铁矿尾矿加工建筑石料工艺实践

2020-09-04陈学云苑光国

山东冶金 2020年4期

陈学云，王伟，王雁，李祎，苑光国

（山东乾舜矿冶科技股份有限公司，山东济南250014）

1 前言

山东苍峄铁矿为一大型沉积变质型磁铁矿床，其围岩多为黑云变粒岩及黑云角闪片岩，原生岩石坚硬，普氏硬度系数f=12～15，具有力学性能稳定、强度高的特点，可以应用在砂石骨料、回收铁矿石及其他工程方向。苍峄铁矿的某矿山为实现废石的综合利用，经过一系列调研，确定新建1 座处理量2 020 t/h的骨料生产线。采用破碎—筛分—整形—分选工艺，生产建筑用粗骨料和机制砂，具有工艺流程简单紧凑、骨料产品粒型好、压碎值低、针片状含量低等特点。矿山废石利用率达85%，资源利用率得到大幅度提高，经济效益和环境效益显著。

2 原料性质

废石化学成分见表1。由表1 可以看出，废石主要成分都是SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO，与传统的建筑材料，如水泥、玻璃、陶瓷、建筑用砂等建筑材料的原料性质非常接近，样品中不含有毒有害的重金属元素和放射性元素，并不属于危险废弃物，从成分上看完全可以做为建筑原材料进行利用。

表1 废石化学成分（质量分数） %

该项目综合利用废石经岩相观察为角闪片岩，主要矿物成分为角闪石、斜长石、石英、绿帘石等。其中角闪石多定向分布，含量最高达70%，斜长石和石英聚集呈条纹状、透镜状集合体。样品中没有发现具有潜在碱活性的矿物存在，不需要考虑碱骨料反应，样品中的这些成分都是比较稳定的矿物，基本不具备碱活性，溶解度低，是一种偏酸性集料，可以安全地用作各种建筑材料的原材料，依据GB/T 14685—2011《建设用卵石、碎石》，该样品可用于水泥混凝土结构工程中。

废石应用性能指标见表2。由表2 可以看出，该碎石样品质量均满足GB/T 14685—2011《建设用卵石、碎石》Ⅱ类所规定的技术指标要求。

表2 废石应用性能指标

3 产品方案

1）粗骨料：根据GB/T 14685—2011《建设用卵石、碎石》中骨料的级配要求，废石经破碎→筛分→整形→分选后产生粗骨料5～10 mm、10～20 mm、20～31.5 mm。

2）机制砂：利用粗骨料生产系统产生的-5 mm物料，采用筛分→洗砂→磁选回收后，产生0.3～4 mm细砂及4～5 mm粗砂。

4 工艺流程

4.1 建筑用粗骨料

从原料性质看：本物料普式硬度系数为10～12，属于难碎物料。角闪岩是中性浅成岩，SiO2含量一般为52%～66%。物料中SiO2含量较高，不适于用锤式破碎机进行破碎。本项目中-0.3 mm以下的物料定为细泥，其不具备商业价值。采用圆锥破碎机时其细泥的产量只有10%，采用锤式破碎机其细泥的产量＞20%。

无论从矿石性质还是从经济角度分析，结合同类型项目的生产经验，本物料选用圆锥破碎机进行破碎，反击式破碎机整形。根据物料来源的不同，采用不同的破碎流程。

4.1.1 铁矿基建及剥岩废石

采用三段一闭路破碎，物料经过颚式破碎机粗碎后进入圆锥破碎机经行二段破碎，二段破碎产品进入反击式破碎机进一步进行破碎、塑形，反击式破碎机与振动筛组成闭路。破碎筛分产生的细粒级物料给入制砂系统进行制砂，如图1所示。

图1 三段一闭路破碎流程

4.1.2 选厂干选废石

选厂干选废石一般产自二段破碎筛下产品，粒度-90 mm。采用预先筛分两段一闭路破碎。物料经过重型筛预先筛分，150 mm 以下物料给入到反击破碎机缓冲仓，反击破碎机合格产品，通过皮带输送至三层圆振筛，合格产品通过皮带输送至成品仓，筛上物料给入到圆锥破碎机进行三段破碎。三段破碎作业与圆振筛组成闭路。破碎筛分产生的细粒级物料给入制砂系统进行制砂，如图2所示。