某铁矿山尾矿平衡方案研究应用

郑德彬

（五矿矿业（安徽）工程设计有限公司）

某地下磁铁矿矿山位于安徽省中部，距长江仅数千米。受本地区环保、安全的要求，不允许建设尾矿库，地表也不允许塌陷，故选择充填采矿法进行开采。

矿山设计生产规模130万t/a，破碎系统采用常规三段一闭路流程，粗碎设置于井下，中细碎及筛分作业位于地表，粗碎及筛上产品磁滑轮干抛，筛下产品粗粒湿式预选抛尾；磨选采用阶段磨矿阶段选别流程，两段磨矿，三段选别，一段选别采用普通大筒径磁选机，二、三段采用高效脉动双筒磁选机，磁选精矿为最终精矿，尾矿自流入尾矿浓缩池。

充填采用深锥浓密机全尾砂胶结充填工艺，充填材料为尾砂和胶固粉。胶固粉与尾砂浆按一定配比搅拌均匀，并自流输送至井下采空区。

1 存在的问题

随着矿山的生产，矿石性质发生了较大的变化，引起了后续选矿、充填等一系列问题。

根据前期的试验研究，矿石磨至-200目80%即可选出品位66%以上的铁精矿，但实际生产过程中，要获得品位66%以上的铁精矿，磨矿细度需达-200目90%。磨矿细度的提高，湿尾粒度随之变细，充填深锥浓密机底流浓度下降，且CaO、MgO含量均超过11%，充填料浆流动性变差，导致充填浓度低，单位空区充填尾砂量减小，富裕出的尾砂无处排放，而且为保证空区充填强度，低浓度、细尾砂浆需加大胶凝材料用量，增加充填成本［1-2］。

2 解决方案

2.1 增大一段干选废石量

矿山每吨原矿的选矿加工和尾砂充填成本按65.61元计，每吨精矿售价按1 191元计。

目前，井下出矿平均品位约20.84%、磁性铁含量约13.65%，其中-2 mm粉矿产率30.18%，一次干抛尾矿品位5.71%、磁性铁含量3.15%、-2 mm产率9.49%，最终精矿品位65.24%、磁性铁含量61.90%。

按后续选别磁性铁回收率99%计，简单、静态推算，磨选干抛废石产出的铁精矿价值正好覆盖加工成本所对应的干抛废石磁性铁品位为3.45%，即抛出废石的磁性铁含量低于3.45%，选厂将产生正经济效益，同时可减少湿尾砂量，有利于实现采充平衡。

选厂现一次抛尾磁性铁品位为3.15%，低于经济平衡品位3.45%，只要新增抛尾品位低于该品位，加大抛尾量，可减少湿尾产生量，缓解充填尾矿过剩问题（以上分析忽略了粗粒干尾外售的效益）。

2.2 尾矿分级

用旋流器对全尾砂进行粗细分级，沉砂用于井下充填，从而提高尾矿充填浓度，降低充填灰砂比，较少企业充填成本；旋流器溢流进行综合利用，确保尾矿不外排，保护了环境。湿尾旋流器分级结果见表1。

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从表1可知，选厂湿尾-74、-38μm粒级产率分别高达89.32%及77.02%，在此粒度下的充填浓度为58%，对应的充填灰砂比为1∶5；沉砂产率为60%，-74、-38μm粒级产率分别为56.16%、40.41%，粒度明显变粗，充填浓度提高至65%，对应的充填灰砂比为1∶8，满足充填强度要求。产率为40%的旋流器溢流可用于后续资源化利用。

2.3 细粒尾矿资源化利用［3-6］

2.3.1 技 术

细粒尾矿-74、-38μm粒级产率分别高达98.44%和90.92%，主要化学成分分析结果见表2。

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本着资源综合利用，建设节约型、环境友好型矿山的理念，推荐的细粒尾矿综合利用方案：

细粒尾矿首先利用无动力连续排矿离心选矿机富集分离出重矿物，同时降低矿泥对后续选矿作业的影响，然后再利用浮选选出重矿物中的硫化物，获得硫精矿，再用磁选工艺选出中低品位铁精矿，该铁精矿可配入选厂精矿或进一步经浮选或焙烧处理获得合格铁精矿。

经预富集和磁选产生的再选尾矿直接进入旋流器分级，旋流器的底流、+600目尾矿进入XMZG900/2000型隔膜压滤机脱水，脱水产品为建材石粉，-600目尾矿经浓缩板框压滤脱水机脱水后，进入人造石材生产系统。

细粒尾矿资源化综合利用技术路线流程见图1，综合利用各产品指标见表3。

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2.3.2 经济

（1）项目总投资预计1 000万元。

（2）项目产值：①尾矿处置费150万元；②硫精矿销售额15万元；③铁精矿销售额80万元；④建材石粉销售额72万元；⑤人造石材销售额375万元；⑥年运行成本300万元。因此，项目年效益392万元。

3 结 论

（1）某地下磁铁矿矿山采用充填采矿法开采。随着矿石性质的变化，充填料浆流动性变差，导致充填浓度低，单位空区充填尾砂量减小，富裕出的尾砂无处排放，且胶凝材料用量大。

（2）为了解决多余尾矿的出路问题，提出了增大一段干选废石量、细粒湿尾分级、粗粒用于充填、细粒资源化利用的一揽子解决方案。

（3）干选废石可作为建材出售，增加企业的经济效益；粗颗粒尾矿用于井下充填，充填浓度可由58%提高至65%，灰砂比由1∶5降低至1∶8，充填性能、充填效果显著优化；细粒尾矿进行资源化综合利用。

（4）项目具有投资少、效益高、风险小的特点，可有效解决尾矿充填、排放等问题，年效益392万元。