包钢尾矿综合利用

包钢尾矿综合利用浅析--- 张永1、尾矿的组成尾矿试料是从白云鄂博尾矿坝中分七个取样点取得的一吨多中取样分析的分析结果：如表1、2、3。

表2尾矿岩相分析由表中看出尾矿中含稀土（REO 7% 铌（NbQ）0.14%,萤石（CaF2）22.73%, 钍（ThQ）0.04%，铁（Fe）14.8%,这些有用元素和矿物除了铁以外，在尾矿中的含量都比原矿高，得到了富集，所以这五种元素矿物在理论上都可以回收。

2、五种元素矿物回收价值及必要性稀土是尾矿中最重要的资源。

稀土价值占总资源的价值70%^上,稀土产业是我国少有的优势产业，我国稀土产品产量已达全球产量的90%以上，稀土新材料已成为发展我国各项高新技术产业的不可或缺的主要材料，稀土被发达国家看成战略资源加以储存和保护，如何利用和保护我国稀土资源为我国经济长期发展提供保证是现在和今后相当长的时期内一项艰巨和重要的任务，特别是包头稀土资源，它占全国的80%以上。

其次是铌和钍资源。

铌是一种高熔点金属，其高纯金属和氧化物广泛用于各种高新技术产业，特别是电子、超导材料等方面，铌的最大用量还是在用于钢的合金添加剂，生产低合金高强度钢，目前我国主要由巴西进口。

我国铌资源世界第二，主要集中在包头，包头铌资源的综合利用对我国铌产业的发展具有举足轻重的作用。

钍是一种天然放射性元素，长期以来没有得到大量的应用，最近几年，钍作为核电站燃料的潜在作用受到了人们的关注和重视。

根据徐光宪院士的报告，一吨钍作为核电站燃料可以代替250 万吨煤。

我国钍资源储量仅次于印度，而绝大部分集中在包头，开发利用包头钍资源对发展我国绿色能源减少温室气体排放，改善环境具有十分重要的意义。

萤石是氟化工产业的基础原料，还大量用于钢铁工业、炼铝工业、水泥和玻璃工业等。

2006年全球萤石产量是550 万吨，中国300万吨。

2008年国内钢铁业消耗萤石90 万吨，化学工业消耗100 万吨。

我国萤石保有储量 1.08 亿吨，居南非、墨西哥之后，居第三位。

如果将白云鄂博伴生萤石储量1.3 亿吨统计在内，中国萤石储量将居世界首位。

可见回收利用包头的萤石资源将产生多么重要的影响。

3、五种元素回收的试验室研究1、混合浮选包钢尾矿有用矿物种类也多，脉石矿物种类也多，如果一种矿物一种矿物的分选，也不是不可以的，要全部回收有用矿物，工艺流程就会比较复杂，比较长。

很所以先用混合浮选打头，把复杂的多种矿物先分成两组，然后再逐一分选分离。

经过混合浮选后，萤石、稀土矿物、黄铁矿、重晶石、磷灰石等都基本集中到混合泡沫中，而铁矿物、铌矿物、脉石矿物主要集中到混合浮选尾矿矿浆中，这正是我们所希望的，特别是下一步从尾矿选铁时，有害杂质F、P、S 等都去除的比较完全；而由于混合泡沫中稀土和萤石也得到了富集，也有利于稀土和萤石的分选回收。

铌矿物（铌铁矿、易介石）大部分集中在尾矿中，有利于铌的回收，但一小部分铌矿物（黄绿石、铌铁金红石）分散到混合泡沫中，这也影响了最终铌回收率的提高。

见图1表4磨矿混合尾矿混合泡沫图1混合浮选工艺表4混合浮选试验数据由表4数据看出：（1）混合泡沫中稀土和氟的回收率分别为96.32%和96.54%,为下一步从混合泡沫中分选稀土和萤石提供了资源基础。

(2)混合浮选尾矿中稀土和氟含量降低0.73%和1.02%,对降低铁精矿中的氟和磷提供了条件和保障。

(3)混合浮选尾矿中铌和铁在都得到了富集，并且稀土和氟都降到了很低，这就给下一步选铁和铌提供了基础。

2、混合泡沫分离表5脱药试验结果表5看出混合泡沫经过精选机械脱药后分成两部分，一部分是稀土富集物，一部分是萤石富集物。

85%勺稀土和50%勺萤石在稀土富集物中，是分选稀土的主要原料。

而萤石富集物中萤石品位67%(含F: 32.74%)，而稀土含量为4.8%, 占15%这一部分也可以回收。

3、稀土分选试验研究图2稀土选矿工艺流程表6稀土分选结果由图2和表6看出：通过一粗二扫三精闭路工艺生产品位大于60%勺稀土精矿是可行的，尾矿中的稀土含量为1.79%。

如果要进一步提高回收率也是可能的，只要在增加一级扫选，就可以使尾矿中的稀土降到1鸠下，稀土作业回收率可提高到95%如果要在进一步提高稀土精矿品位也是可能的，也只要再增加一级或两级精选，就可能得到更高品位的稀土精矿。

4、分选萤石试验研究分选萤石的原料有两种，一种是萤石富集物经过浮选稀土以后的原料1;另一种分选稀土以后的尾矿原料2,主要组成见表7。

表7萤石原料组成（%）我们参照国内萤石精矿生产厂的生产经验，经过少数单级试验，采用了一粗二扫八精工艺，由于萤石分选比较困难，即使经过8次精选，其萤石品位也只有95%左右，要达到更高品位，还必须经过稀盐酸洗涤，除去少量钙，也能除去少量铁和稀土。

从95%§高到97%^上，必须经过一次酸洗或两次酸洗。

试验工艺和结果及萤石组成见图3、表&表8萤石精矿多元素分析（%）粗选> 1精1扫2精2扫尾矿萤石精矿1 r酸洗-----洗液咼品位萤石精矿图3萤石浮选工艺表9萤石尾矿组成表9为萤石尾矿的多元素分析，由表中数据看出：（1）稀土含量大于2%前面已经论述稀土影响萤石的精选，在分选稀土时应该而且能够把稀土降至1%以下（2）五氧化二铌的含量达0.36%,比原尾矿0.14%大大富集了，可以作为回收铌的原料，可以单独回收铌，也可同选铁尾矿合并一起回收。

（3）钪也得到了富集，比原尾矿（SC2Q0.02%）富集了近一倍。

可以研究如何回收钪及其经济可行性研究。

（4）P和S的含量不高，暂不考虑回收其中的磷灰石和重晶石。

5、混合浮选尾矿中铁的回收混合浮选尾矿的组成见表10,关于铁的回收几十年来已积累了很成熟的技术工艺，本项目中未做太多的试验和研究。

为从环保和成本方面考虑，主要试验研究了用强磁选方法回收铁，磁场强度在一万高斯以下，考虑采用永磁磁选机的可能性。

试验结果见图4：表10混合浮选尾矿多元素分析45.060.83 (035)…0.07555.71.... ----- .....——图4混合浮选尾矿中铁的回收试验流程主要试验结果：（1） 先用弱磁选分选出磁铁精矿，一次粗选达到品位63.14%, F 从1.01% 经过一次弱磁选能降至 0.3%，证明对萤石这类极弱行矿物，用弱磁是可以去除 的。

（2） 弱磁尾矿在经强磁，回收强磁精矿，经过一次粗选，两次扫选，四次 精选，铁品位只能到39.58%。

（3） 对铁为49%勺强磁铁精矿必须再次精选制取高品位铁精矿，试验了三 种方法：正浮选精选，一次粗选，铁品位到 60.83%, F 为0.35%;第二种方法是 反浮选，经一粗一扫，铁品位能达到 62%第三种方法还是再用强磁选，把粗铁 精矿再经一次球磨，从48流右再经过三次精选，铁品位只能提高到 57%看来用强磁选提高铁精矿品位到60%以上是困难的。

产率%;1--.Fe Nb 2O 51 r96.272&2591.46弱磁选r 18000Gs8000Gs4000Gs4000Gs38.10 A 9®69 .7061.903鴛.铁精矿55.0 3958 44.29100 10010000G27.62••…1.01••…0.19 100—100 弱磁精矿8000Gs 6000Gsi r3 7363.14..0.30..0.0658.54.....4.17....1.286、选铌的试验室研究混合浮尾分选铁以后的尾矿作为提铌的原料，原料中铌含量为0.2%。

根据过去的研究工作，选铌主要是用浮选和重选的方法，再结合强磁选，获得低品位的铌精矿，然后直接生产低级铌铁或再进行处理，制取品位大于20%的铌精矿，再经萃取制取纯五氧化二铌。

关于浮选提铌工艺过去已取得很多科研成果，而此次选铌试验重点研究了采用重选的方法富集铌，从0.20%左右，经过三段摇床重选能达到0.73%，虽然有一定的效果，但是没有达到预期。

主要由于这次试验到最后的选铌原料不足，未能继续做下去。

这次含NbQO.73%的富集物中含铁为29.8%，如果将其经强磁脱铁使铁降至10%左右，再进行重选，则铌富集物的品位还有可能在大幅提高。

7、尾矿综合利用工艺全流程简图（图5）品位（%） 帥理⑻二晰） REO 陀 CaF^ NbiKfe Th 压 Sc2(h7.0,11.8,22.7,0.14,0.04』.02 100 ----------------------------- 100, 1W, 100, 100, 1WJ001L2L 61C6——■ %. 32, L5O, 16.90, OJO34.08, 96.54f 4a. 99 混浮优浮蛍石 9.98 稀上富 巣物 强磴脱Fe 按富蕖物 混合浮选分离稲土 ，称土富黝 稀t噹集物 LL LAU dri分淮稀上 蛋石 86.U ].10, 1.18.5.D, 浮选th 鳥品位稀计，辭犷 6X90, 1.妙 1+輒 0.064^ 0.28, O.OOSB9.40 --------------------------------- 丽-忸 1-h (1珞 4.0, 61 /萤石粘犷阳） 单犷酚选独居石精矿 厲附，R4 昭圖93.5U --------------■ 8h 做 9fi. 150,73T 24.73, 1,02* 0.1935和 ---------------------168, 65,92- 146, 51.01尾旷蒯鶴矿6X11正浮铁重选富乗罐 跟富集输 1.34, 29.去(L73H 斗岛 --------- -- ----T(ig, 8.5, 35铁稱矿(61*)0.35, 61.12, CL35. 0.075, 0.0O5r O.fllft 11.8 --------------0. Gt 60、 fl, 4s E, l"L1.10,询 95.0, 0LQ23. D.D018, 0,005 19.7 -------------------- | LSWr L ：3, 32j h 3.0, 酸洗 高品碰萤石精矿（974） 头；」 9.0尾矿A {L 対！ j. 1一翱"必蚀.厲恢乳 M 耳 ----------------------------- 1.38, 10.0, 1.T4, no . 7.0i 35(LWi C.54t 17.33, I* 0.001«t 0, (Kb ]8,7 ----------------------------------- '''1.4, 1.0, &1.0. 3.0, 2.0 /2,28. LSO, 9启h 也36, U029, a 038 33腌 -----------------------------SO.3. 20. 14J. as. 24.2,皿图5尾矿综合利用选矿工艺全流程图表11尾矿岩相分析表4、结论1、经试验研究包钢尾矿可以同时回收稀土、铁、萤石和铌等有用矿物，并且能得到最大程度的回收，符合当前国家要求的节约资源、节能减排和保护环境的政策。