尾礦資源是金屬和非金屬礦山廢棄物中數(shù)量最大、綜合利用價(jià)值最高的一種資源。很多尾礦因礦物加工處理技術(shù)等方面原因，有較多可以利用的金屬未能回收利用。對(duì)尾礦資源的綜合回收利用，不僅可以充分利用礦產(chǎn)資源，擴(kuò)大資源的利用范圍，保護(hù)生態(tài)，還可以節(jié)省大量的土地和資金，實(shí)現(xiàn)資源效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的有效統(tǒng)一。特別是在全球礦產(chǎn)資源供應(yīng)緊張的局勢(shì)下，開(kāi)發(fā)利用好長(zhǎng)期累積的大量尾礦是我國(guó)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇和趨勢(shì)。礦石資源是不可再生資源，最大限度的提高礦產(chǎn)資源利用率，對(duì)促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有重大的意義。本研究以某鉛鋅浮選尾礦作為原礦進(jìn)行了鐵回收試驗(yàn)研究。
云南某地的鉛鋅浮選尾礦，其鐵品位達(dá)到17.74%，雜質(zhì)種類較少，且含量均不高，如隨意堆棄或直接回填將會(huì)造成資源的直接浪費(fèi)，因此回收其尾礦中的鐵資源對(duì)資源和環(huán)境有著十分重大的意義。
1 原礦性質(zhì)
1.1 原礦的多元素化學(xué)分析
為考察目的元素和影響目的元素回收的雜質(zhì)元素的具體含量，對(duì)該礦樣進(jìn)行多元素分析，分析結(jié)果見(jiàn)表 1。
從表 1多元素化學(xué)分析結(jié)果可知，該原礦中主要的可回收有價(jià)元素是鐵，含量為17.74%。該試樣中的主要脈石成分為三氧化二鋁和二氧化硅等。
1.2試樣鐵物相分析
為考察鐵在礦石中以何種礦物形式賦存，對(duì)試樣中的鐵元素進(jìn)行物相分析，分析結(jié)果見(jiàn)表 2。
從表 2鐵物相分析結(jié)果可知，原礦中鐵主要以磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦及硅酸鐵的形式存在，其中磁鐵礦只占18.73%，赤鐵礦和褐鐵礦占59.58%，硅酸鐵卻占11.38%。其中硅酸鐵以目前選礦方法很難回收，理論上，其中的磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦通過(guò)磁選法進(jìn)行回收是可行的。尾礦中若含有磁黃鐵礦成分，在磁選過(guò)程中，磁黃鐵礦將易于進(jìn)入鐵精礦而使得其中硫超標(biāo)，所以選礦過(guò)程中對(duì)硫的指標(biāo)控制選擇適當(dāng)脫硫作業(yè)十分重要。
1.3 原礦的粒度分析
為了確定該礦樣的粒度組成和目的金屬的分布狀況，采用標(biāo)準(zhǔn)泰勒篩對(duì)其進(jìn)行了粒度分析。分析結(jié)果見(jiàn)表 3。
由表 3粒度分析結(jié)果看出，該礦樣粒度較細(xì)，鐵主要分布于礦樣的細(xì)粒級(jí)部分，并且隨著粒度的下降，鐵的品位隨之升高，而其中-0.047 mm的部 二分占到了原礦樣中鐵的50%左右，因此對(duì)細(xì)粒級(jí)的選別尤為重要。
2 選礦試驗(yàn)研究
由原礦的鐵物相分析可見(jiàn)。該礦中鐵礦物主要 白以磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦為主，占到總鐵的78%以上。綜合該礦性質(zhì)，對(duì)該礦進(jìn)行了磁選工藝試驗(yàn)研究。由于原礦中既含有強(qiáng)磁性的磁鐵礦、也含有弱磁性的赤鐵礦和褐鐵礦；而初期的選鐵試驗(yàn)所得的鐵精礦中均含有1%-2%的硫，通過(guò)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，這種情況主要是受到了原礦中所含有的磁黃鐵礦的影響。為了解決精礦中含硫高的問(wèn)題，以及提高精礦品位，綜合考慮后確定了“弱磁選一強(qiáng)磁選一浮選脫硫”的聯(lián)合選鐵工藝，既保證了回收率也可獲得高品位的鐵精礦。磁選過(guò)程中，弱磁選采用濕式鼓式磁選機(jī)，強(qiáng)磁選采用高梯度磁選機(jī)，試驗(yàn)原則流程如圖1所示。
2.1 弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)
弱磁選過(guò)程采用濕式鼓式弱磁選機(jī)，磁場(chǎng)強(qiáng)度分別設(shè)定為60、90、120、160 kA/m 4種強(qiáng)度。給礦濃度控制為20%。試驗(yàn)結(jié)果如表 4所示，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，鐵精礦品位隨之上升，品位卻隨之下降。綜合鐵品位和鐵回收率兩因素，最終確定弱磁選過(guò)程合適的磁場(chǎng)強(qiáng)度為120 kA/m。
2.2 強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)
強(qiáng)磁選過(guò)程采用高梯度磁選機(jī)，磁場(chǎng)強(qiáng)度分別設(shè)定為200、380、740、920 kA/m。由弱磁選產(chǎn)出的尾礦通過(guò)強(qiáng)磁選選出其中的赤鐵礦和褐鐵礦等弱磁性礦物后，發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)磁選粗精礦品位普遍較低，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，精礦中鐵品位不斷下降，而回收率卻在不斷增長(zhǎng)。這是由于產(chǎn)品顆粒較粗，礦物沒(méi)有達(dá)到充分的單體解離，為保證精礦品位，對(duì)強(qiáng)磁選精礦采用了“再磨再選”的工藝，在保證回收率的同時(shí)達(dá)到理想的精礦品位。綜合考慮后，粗選階段選擇700 kA/m的磁場(chǎng)強(qiáng)度。經(jīng)過(guò)條件試驗(yàn)，再磨精選階段采用560 kA/m的磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)達(dá)到了理想效果。為使礦物能夠盡量達(dá)到單體解離，再磨階段選擇磨礦細(xì)度在-47 μm占90%以上時(shí)，達(dá)到了很好的單體解離效果。在強(qiáng)磁選過(guò)程中，為避免一些磁性較弱的礦物和連生體顆粒一同被吸著在磁介質(zhì)上，而造成精礦產(chǎn)率過(guò)大、品位提升不明顯的現(xiàn)象，所以采用間隙較大的1/2齒板。試驗(yàn)結(jié)果如表 5所示。
23 浮選脫硫試驗(yàn)
通過(guò)磁選獲得的鐵混合精礦品位達(dá)到了62.21%以上，但是其含硫量卻較高，達(dá)到 2%-3%，遠(yuǎn)超過(guò)鐵精礦含硫0.3%以下的標(biāo)準(zhǔn)。說(shuō)明該精礦產(chǎn)品中含有一定量的磁黃鐵礦隨磁選過(guò)程進(jìn)入鐵精礦中。由于采用常規(guī)的磁選法無(wú)法實(shí)現(xiàn)鐵與硫的完全分離，因此試驗(yàn)采用浮選法來(lái)脫除鐵精礦中的硫，以獲得合格的鐵精礦。浮選脫硫試驗(yàn)采用“一次粗選、一次掃選”的流程，藥劑制度如圖2所示。最終，通過(guò)脫硫試驗(yàn)表明脫硫后的鐵精礦中硫的品位明顯下降到0.21%左右。達(dá)到了鐵精礦的品質(zhì)要求標(biāo)準(zhǔn)。
2.4選鐵全流程試驗(yàn)
通過(guò)“弱磁選一強(qiáng)磁選—強(qiáng)磁選粗精礦再磨精選—浮選脫硫”工藝回收鐵精礦。選鐵全流程見(jiàn)圖3，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 6。試驗(yàn)最終得到了鐵品位64.35%、含硫0.19%的鐵精礦，取得了對(duì)給礦回收率為65.68%的較好指標(biāo)。
3 結(jié)論
1)該鉛鋅浮選尾礦中可利用回收價(jià)值的金屬元素主要為鐵，其含量為17.74%，雜質(zhì)種類較少，含量較低，主要脈石成分為三氧化二鋁和二氧化硅，它們對(duì)該尾礦中的鐵元素的回收影響較小，利于鐵的回收。
2)鐵物相分析結(jié)果表明，試樣中鐵主要以磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦及硅酸鐵的形式存在，并伴有少量的硫存在。試樣中的磁鐵礦可以通過(guò)弱磁選進(jìn)行回收，赤鐵礦和褐鐵礦則可以通過(guò)強(qiáng)磁選進(jìn)行回收，硫可通過(guò)浮選的方法進(jìn)行脫除。
3)對(duì)該鉛鋅浮選尾礦進(jìn)行選鐵試驗(yàn)，結(jié)果表明，采用“弱磁選一強(qiáng)磁選一強(qiáng)磁選粗精礦再磨精選一浮選脫硫”工藝流程，獲得鐵品位64.35%、含硫0.19%、回收率為65.68%的最終鐵精礦，達(dá)到了很好的回收效果。