一种高硫低硅铁尾矿的梯级利用方法
【专利摘要】本发明涉及一种高硫低硅铁尾矿的梯级利用方法，1、60~80目的筛子筛分，筛上部分约70%，筛下部分约30%；2、筛上部分约为70%的粗尾砂，替代50~60%河砂制备标准水泥砂浆制品；3、筛下部分约为30%细尾矿，浮选脱硫选出6.14%的硫精矿，硫品位达到44.65%，用于制备硫酸，制硫酸后剩余的高铁渣铁品位达到63%，选硫以后的24.6%细砂，通过强磁选技术选铁，选铁以后剩余7.14%硅含量高的尾砂，制备高活性的尾矿渣掺合料；强磁选分选出的17.47%铁含量高的尾砂，直接作为水泥厂的生料烧制水泥。本发明将铁尾矿的利用范围从开山的废石和铁尾矿砂，再到尾矿渣掺和料，实现了矿山废弃物的100%梯级利用。
【专利说明】一种高硫低硅铁尾矿的梯级利用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铁尾矿资源综合利用【技术领域】，具体涉及一种高硫低硅铁尾矿的梯级资源化综合利用方法。
【背景技术】
[0002]我国是个矿业大国，每年因开发矿产资源所产生的尾矿积存量和排放量十分巨大，世界各国每年产生的尾矿量约50亿吨，而我国仅2000年尾矿产生量就达6亿吨左右，我国大多数矿山资源的品位较低，在选矿流程中排出大量的尾矿，随着矿产资源利用程度的提高，矿石的可开采品位相应降低，尾矿排出量也在增加，目前，我国金属矿山堆存的尾矿约有100亿吨，而且以每年产出8?10亿吨尾矿的速度在增加，其中:铁矿山年产生尾矿就有6?7亿吨，而目前我国尾矿综合利用率只有10%左右，大量的尾矿只能堆放在尾矿库或一些自然场地中，如此之多的尾矿不可避免地带来了一系列的问题，它不仅占用了大量的土地，而且对矿区生态环境造成了严重的危害。
[0003]目前铁尾矿综合利用集中在建材行业，如利用铁尾矿制备各种免烧砖、空心砖、彩色地面砖、蒸压砖和烧结砖；利用铁尾矿充当细集料或微细集料生产混凝土和混凝土空心砌块；利用尾矿砂制备玻璃或微晶玻璃也得到开发应用。
[0004]铁尾矿作为水泥生料、微晶玻璃和陶瓷原料、制砖材料、混凝土粗细骨料及各种砂浆细骨料等等利用途径在国内外都有研究，但仍存在很多问题。
[0005]铁尾矿由于地区不同，其化学矿物组成存在差异，对于不同企业的开采和选矿机制的不同，所排放的铁尾矿物理性质不同，针对各企业铁尾矿性质上的差异，作为建筑材料领域应用的途径也有差异。
[0006]铁尾矿作为细骨料生产水泥基建筑材料，由于其颗粒粒径小、石粉含量高而只能部分取代细集料，或是制备强度标号较低的水泥基建筑材料(砌筑砂浆或低标号混凝土)，在对骨料尺寸要求较细的砂浆研究还不多。
[0007]目前国内外对铁尾矿利用到水泥基建筑材料中，大部分选用细度模数在中砂和细砂范围内的尾矿进行应用，而实际上大部分铁尾矿砂的细度模数在特细砂范围，由于其石粉含量较高超出了建筑用砂范围而并没有得到较好的应用，如果利用尾矿与天然砂或机制砂复合使用，就可以扩大尾矿的使用范围。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是针对目前铁尾矿在建材行业应用存在的问题，以铁尾矿中有价组分的高效回收与利用、高附加值整体利用和生产绿色、环保的大宗建筑材料为目标，解决铁尾矿综合利用价值和利用率方面的问题，提供一种高硫低硅铁尾矿的梯级利用方法。
[0009]本发明的技术解决方案是:首先采取分粒度提取铁尾矿中的有价组份，然后再将不同粒度的铁尾矿，分别用于生产绿色建材和高附加值材料。
[0010]对于分选出的粗粒度的铁尾矿，硫含量达到建筑用砂的标准，可以用来代替河砂生产预拌干混砂浆和加气混凝土砌块。
[0011]对于分选出的细颗粒铁尾矿，由于矿物本身的性质，大部分硫和铁都在细颗粒的铁尾矿中。对细颗粒尾矿进行选矿处理，选出硫精矿，可以作为产品出售，除硫后剩余的细颗粒，再进行选铁处理，分选出的铁含量高的尾矿，可以直接用作烧水泥的生料；剩余的铁含量低的尾矿，通过加入激发剂来激发它的活性，然后粉磨(机械活化)，制备高活性的免烧尾矿渣掺合料，可以做混凝土掺合料，也可做加气混凝土砌块和预拌干混砂浆的掺合料。本发明实现了铁尾矿100%高效利用的梯级利用模式。
[0012]本发明的目的通过以下步骤实现。
[0013]1、对铁尾矿进行物理化学成分分析，以及实地多点测试其放射性。
[0014]2、研究铁尾矿的粒度与硫、铁含量的关系，采用一定目数的筛子20、40、60、80、100目进行筛分，在分别测试筛上部分和筛下部分的Fe、S、Si的含量，选出筛上部分的硫含量、硅含量都能满足建材行业要求的目数，以保证粗尾砂的能够进行资源化利用为目标；筛下部分为硫和铁富集的细尾砂，针对筛下细尾砂，先进行浮选脱硫的研究，富集硫精矿，然后对选过硫的细尾砂进一步强磁选分离铁。
[0015]3、分粒度提取铁尾矿中的有价组份后，将不同粒度的铁尾矿分别用于生产绿色建材和高附加值材料。由于南山矿的尾砂粒度较细，按照建筑用砂的标准检测铁尾砂的细度模数为0.82，属于细砂的范围，因此对于筛上部分的铁尾矿，可以利用开山的废石(制备人工砂)，形成连续级配，来制备预拌干混砂浆。
[0016]4、对于筛下部分的铁尾矿，由于矿物本身的性质，大部分硫和铁都集中在筛下部分的铁尾矿中。对这部分尾矿进行选矿处理，选出的硫精矿Ts ^ 35%，铁精矿TFe ^ 61%，可作为铁精矿、硫精矿产品出售。选过硫和铁后剩余的细颗粒，通过物理(机械粉磨)化学(添加化学药剂)方法进行激活制备免烧尾矿渣掺合料。
[0017]5、由于南山矿的铁尾矿`砂总体粒度较小，绝大部分都在0.6mm以下，属于细砂的范围，进一步的磨细后，可以用来代替70%~80%的河砂生产加气混凝土砌块。
[0018]相对于现有公开的铁尾矿建材领域利用，本发明具有以下突出的特点。
[0019]1、将铁尾矿按照不同粒度梯级利用，通过选定的目数进行筛分，对不同粒径分级利用，通过选矿回收铁和硫的尾矿量减少了约70%，降低了成本，提高了利用效率。
[0020]2、尾矿砂粗的部分可作为建筑用砂用于混凝土或是砂浆中，缓解了砂资源的紧缺现状，但除铁除硫后的尾砂细度模数较小，不符合混凝土或砂浆用砂标准，把这部分尾矿砂粉磨至一定细度，通过添加激发剂激发它的活性，制备免烧尾矿渣掺合料，应用于混凝土或其它建材制品中，可以缓解目前掺合料短缺的现状。
[0021]3、预拌干混砂浆突破了常规的只利用尾矿砂的认识，利用的范围从开山的废石和铁尾矿砂，再到尾矿渣掺和料，实现了矿山废弃物的100%梯级利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是铁尾矿梯级利用路线图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合实例对本发明做进一步说明。[0024]本实施例以安徽省马鞍山市南山矿为例，安徽省马鞍山市南山矿是我国华东地区最大的铁矿石基地，位于马鞍山市向山镇内，矿区年排尾矿将达到1000万吨。2010年，矿区保有铁矿资源量7.88亿吨，但铁矿石品位很低，低品位铁矿的开采，将产生大量的铁尾矿，估计有五亿多吨，再加上早期堆存的一亿多吨铁尾矿，南山矿将出现大量尾矿无地堆存的问题。
[0025]针对南山矿铁尾矿堆存的问题，本发明提供一种梯级利用方法，按照以下步骤进行。
[0026]1、南山铁尾矿成分及放射性检测，南山尾矿砂主要成分如下表1所示。
[0027]表1南山矿尾矿砂成分
【权利要求】
1.一种高硫低硅铁尾矿的梯级利用方法，针对安徽省马鞍山市南山矿铁尾矿，铁尾矿成分Fe2O3:11.16% ；A1203:14.20% ；Si02:44.72% ；S03: 3.46% ；CaO:6.39% ；K20:0.50% ；Na20:4.92%，其特征步骤是:1、采用60-80目的筛子进行筛分，筛上部分约占70%，筛下部分约占30% ;2、筛上部分利用:筛上部分约为70%的粗尾砂，其中硫含量小于1%，其替代50-60%河砂制备标准水泥砂浆制品；3、筛下部分利用:筛下部分约为30%为细尾矿，硫含量为9.62%，铁含量为16.28% ;通过浮选脱硫可选出占原铁尾砂质量6.14%的硫精矿,其硫品位可达到44.65%，选出的硫精矿可用于制备硫酸，制硫酸后剩余的高铁渣铁品位达到63%，硫精矿和高铁渣都可以作为产品直接出售；选硫以后的24.6%细砂，通过强磁选技术选铁，选铁以后剩余7.14%硅含量高的尾砂，其中硅含量为61.29%，该部分经过机械化学法激发活性，然后粉磨(机械活化)，制备高活性的免烧尾矿渣掺合料，可以直接做产品出售，用于混凝土超细矿物掺合料或用于水泥混合材制备成品水泥，也可以内部利用做加气混凝土砌块或预拌干混砂浆的原料；强磁选分选出的17.47%铁含量高的尾砂，其中铁含量为20.12%，该部分尾砂可直接作为水泥厂的生料烧制水泥。
【文档编号】C04B7/14GK103801548SQ201310719086
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】杨如仙, 杨大兵, 刘文胜, 魏炜, 陈卉, 黄毅, 廖娇娇, 王雄, 丁保成, 李然, 胡讯, 陈华彬 申请人:中钢集团武汉安全环保研究院有限公司, 武汉循环经济研究院, 武汉科技大学, 马鞍山南山开发公司