下，我國的鐵礦資源找礦前景不大，所以必須充分利用現有的鐵礦資源。

1.2 鐵礦石供需狀況

隨著我國經濟的發展，鋼鐵產量不斷提高，2003年我國生鐵、鋼、鋼材產量分別達到2.02億t、2.20億t、2.36億t，自產鐵礦石原礦2.61億t，成品鐵礦石自給率50%左右，進口鐵礦石1.48億t，占世界鐵礦石海運貿易總量的28%。近年來，山東省冶金工業也保持了高速發展，隨著鋼鐵產量的增長，鐵礦石供需矛盾日益突出，2003年全省成品鐵礦石需求量達2100多萬t，而省內74家鐵礦山的原礦產量為993.5 萬t、成品礦產量603.53萬t，鐵礦石自給率30%左右，低于全國平均水平。

2 山東鐵礦資源回收及尾礦利用情況

2.1 資源儲量及生產情況

山東省現有省屬以上鐵礦山8家，其中中央企業1家。2003年度完成采掘（剝）總量1009萬t，原礦產量620.4萬t，成品礦產量 332.5萬t（其中鐵精礦產量294.1萬t）。截至2003年底開采礦區19處，占全省查明礦區總數的22%，保有資源儲量461億t、基礎儲量 3.61億t、儲量2.49億t。

2.2 選礦工藝

8家鐵礦山中，7家礦山建有選礦廠10處，共有各種型號鄂式破碎機20臺、自磨機3臺、錘式破碎機5臺、圓錐破碎機9臺、球磨機44臺、磁選機68臺。原礦處理能力662萬t/a，2003年實際處理原礦644萬t（不含萊礦溫石埠、馬莊小選廠）。各選廠工藝狀況見表1。

2.3 主要指標完成情況及尾礦產出量

2003年度，山東省省屬以上礦山平均入選原礦品位34.88%、入磨礦石品位40.22%、精礦品位65.27%、尾礦品位13.4%（見表2）。合計尾礦產出量近260萬t，其中用于地下采空區和露天采坑充填的尾礦量65萬t、堆存量195萬t。2003年底，累計產出尾礦量3350萬 t，尾礦庫占地面積1.33km2。

注：因萊礦溫石埠選廠、馬莊小選廠加工外購礦石，產量少、指標不穩定，未參加計算。

2.4 主要成績

第一，在磨前濕式磁選工藝研究應用方面取得了顯著成績。在粗、中碎后干式磁選拋尾15%的基礎上，推廣了威海鑫山冶金公司鐵礦開發的磨前濕式磁選技術，經濟南鋼城礦業公司等3個礦山的生產實踐，成效顯著，平均可減少磨礦量近7%，年降低磨礦成本300多萬元（見表3）。

第二，在尾礦再選方面做了許多工作，并取得了明顯成效。魯中冶金礦業集團公司與馬鞍山礦山研究院合作開展了尾礦再選工藝試驗，采用強磁與重選結合的選礦工藝，可提高回收率4個百分點、降低尾礦品位8個百分點，現正在建設尾礦再選工程。魯南礦業公司于2001年投資70多萬元建成了尾礦再選生產線，采用兩段磁選工藝，鐵礦粉品位為32%，產率5%左右，尾礦品位降低 2.5個百分點。鋼城礦業公司的尾礦再選，鐵礦粉品位達55%以上，年產量1500多t。石門鐵礦委托青島建筑工程學院開展了尾礦再選試驗，采用尾礦再磨至-0.074mm達到75%，先弱磁選，再兩段強磁選，可生產品位為53.41%的鐵礦粉，產率9.5%，尾礦品位降低3.5個百分點。
第三，尾礦綜合利用方面取得初步成效。目前，鐵礦尾礦的主要利用途徑是用于充填井下采空區、露天采坑和地面低洼地帶。濟南鋼城礦業公司于1994年建成了全尾砂膠結充填系統，采用膠結充填采礦法，不僅解決了尾礦排放問題，而且提高礦石回采率20個百分點以上。萊蕪礦業公司用尾礦充填趙莊鐵礦露天采坑，再造了土地，治理了環境；在馬莊鐵礦采用全尾砂水平上向充填采礦法、利用尾礦填充原有采空區和地面塌陷區，解決了馬莊選廠的尾礦存放問題。

2.5 存在的主要問題

一是選礦回收率低、尾礦品位高。除金嶺鐵礦外，其他礦山的尾礦品位都在10%以上，最高的接近19%，平均達到13.4%，與全國先進水平相比，存在一定差距。2003年全國主要鐵礦山的平均入選品位30.77%、鐵精礦品位67.56%、尾礦品位8.86%、選礦回收率83.56%，其統計數據中包括攀枝花礦山公司、包鋼白云鄂博等難選礦區，沉積變質型貧礦所占比例高于山東省，可以看出山東省鐵礦山選礦技術指標尚存在一定差距。

二是設備狀況落后。表現為大型、新型設備少，小型設備多，自動化程度低，造成能耗高、生產管理困難，制約了選礦技術指標的提高。個別選廠磨礦能力25 萬t/a，而一段磨礦卻達5個系列。目前世界最大的球磨機達到φ6.7m×13.1m，國內最大球磨機為φ3.6m×6m，而山東省鐵礦山的最大球磨機為 φ2.7m×3.6m，可見設備狀況有很大差距。

另外，從礦山的尾礦庫實際情況分析，目前，7家鐵礦山中，多家礦山的尾礦庫服務年限很短，面臨尾礦排放問題，必須盡快采取必要的措施。

3 提高措施

3.1 強化技術管理，積極采用新工藝、新設備

在特定的選礦方法和工藝流程中，技術管理工作直接影響選礦技術指標。由于地質體是不均一的，不同礦床的礦石性質有區別，同一礦體不同地段的礦石性質也不盡相同，選礦運行的參數如磨礦粒度、給料速度、磁選段數及磁場強度等，應根據礦石性質變化進行適當調整。魯南礦業公司在生產實踐中，通過選礦試驗，預先掌握不同區段礦石的可選性，適當調整選礦參數或搭配入選，選礦回收率、精礦品位分別提高1、0.3個百分點。

積極采用先進的選礦設備，是提高選礦回收率的重要手段。近年來，磁性材料的發展，推動了我國磁選設備的研制，新型高效磁選設備不斷出現，如ZC、 NCT系列中磁場磁選機、LP系列立盤永磁磁選機、SQC系列環式磁選機、Slon系列立緩脈動高梯度磁選機、JLCW型矩環式裸磁無水卸料永磁回收機等。中場強、高場強磁選機的應用，顯著提高了鐵礦資源的回收率。高效粉碎設備的應用，提高了選礦效率。先進的采樣、分析、計量儀器的應用，降低了選礦指標的波動幅度。

3.2 做好磨前預選，減少尾礦產出量

由于礦體內部含有大小不等的夾石，采礦過程中必然會造成廢石混入。礦石入磨前，如能夠將這些廢石盡可能剔除，不僅可減少磨礦量，而且減少細粒級尾礦的產出量。預先甩出的廢石具有較大的粒度，綜合利用價值較大。粗粒級礦石的干式磁選拋尾技術在我國鐵礦山已廣泛應用，但細碎后礦石的預選問題曾一度成為技術難題。目前，磨前濕式磁選技術已得到成功應用，如果能夠在省屬以上鐵礦山全面推廣，可減少磨礦量40多萬噸，直接經濟效益800多萬元。

3.3 做好鐵礦尾礦再選工作

開展鐵礦尾礦再選是提高資源利用率、減少尾礦排放的重要措施。根據礦床的地質資料，鐵礦石中的不可用鐵含量一般在5%左右，高于這一指標的尾礦中仍含有可以進一步回收的鐵礦資源，如何將這些可用資源進一步回收利用，仍是今后攻關的重點。在研究尾礦中鐵礦物類型的基礎上，可選擇強磁選、弱磁選、浮選、重選等合適的選礦方法，或采用聯合選礦方法，進行尾礦再選；對赤鐵礦、褐鐵礦含量高的尾礦，可探討焙燒后再選的可能性。如果省屬以上鐵礦山的平均尾礦品位能夠達到全國平均水平，即降低4.5個百分點，可綜合回收品位為35%的鐵礦粉（用于水泥生產）30多萬噸，直接、間接經濟效益非常明顯。

根據江西銀山鉛鋅礦從尾礦中回收絹云母用于橡膠充填劑的成功經驗，鐵礦尾礦中可能存在其它可綜合回收的有用組分。據調查，山東省一些鐵礦山尾礦中云母含量較高，其類型及回收利用價值值得進一步探討。

3.4 拓寬尾礦利用渠道

目前綜合利用尾礦的渠道主要有：一是用于膠結充填采礦的充填料。采用全尾砂膠結充填采礦法，不僅解決了尾礦堆存問題，避免了環境污染，而且能夠防止采礦造成的地面塌陷等地質災害，還可大幅度提高礦石回采率；二是用于充填露天采坑或低洼地帶，再造土地。一些礦山露天采礦結束后，露天采坑改作尾礦庫也是一條好途徑，但應做好深部礦體的保護工作，礦坑底部排尾時，應經過技術分析論證，采取尾礦固化措施，以免給今后地下開采造成事故隱患和不必要的礦石損失；三是開發生產建材產品。例如生產微晶玻璃、瓷磚、草坪磚、空心磚、河砂等；四是生產肥料。

3.5 進一步完善相關政策

國家對資源和廢棄物綜合利用一直采取鼓勵政策，如對一些礦產資源綜合利用產品減免稅費。但總體看，政策扶持力度仍顯不夠。礦山廢棄物綜合利用是一項系統工程，需要政府部門和企業的共同努力，政府部門應做好兩個方面的工作，一是完善相關法規，做好監督管理工作；二是完善相關政策，做好引導扶持工作。盡管一些綜合利用項目可以創造一定的經濟效益，但往往社會效益大，而經濟效益不高。目前，鐵礦山尾礦綜合利用方面的成功技術不多，技術研究工作難度大、周期長，企業難以承擔，相關技術應列入國家的基礎研究課題，待取得成功經驗后推廣應用。