矿冶工程杂志

石英	菱铁矿	云母	重晶石	绿泥石	白云石	微斜长石	黄铁矿
19.31	16.62	39.02	4.83	6.87	4.00	7.40	1.95

石英	菱铁矿	云母	重晶石	绿泥石	白云石	微斜长石	黄铁矿
19.31	16.62	39.02	4.83	6.87	4.00	7.40	1.95

铁物相	含量/%	分布率/%
碳酸铁中铁	6.06	38.60
磁铁矿中铁	0.81	5.16
赤褐铁矿中铁	3.66	23.31
硫化铁中铁	0.91	5.80
硅酸铁中铁	4.26	27.13
合计	15.70	100.00

铁物相	含量/%	分布率/%
碳酸铁中铁	6.06	38.60
磁铁矿中铁	0.81	5.16
赤褐铁矿中铁	3.66	23.31
硫化铁中铁	0.91	5.80
硅酸铁中铁	4.26	27.13
合计	15.70	100.00

产品名称	产率/%	品位/%	回收率/%
铜精矿	0.11	19.790	32.05	31.24	1.10
硫精矿	4.66	0.410	47.86	26.28	66.58
中矿	3.63	0.194	5.07	9.69	5.50
尾矿1	91.60	0.026	0.98	32.79	26.82
给矿	100.00	0.073	3.35	100.00	100.00

产品名称	产率/%	品位/%	回收率/%
铜精矿	0.11	19.790	32.05	31.24	1.10
硫精矿	4.66	0.410	47.86	26.28	66.58
中矿	3.63	0.194	5.07	9.69	5.50
尾矿1	91.60	0.026	0.98	32.79	26.82
给矿	100.00	0.073	3.35	100.00	100.00

产品名称	作业产率/%	TFe品位/%	作业回收率/%
强磁选精矿	45.62	25.61	83.82
烧失	9.12	—	—
铁精矿	16.95	60.17	72.86
尾矿2	54.38	4.15	16.19
尾矿3	19.55	7.85	10.96
给矿（尾矿1）	100.00	13.94	100.00

产品名称	作业产率/%	TFe品位/%	作业回收率/%
强磁选精矿	45.62	25.61	83.82
烧失	9.12	—	—
铁精矿	16.95	60.17	72.86
尾矿2	54.38	4.15	16.19
尾矿3	19.55	7.85	10.96
给矿（尾矿1）	100.00	13.94	100.00

产品名称	作业产率/%	品位/%	作业回收率/%
重晶石	3.94	86.96	0.16	51.11	0.15
云母	24.65	7.73	6.66	28.43	37.02
尾矿4	71.41	1.92	3.90	20.46	62.83
给矿（尾矿3）	100.00	6.70	4.44	100.00	100.00

产品名称	作业产率/%	品位/%	作业回收率/%
重晶石	3.94	86.96	0.16	51.11	0.15
云母	24.65	7.73	6.66	28.43	37.02
尾矿4	71.41	1.92	3.90	20.46	62.83
给矿（尾矿3）	100.00	6.70	4.44	100.00	100.00

产品名称	产率/%	品位/%	回收率/%
铜精矿	0.11	Cu 19.79	Cu 31.24
硫精矿	4.66	S 47.86	S 66.58
铁精矿	15.53	TFe 60.17，S 0.11	TFe 66.74
重晶石	0.71	BaSO₄ 86.96	BaSO₄ 9.15
云母	4.41	K₂O 6.66	K₂O 6.63

产品名称	产率/%	品位/%	回收率/%
铜精矿	0.11	Cu 19.79	Cu 31.24
硫精矿	4.66	S 47.86	S 66.58
铁精矿	15.53	TFe 60.17，S 0.11	TFe 66.74
重晶石	0.71	BaSO₄ 86.96	BaSO₄ 9.15
云母	4.41	K₂O 6.66	K₂O 6.63

大西沟某尾矿库尾矿有价组分综合回收试验研究

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袁壮 ¹ , 陈雯 ¹ , 李淮湘 ¹ , 李有仓 ² , 张强 ²

矿冶工程杂志 | 选矿 2024,44(1): 44-47

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矿冶工程杂志 | 选矿 2024, 44(1): 44-47

大西沟某尾矿库尾矿有价组分综合回收试验研究

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袁壮¹, 陈雯¹, 李淮湘¹, 李有仓², 张强²

作者信息

^1.长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南　长沙　410012

^2.陕西大西沟矿业有限公司，陕西　商洛　726409

袁壮（1994—），男，湖北孝昌人，硕士，工程师，主要从事矿产资源选冶研究。E-mail：872240548@qq.com

通讯作者:

陈雯（1965—），女，四川人，博士，教授，博士研究生导师，主要从事铁矿石选冶研究。E-mail：chen_wen@vip.sina.com

Comprehensive Recovery of Valuable Resources from Tailings in Tailings Pond of Daxigou Mine

Zhuang YUAN¹, Wen CHEN¹, Huaixiang LI¹, Youcang LI², Qiang ZHANG²

Affiliations

^1.Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co Ltd, Changsha 410012, Hunan, China

^2.Shaanxi Daxigou Mining Co Ltd, Shangluo 726409, Shaanxi; China

出版时间: 2024-02-01 doi: 10.3969/j.issn.0253-6099.2024.01.010

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摘要

收起

对陕西大西沟某铁品位15.70%的选铁尾矿开展了有价组分综合回收试验研究，采用浮选铜硫、强磁选提铁、焙烧选铁、摇床重选-浮选提取重晶石和云母工艺，获得了TFe品位60.17%（S含量0.11%）、TFe回收率66.74%的铁精矿，S品位47.86%、回收率66.58%的硫精矿，Cu品位19.79%、回收率31.24%的铜精矿，BaSO₄品位86.96%、回收率9.15%的重晶石粗精矿和K₂O品位6.66%、回收率6.63%的云母精矿，实现了尾矿分质综合利用。

关键词

尾矿库 / 尾矿综合利用 / 综合回收 / 铁精矿

Abstract

收起

Experimental studies on comprehensive recovery of valuable resources in iron-dressing tailings with TFe grade of 15.70% were conducted by adopting processes consisting of Cu-S bulk flotation, high intensity magnetic separation to reclaim Fe minerals, roasting reduction of Fe minerals, and shaking table gravity separation and flotation separation to recover barite and mica. As a result, the experiment produced an iron concentrate with TFe grade of 60.17%, S content of 0.11% and iron recovery of 66.74%, a sulfur concentrate grading of 47.86% S at 66.58% recovery, a copper concentrate grading 19.79% Cu at 31.24% recovery, a barite rough concentrate with BaSO₄ content of 86.96% and recovery of 9.15%, and a mica concentrate with K₂O content of 6.66% and recovery of 6.63%, respectively. In this way, comprehensive utilization of tailings can thus be realized.

Key words

tailings pond / comprehensive utilization of tailings / comprehensive recovery / iron concentrate

引用本文

袁壮, 陈雯, 李淮湘, 李有仓, 张强. 大西沟某尾矿库尾矿有价组分综合回收试验研究. 矿冶工程杂志, 2024 , 44 (1) : 44 -47 . DOI: 10.3969/j.issn.0253-6099.2024.01.010

Zhuang YUAN, Wen CHEN, Huaixiang LI, Youcang LI, Qiang ZHANG. Comprehensive Recovery of Valuable Resources from Tailings in Tailings Pond of Daxigou Mine[J]. Mining and Metallurgical Engineering, 2024 , 44 (1) : 44 -47 . DOI: 10.3969/j.issn.0253-6099.2024.01.010

正文

收起

矿产资源为人类现代化发展提供了强有力的支撑作用，随着现代化发展规模不断扩大、进程不断加速，人类对矿产资源的需求量与日俱增。前期受科研技术及经济成本等因素限制，大量矿产资源被抛弃在尾矿库中，造成了巨大的资源浪费，更是严重影响了当地的生态环境^[1-4]。铁消耗量占金属总消耗量的95%左右^[5]，铁尾矿在全球范围内呈现产出量高、堆存量大的现象^[6]。我国作为“世界工厂”以及最大的发展中国家，铁矿需求量巨大；而我国铁矿石禀赋状态为“贫、细、杂、散”^[7-8]，铁矿生产过程中产生了大量尾矿废弃物。2020～2021年，我国工业固体废弃物综合利用量20.59亿吨，利用率达62.3%，而其中尾矿综合利用量仅3.12亿吨，综合利用率仅18.9%；我国尾矿年产量约16.49亿吨，其中铁尾矿占51%^[6,9]。国家政策层面，《矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录（2022年版）》^[10]提出尾矿库“只减不增”管理要求^[11]，这对加快先进技术转化、实现尾矿综合利用产业化发展、提高矿产资源利用效率提供了较好的向导性作用。本文以陕西大西沟尾矿库尾矿为研究对象，进行有价组分综合回收试验研究，实现尾矿分质综合利用，对尾矿资源二次开发利用具有指导意义。

1　矿样性质

收起

试验矿样为陕西大西沟某尾矿库选铁尾矿。该铁尾矿原始粒度小于2 mm，其化学多元素分析结果如表1所示，矿物组成及铁物相分析结果分别如表2和表3所示。矿样成分较为复杂，可供选矿回收的主要成分为Fe、Cu、S、K₂O和BaSO₄；样品主要由云母、菱铁矿、石英、重晶石等矿物组成；铁作为主要回收成分，大部分赋存于碳酸盐中，加上分布在磁铁矿和赤（褐）铁矿中的铁，合计分布率为67.07%，此为分选矿石中铁矿物时铁的最大理论回收率。

对矿物主要产出形式进行分析，可知菱铁矿多为自形、半自形或不规则他形粒状，常呈浸染状与石英、绢云母等非金属矿物交生，或紧密镶嵌构成不规则团块状集合体，晶体粒度一般0.01～0.2 mm，细小者可小于0.01 mm，集合体粒度可达0.6 mm左右；褐铁矿矿物晶体粒度大小相差较为悬殊，一般在0.01～0.1 mm之间，细小者在0.005 mm以下；黄铜矿粒度一般介于0.01～0.25 mm之间，细小者小于0.01 mm；绢云母含量较高，分布极为广泛，正交镜下多为彩色细小的鳞片状，鳞片宽度基本在0.05 mm以下；重晶石多为不规则粒状，晶体粒度变化较大，个别粗者可至0.45 mm左右，细小者在0.005 mm以下，一般在0.01～0.20 mm之间。

2　试验研究

收起

分析主要矿物物理化学性质可知，矿样中铁矿物品位较低，且主要以菱铁矿与赤（褐）铁矿形式存在，需采用强磁选预处理以提高铁矿品位，再通过磁化焙烧-磨矿-磁选回收铁矿物^[12]；铜和硫主要以黄铜矿和黄铁矿形式存在，可通过浮选进行回收；入烧原料中硫含量较高时，硫化物焙烧过程中部分硫会进入焙烧尾气，导致烟气中硫含量升高，增加烟气脱硫成本，并造成硫资源浪费，因此在焙烧前需脱除矿样中的硫矿物；硫酸钡和氧化钾主要以重晶石和云母形式存在，根据二者性质，制定了摇床重选-浮选处理工艺。故此，试验技术路线为：浮选铜和硫、强磁选提铁、焙烧选铁、重选-浮选提取重晶石和云母。

2.1　铜硫回收试验

根据矿石产出形式及晶体粒度，对样品进行磨矿处理，获得-0.074 mm粒级占76.80%的磨矿产品，实现黄铜矿与黄铁矿的单体解离。根据黄铜矿与黄铁矿均为硫化矿制定了一粗两精铜硫混合浮选-铜硫分离流程，最佳药剂制度下的试验流程及结果分别如图1和表4所示。铜硫混合浮选-铜硫分离获得了Cu品位19.790%、回收率31.24%的铜精矿与S品位47.86%、回收率66.58%的硫精矿。

2.2　铁回收试验

铜硫混合浮选尾矿1铁品位（13.94%）较低，后续焙烧能耗大、处理成本高，考虑采用强磁选预处理提高其铁品位，再磁化焙烧-磨矿-磁选以获得高品质铁精矿，试验流程如图2所示，结果见表5。使用ZHФ560强磁选机进行预处理，在磁场强度1.20 T、尾矿冲洗水压力0.12 MPa、精矿卸矿水压力0.15 MPa条件下，可获得作业产率45.62%、TFe品位25.61%、铁作业回收率83.82%的强磁选精矿；强磁选精矿在焙烧温度750 ℃、焙烧时间90 min、中性气氛下磁化焙烧（无添加剂），再经多段磨矿-磁选，可获得铁精矿作业产率16.95%、TFe品位60.17%、铁作业回收率72.86%的分选指标。对铁精矿进行了化学多元素分析，结果如表6所示。铁精矿中S含量仅0.11%，SiO₂和Al₂O₃含量分别为3.55%和0.94%，MgO含量为7.10%，四元碱度达到1.67，该铁精矿产品是较好的镁质球团生产原料。

2.3　重晶石、云母回收试验

采用图3所示流程进行了重晶石和云母回收试验，结果如表7所示。其中LH为自主研发的抑制剂，它是一种无机抑制剂和有机抑制剂的混合药剂。采用摇床重选-浮选联合工艺，可获得作业产率3.94%、BaSO₄品位86.96%、作业回收率51.11%的重晶石粗精矿和作业产率24.65%、K₂O含量6.66%、作业回收率37.02%的云母精矿。

2.4　推荐流程

根据前述试验结果，得到较优条件下大西沟尾矿库尾矿开发利用全流程试验结果如表8所示，试验流程见图4。采用浮选铜硫、强磁选提铁、焙烧选铁、摇床重选-浮选提取重晶石和云母技术路线具有良好的可行性。

3　结论

收起

1）陕西大西沟尾矿库尾矿样中TFe品位15.70%，铁主要以菱铁矿形式存在，选铁理论回收率为67.07%；其他组分Cu、S、K₂O和BaSO₄可作为综合回收对象。

2）采用浮选铜硫、强磁选提铁、焙烧选铁、摇床重选-浮选提取重晶石和云母工艺流程，可获得产率15.53%、TFe品位60.17%、铁回收率66.74%的铁精矿（S含量0.11%），产率4.66%、S品位47.86%、硫回收率66.58%的硫精矿，产率0.11%、Cu品位19.79%、回收率31.24%的铜精矿，产率0.71%、BaSO₄含量86.96%、回收率9.15%的重晶石精矿和产率4.41%、K₂O含量6.66%、回收率6.63%的云母精矿，实现了分质综合利用。研究结果对此类矿石的开发利用具有指导意义。

基金

收起

国家重点研发计划(2020YFC1909802)

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

排序方式：

[1]

刘文博, 姚华彦, 王静峰, 等. 铁尾矿资源化综合利用现状[J]. 材料导报, 2020, 34(增刊1): 268-270.

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中华人民共和国自然资源部. 矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录(2022年版)[EB/OL]. http://gi.m.mnr.gov.cn/202209/P020220905573929124872.xlsx.

[12]

杨晓峰, 刘双安, 宋均利. 某尾矿预富集-磁化焙烧-磁选工艺试验研究[J]. 矿冶工程, 2019, 39(2): 57-60.

2024年第44卷第1期

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doi: 10.3969/j.issn.0253-6099.2024.01.010

接收时间：2023-09-20
首发时间：2026-03-20
出版时间：2024-02-01

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收稿日期：2023-09-20

基金

国家重点研发计划(2020YFC1909802)

作者信息

^1.长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南　长沙　410012

^2.陕西大西沟矿业有限公司，陕西　商洛　726409

通讯作者:

陈雯（1965—），女，四川人，博士，教授，博士研究生导师，主要从事铁矿石选冶研究。E-mail：chen_wen@vip.sina.com

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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石英	菱铁矿	云母	重晶石	绿泥石	白云石	微斜长石	黄铁矿
19.31	16.62	39.02	4.83	6.87	4.00	7.40	1.95

石英

菱铁矿

云母

重晶石

绿泥石

白云石

微斜长石

黄铁矿

19.31

16.62

39.02

4.83

6.87

4.00

7.40

1.95

铁物相	含量/%	分布率/%
碳酸铁中铁	6.06	38.60
磁铁矿中铁	0.81	5.16
赤褐铁矿中铁	3.66	23.31
硫化铁中铁	0.91	5.80
硅酸铁中铁	4.26	27.13
合计	15.70	100.00

铁物相

含量/%

分布率/%

碳酸铁中铁

6.06

38.60

磁铁矿中铁

0.81

5.16

赤褐铁矿中铁

3.66

23.31

硫化铁中铁

0.91

5.80

硅酸铁中铁

4.26

27.13

合计

15.70

100.00

产品名称	产率/%	品位/%	回收率/%
铜精矿	0.11	19.790	32.05	31.24	1.10
硫精矿	4.66	0.410	47.86	26.28	66.58
中矿	3.63	0.194	5.07	9.69	5.50
尾矿1	91.60	0.026	0.98	32.79	26.82
给矿	100.00	0.073	3.35	100.00	100.00

产品名称

产率/%

品位/%

回收率/%

铜精矿

0.11

19.790

32.05

31.24

1.10

硫精矿

4.66

0.410

47.86

26.28

66.58

中矿

3.63

0.194

5.07

9.69

5.50

尾矿1

91.60

0.026

0.98

32.79

26.82

给矿

100.00

0.073

3.35

100.00

产品名称	作业产率/%	TFe品位/%	作业回收率/%
强磁选精矿	45.62	25.61	83.82
烧失	9.12	—	—
铁精矿	16.95	60.17	72.86
尾矿2	54.38	4.15	16.19
尾矿3	19.55	7.85	10.96
给矿（尾矿1）	100.00	13.94	100.00

产品名称

作业产率/%

TFe品位/%

作业回收率/%

强磁选精矿

45.62

25.61

83.82

烧失

9.12

—

铁精矿

16.95

60.17

72.86

尾矿2

54.38

4.15

16.19

尾矿3

19.55

7.85

10.96

给矿（尾矿1）

100.00

13.94

100.00

产品名称	作业产率/%	品位/%	作业回收率/%
重晶石	3.94	86.96	0.16	51.11	0.15
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尾矿4	71.41	1.92	3.90	20.46	62.83
给矿（尾矿3）	100.00	6.70	4.44	100.00	100.00

产品名称

作业产率/%

品位/%

作业回收率/%

BaSO₄

K₂O

BaSO₄

K₂O

重晶石

3.94

86.96

0.16

51.11

0.15

云母

24.65

7.73

6.66

28.43

37.02

尾矿4

71.41

1.92

3.90

20.46

62.83

给矿（尾矿3）

100.00

6.70

4.44

100.00

产品名称	产率/%	品位/%	回收率/%
铜精矿	0.11	Cu 19.79	Cu 31.24
硫精矿	4.66	S 47.86	S 66.58
铁精矿	15.53	TFe 60.17，S 0.11	TFe 66.74
重晶石	0.71	BaSO₄ 86.96	BaSO₄ 9.15
云母	4.41	K₂O 6.66	K₂O 6.63

产品名称

产率/%

品位/%

回收率/%

铜精矿

0.11

Cu 19.79

Cu 31.24

硫精矿

4.66

S 47.86

S 66.58

铁精矿

15.53

TFe 60.17，S 0.11

TFe 66.74

重晶石

0.71

BaSO₄ 86.96

BaSO₄ 9.15

云母

4.41

K₂O 6.66

K₂O 6.63

TFe	FeO	Fe₂O₃	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	Cu
15.70	14.79	6.01	40.09	10.25	0.29	0.44	0.07
BaSO₄	K₂O	P	S	TiO₂	C	烧失
5.76	3.49	0.060	3.39	0.45	2.51	10.47

TFe	FeO	Fe₂O₃	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	Cu
15.70	14.79	6.01	40.09	10.25	0.29	0.44	0.07
BaSO₄	K₂O	P	S	TiO₂	C	烧失
5.76	3.49	0.060	3.39	0.45	2.51	10.47

TFe	FeO	Fe₂O₃	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	Cu
15.70	14.79	6.01	40.09	10.25	0.29	0.44	0.07
BaSO₄	K₂O	P	S	TiO₂	C	烧失
5.76	3.49	0.060	3.39	0.45	2.51	10.47

Fe	FeO	Fe₂O₃	SiO₂	Al₂O₃	Cu	Ba	CaO
60.17	24.11	59.23	3.55	0.94	0.068	0.3	0.39
MgO	MnO	K₂O	Na₂O	P	S	C	烧失
7.10	2.41	0.16	0.019	0.021	0.11	0.079	2.56

Fe	FeO	Fe₂O₃	SiO₂	Al₂O₃	Cu	Ba	CaO
60.17	24.11	59.23	3.55	0.94	0.068	0.3	0.39
MgO	MnO	K₂O	Na₂O	P	S	C	烧失
7.10	2.41	0.16	0.019	0.021	0.11	0.079	2.56

Fe	FeO	Fe₂O₃	SiO₂	Al₂O₃	Cu	Ba	CaO
60.17	24.11	59.23	3.55	0.94	0.068	0.3	0.39
MgO	MnO	K₂O	Na₂O	P	S	C	烧失
7.10	2.41	0.16	0.019	0.021	0.11	0.079	2.56