凡口铅锌矿废石生产建筑材料思路与成果

2021-03-02罗里奥

绿色环保建材 2021年1期

顾敏罗里奥

中金岭南凡口铅锌矿

1 背景

凡口铅锌矿于1958年建矿，已拥有60多年的发展史。采用地下采矿方式，井深达900m，井下最深到-750m。在开采铅锌矿石及井下巷道掘进的过程中都会产生废石，除留场及废石充填外，其余提升出地表，废石每年存量增加，目前地表堆存的废石（主要是含少量铅、锌、硫的石灰石）约为86×104m3。随着生产推进，现有废石堆场规模将进一步扩大，环保和安全压力逐年增大。此外，政府规定凡口铅锌矿现用尾矿库至2025年关闭，届时选矿厂产生的尾矿将不能再排至尾矿库，拟考虑将所有尾矿用于井下充填，为增加井下充填空区，原用于井下充填的废石也需要全部提出地表，这将进一步增加堆场环保和安全压力。为解决凡口铅锌矿废石堆存的安全环保及生产的双重压力，必须采取措施妥善处置废石。利用废石为原料，对其进行无害化处理，同时回收部分有价金属，经无害化处理的废石再加工成建筑用砂、石，作混凝土骨料或铺路用可满足周边基建及混凝土搅拌公司的需求，既解决废石出路问题，又解决因尾矿库关闭后尾砂无处排放的问题，实现变废为宝，获得较好的经济效益、安全环保效益，又符合循环经济的理念。

2 试验室研究

凡口铅锌矿废石的成分铅、锌、硫含量分别为0.20%、0.40%和2.2%，其中的硫含量＞0.5%，超过建材中砂石的标准要求，必须进行脱除。废石的粒级组成见表1。综合废石的成分及粒度特性凡口铅锌矿自2018年2月起与赣州好朋友科技有限公司及湖南有色金属研究院合作，对采掘废石和地表堆存废石在实验室进行反复试验研究。利用赣州好朋友科技有限公司研发的XRT-1200 型双能智能选矿机（工业CT 机），该设备主要由XRT射线源、图像成像传感器、喷阀、内部传送带及外部振动给料斗组成。主要是根据矿石中相关组成成分不同所反映的易被检测的物理特性：如光电效应、密度、颜色、纹理、放射性、透射性等的差异，对矿石和废石逐一识别后，再由传感器发送指令给喷射控制卡（喷阀）进行相对应的金属矿石喷射选出有矿矿石。对粒级为-90+15mm的矿石原样和废石原样进行试验，对试验效果数据分析，粒级15mm～40mm 废石分选效果达到最优状态，即精矿中废石量较少，抛废较完全，抛分的废石中铅+锌的品位较低，只占0.256%～0.29%，抛分的废石中含矿率较低，只占2.41%～3.67%。

湖南有色金属研究院在实验室利用重选设备锯齿波跳汰机（它的工作原理是利用矿物，即废石与矿在垂直交变水流中沉降速度不同而实现轻重矿物分选。）分别对6mm～15mm、6mm 以下废石做跳汰分选，成功实现矿石与碎石的分选，选出效果好。根据试验报告，智能选矿和跳汰试验均对废石中铅、锌、硫的脱除有较好的效果，因此两种工艺相结合实现了降低废石中铅、锌、硫的含量，经无害化处理后的废石可以生产满足建筑规范用砂石材料。从而开启了凡口矿采掘废石资源化利用新篇章，进入工业生产阶段。

表1 废石各粒级分成表（按重量）

3 工业生产阶段

废石分选实验成功后，2018 年10 月起，凡口铅锌矿利用现有的磨砂厂，已更名为建筑材料厂（可日处理废石800吨）。对老的生产流程进行部分更新优化并开展了一系列的改造，利用老的矿仓及破碎系统（颚式破碎机、圆锥破碎机、棒磨机）进行破碎；1#、2#直线筛进行洗矿筛分；1#～8#皮带输送机、1#～4#砂泵进行物料输送；新安装智能抛矿机、跳汰机、立式冲击破、震动脱水筛及辅助设备设施。在基础设施改造完成后，于2019 年5 月起开启了采掘废石综合利用生产阶段（简易生产流程图见图1）。

生产期间，每天可生产建材碎石（粒级为15mm～40mm）约350 吨，生产的棒磨机制砂（4mm 以下）约260 吨，智能选矿机分选回收矿石30 吨/天，跳汰分选回收精矿5 吨/天。生产出的碎石、机制砂硫化物及硫酸盐（以SO3质量计）经第三方检验符合国家建材标准（见表2、图2），产生的尾砂满足井下充填要求。机制砂、碎石实现日产日销，供不应求，缓解了周边建筑市场用沙荒，且为矿山创造了不菲的经济效益，项目生产一年多，外销砂石实现销售收入近700万元，回收矿石产生益近500万元。