《國(guó)家工業(yè)資源綜合利用先進(jìn)適用工藝技術(shù)設(shè)備目錄(2021年版)》供需對(duì)接指南之八:尾礦綜合利用技術(shù)裝備
(一)CTX快速磁翻轉(zhuǎn)高場(chǎng)強(qiáng)磁滾筒
1.適用范圍
低品位和超低品位磁鐵礦、鋼渣、含鐵尾礦等綜合利用。
2.技術(shù)原理及工藝
CTX型快速磁翻轉(zhuǎn)高場(chǎng)強(qiáng)磁滾筒采用特殊的磁系設(shè)計(jì),磁力線發(fā)生強(qiáng)烈排斥、擠壓和聚集,使不同區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)度不同。當(dāng)外筒體和內(nèi)筒體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),磁性物料短時(shí)間內(nèi)快速多次交替通過(guò)高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域和低場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域,發(fā)生快速磁翻轉(zhuǎn)和磁攪動(dòng),夾雜在磁性物料之間的非(弱)磁性物料受到磁攪動(dòng),在離心力和重力作用下會(huì)向外層移動(dòng),而夾雜在非(弱)磁性物料之間的磁性物料由于受到較強(qiáng)磁場(chǎng)力作用,會(huì)向內(nèi)層移動(dòng),從而在磁場(chǎng)力、重力和離心力共同作用下實(shí)現(xiàn)磁性物料與非(弱)磁性物料的高效分選。
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CTX磁滾筒分選原理示意圖
3.技術(shù)指標(biāo)
。1)拋廢率較傳統(tǒng)工藝技術(shù)設(shè)備(如CT型傳統(tǒng)磁選機(jī))提高50~500%;
(2)磁性鐵回收率較傳統(tǒng)工藝技術(shù)設(shè)備(如CT型傳統(tǒng)磁選機(jī))提高約1%;
(3)精礦(精渣)品位較傳統(tǒng)工藝技術(shù)設(shè)備(如CT型傳統(tǒng)磁選機(jī))提高1~5個(gè)百分點(diǎn)。
4.技術(shù)功能特性
。1)CTX磁滾筒磁系和外筒體相對(duì)轉(zhuǎn)速高,在分選區(qū)內(nèi),礦石顆粒得到快速磁翻轉(zhuǎn)和磁攪動(dòng),使吸附在外筒體上的磁團(tuán)、磁鏈遭到破壞,大大降低了磁性顆粒的磁性?shī)A雜物。
(2)CTX磁滾筒分選皮帶速度高,是傳統(tǒng)磁選機(jī)的1.3~2.5倍。由于物料在分選過(guò)程中獲得的離心力較大,在磁場(chǎng)力、重力、離心力和強(qiáng)烈的磁攪動(dòng)共同作用下,實(shí)現(xiàn)含泥、含水、細(xì)顆粒礦石的高效分選。
5.應(yīng)用案例
攀鋼集團(tuán)礦業(yè)公司選礦廠使用了北京君致清科技有限公司自主研發(fā)的CTX磁滾筒進(jìn)行干選,較采用傳統(tǒng)磁選機(jī)多拋除廢石14.4萬(wàn)噸/年,每年減少尾礦庫(kù)庫(kù)容約40萬(wàn)m 。
6.未來(lái)推廣前景
通過(guò)CTX磁滾筒對(duì)超低品位鐵礦石進(jìn)行干選,可有效降低尾礦產(chǎn)生量,提高鐵精礦產(chǎn)量,節(jié)能減排效果好,應(yīng)用前景廣闊。
(二)尾礦協(xié)同其他工業(yè)固廢制備微晶玻璃成套裝備
1.適用范圍
尾礦等工業(yè)固廢綜合利用生產(chǎn)微晶玻璃。
2.技術(shù)原理及工藝
根據(jù)尾礦化學(xué)成分,分析確定其適宜制備微晶玻璃的基礎(chǔ)配方體系和主晶相類型。通過(guò)加料系統(tǒng)將配好的原料加入全電熔窯爐內(nèi),經(jīng)全電熔窯爐熔制、壓延成形、晶化退火處理等工序,生產(chǎn)出微晶玻璃基材,最后經(jīng)橫切、拋磨加工、產(chǎn)品檢驗(yàn)后包裝成產(chǎn)品。
100t/d全電容窯爐和100t/d全電容窯爐的退火晶化裝備
3.技術(shù)指標(biāo)
(1)自動(dòng)化率達(dá)到95%以上;
。2)尾礦或工業(yè)固廢摻量達(dá)75%以上。
4.技術(shù)功能特性
。1)采用頂插電極方式布置電極,熔窯表層形成“料毯”覆蓋,可降低揮發(fā)性物料揮發(fā),玻璃液回得率高;同時(shí),電極深埋于玻璃液,熱量散失少,能耗低。
(2)熔制過(guò)程中無(wú)SOx、NOx等有害氣體的排放,產(chǎn)生的邊角余料及拋磨廢渣可全部回收再利用,拋磨廢水經(jīng)三級(jí)沉淀后回收使用,無(wú)外排。
。3)沿熔池深度溫差變化小,揮發(fā)少,玻璃成分穩(wěn)定,玻璃液的均勻性和穩(wěn)定性好。
5.應(yīng)用案例
四川一名微晶科技股份有限公司采用該技術(shù)裝備建成45t/d全電熔尾礦及固廢資源化利用微晶玻璃產(chǎn)線4條,100t/d生產(chǎn)線1條,產(chǎn)能達(dá)到400萬(wàn)m2/a,年均利用花崗巖尾礦、冶金廢渣、煤矸石等工業(yè)固廢總量約8萬(wàn)噸。
6.未來(lái)推廣前景
該工藝技術(shù)裝備能夠?qū)崿F(xiàn)以花崗巖尾礦、赤泥、煤矸石、鋼鐵高爐渣、稀土鋼鐵廢渣、釩鈦鋼鐵廢渣、銅礦尾礦、鋁灰、粉煤灰、原狀灰、錳鐵合金廢渣、鎳鐵合金廢渣、鉻鐵合金廢渣等30余種工業(yè)固生產(chǎn)微晶玻璃,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,使用范圍廣,技術(shù)裝備推廣應(yīng)用前景廣闊。
(三)新型立式輥壓制砂工藝設(shè)備
1.適用范圍
巖石、鐵尾礦、建筑垃圾制砂前破碎機(jī)鐵礦石選礦破碎。
2.技術(shù)原理及工藝
該設(shè)備按照磨輥層壓制粉原理進(jìn)行優(yōu)化改造。需破碎的石料由入料口送入旋轉(zhuǎn)的壓盤中心,在離心力作用下,物料向壓盤周邊移動(dòng),進(jìn)入壓盤輥道。在壓輥壓力作用下,物料受到擠壓、研磨和剪切作用被破碎。破碎后的物料在離心力作用下向壓盤邊緣運(yùn)動(dòng)并落入下殼體腔室內(nèi),由連接在壓盤下部的刮料裝置,將成品刮到出料口排出,經(jīng)篩分后,不合格的顆粒經(jīng)輸送設(shè)備輸送返回入料口,與新喂入的物料一起重新碾壓破碎,如此循環(huán),完成碾壓制砂作業(yè)全過(guò)程。
設(shè)備實(shí)物圖
3.技術(shù)指標(biāo)
(1)產(chǎn)品細(xì)度<5mm,無(wú)需整形;
(2)單位產(chǎn)能能耗降低40%。
4.技術(shù)功能特性
(1)主電機(jī)采用變頻器調(diào)速來(lái)調(diào)節(jié)不同強(qiáng)度物料的成品砂細(xì)度模數(shù)。
(2)通過(guò)改變磨輥傾角,使粗破區(qū)和細(xì)破區(qū)界限分明,有利于提高設(shè)備的破碎能力。
。3)單機(jī)產(chǎn)能大,制砂機(jī)小時(shí)產(chǎn)能達(dá)500噸以上。
。4)刮料裝置采用多齒耙形設(shè)計(jì),減少排料功耗,延長(zhǎng)刮料裝置使用壽命。
。5)具備物聯(lián)網(wǎng)控制和智能化管理系統(tǒng)。
5.應(yīng)用實(shí)例
柞水晶智新型建材有限公司采用上海云統(tǒng)創(chuàng)申智能科技有限公司的CLGY—2200立式輥壓制砂機(jī),以尾礦為原料,年生產(chǎn)精品砂380~400噸,利潤(rùn)達(dá)8000萬(wàn)元。
6.未來(lái)推廣前景
CLGY系列智能立式輥壓制砂機(jī)生產(chǎn)效率高、產(chǎn)能大、單位能耗低、產(chǎn)品粒形好、微負(fù)壓運(yùn)行,揚(yáng)塵少,具備物聯(lián)網(wǎng)控制和智能化管理系統(tǒng),尤其是適用于高硬度的礦石,為固廢綜合利用發(fā)揮重要的作用,未來(lái)推廣前景廣闊。
(四) 菱鎂尾礦制備高性能綠色微/納米阻燃劑工藝技術(shù)設(shè)備
1.適用范圍
菱鎂尾礦綜合利用。
2.技術(shù)原理及工藝
低品位天然菱鎂礦及滑石資源經(jīng)破碎粉磨分級(jí)后進(jìn)入氣流磨進(jìn)行超聲粉碎,形成超細(xì)粉體,添加功能性改性劑/納米粒子前驅(qū)體進(jìn)行表面功能優(yōu)化,產(chǎn)出高性能綠色微/納米阻燃劑產(chǎn)品。該技術(shù)涉及的關(guān)鍵核心技術(shù)有粉體表面分子優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、粉體表面納米工程化技術(shù)、阻燃性能及力學(xué)性能的應(yīng)用技術(shù)等。工藝流程如下圖所示。
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工藝技術(shù)流程圖
3.技術(shù)指標(biāo)
產(chǎn)品Mg(OH)2含量≥80%、白度≥96、粒徑D50≤12μm,符合《阻燃化學(xué)品 水鎂石》(GB/T 33385—2016)要求。
4.技術(shù)功能特性
采用該技術(shù)裝備生產(chǎn)的產(chǎn)品可用于生產(chǎn)木塑復(fù)合地板、裝配式建筑構(gòu)建及復(fù)合墻體材料等,具備無(wú)污染可回收再利用的特點(diǎn)。
5.應(yīng)用案例
遼寧精華新材料股份有限公司應(yīng)用自主研發(fā)的菱鎂尾礦制備高性能綠色微/納米阻燃劑工藝技術(shù)設(shè)備已建成低品位天然菱鎂礦石一步法制備高性能微納米級(jí)年產(chǎn)500噸氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑示范線生產(chǎn)線。
6.未來(lái)推廣前景
該工藝技術(shù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了低品位菱鎂礦粉(尾礦)的高性能、高附加值化利用,減少“采富棄貧”對(duì)環(huán)境破壞,實(shí)現(xiàn)變廢為寶,促進(jìn)行業(yè)綠色發(fā)展。
(五)微細(xì)粒尾礦高壓濃縮+高壓隔膜壓榨壓濾資源化利用
工藝技術(shù)
1.適用范圍
尾礦高效脫水。
2.技術(shù)原理及工藝
該技術(shù)根據(jù)微細(xì)粒尾礦表面帶負(fù)電荷和高價(jià)陽(yáng)離子發(fā)生電荷中和以及壓縮雙電層作用的規(guī)律,開(kāi)發(fā)以煉鐵爐窯灰中Ca2+壓縮尾礦微細(xì)粒表面雙電層和摻入少量“加重劑”顆粒助沉的低成本膏體濃縮制備技術(shù)。微細(xì)粒尾礦在HRC—25濃密機(jī)中獲得濃度50%以上膏體,解決了微細(xì)粒尾礦在非膏體濃密機(jī)中濃縮脫水成本高、膏體制備難等問(wèn)題。
工藝技術(shù)流程圖
3.技術(shù)指標(biāo)
微細(xì)粒尾礦底流濃度51.5%;壓濾濾餅水份平均15%;壓濾機(jī)效率28.47kg/(m2·h)。
4.技術(shù)功能特性
膏體濃縮制備技術(shù)成本低,解決了微細(xì)粒在非膏體濃密機(jī)中濃縮脫水成本高、膏體制備困難等問(wèn)題。
5.應(yīng)用案例
南京寶地梅山產(chǎn)城發(fā)展有限公司礦業(yè)分公司應(yīng)用自主研發(fā)的微細(xì)粒尾礦高壓濃縮+高壓隔膜壓榨壓濾資源化利用工藝技術(shù)建成年處理微細(xì)粒尾礦100萬(wàn)噸的生產(chǎn)線。2020年寶鋼資源梅山礦業(yè)公司采用該工藝技術(shù)生產(chǎn)壓濾餅約80萬(wàn)噸,產(chǎn)品用作水泥鐵質(zhì)校正劑。
6.未來(lái)推廣前景
該工藝技術(shù)設(shè)備適用于礦山行業(yè)微細(xì)粒尾礦濃縮脫水資源化綜合利用、河道清淤污泥脫水、市政工程TBM隧道盾構(gòu)泥漿處理、自來(lái)水廠污泥處理等技術(shù)領(lǐng)域,不僅能夠減少濕尾礦排放量及堆存,還可緩解水泥、建材行業(yè)的原料不足,為礦山企業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有效支撐。
(六) 超重力/柱機(jī)浮選聯(lián)合全組分利用技術(shù)
1.適用范圍
尾礦及冶煉渣選礦提取有價(jià)金屬。
2.技術(shù)原理及工藝
該工藝技術(shù)設(shè)備主要包括兩段磨礦兩段超重力離心機(jī)重選新技術(shù)、超重力離心機(jī)重選尾礦浮選柱浮選機(jī)聯(lián)合浮選新技術(shù)和高配浮選尾礦制備墻體環(huán)保紅磚新技術(shù)。
根據(jù)礦石特點(diǎn),本著“早收快收”和“減少藥劑”的原則,經(jīng)兩段磨礦、兩段超重力重選、一次浮選柱粗選、兩次精選和浮選機(jī)三次掃選,回收金等有價(jià)元素。全流程金屬回收率高,浮選尾礦用于制磚。
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工藝技術(shù)流程圖
3.技術(shù)指標(biāo)
(1)貧硫難浮金礦原礦金品位6.1g/t條件下,兩段超重力離心重選獲得精礦平均品位1540.7g/t,金回收率達(dá)63.4%;
。2)重選尾礦經(jīng)過(guò)一次浮選柱粗選、兩次浮選柱精選和兩次浮選機(jī)掃選的柱機(jī)聯(lián)合工藝可獲得金品位81.6g/t的精礦,金回收率30.2%;
(3)全流程金總回收率93.5%。
4.技術(shù)功能特性
該技術(shù)裝備可有效取代氰化提金工藝,充分回收粗、中、細(xì)粒金礦物,整體工藝技術(shù)先進(jìn),創(chuàng)新性強(qiáng)。
5.應(yīng)用案例
東北大學(xué)自主研發(fā)的超重力/柱機(jī)浮選聯(lián)合全組分利用技術(shù)已在海南山金礦業(yè)有限公司和海南金惠環(huán)保節(jié)能有限公司得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,全流程金回收率達(dá)93%,高配比尾礦制磚生產(chǎn)線日制磚可達(dá)60萬(wàn)塊,尾礦月均利用量22500噸,廢石月均利用量13500噸。
6.未來(lái)推廣前景
該工藝技術(shù)設(shè)備可有效取代氰化工藝,浮選尾礦可用于制磚,具有顯著的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益,推廣前景廣闊。
(七)釩渣提釩工藝中采用立窯氧化焙燒技術(shù)設(shè)備
及卸料送料設(shè)備
1.適用范圍
含釩廢渣綜合利用及有色冶金、礦業(yè)氧化焙燒。
2.技術(shù)原理及工藝
立窯焙燒爐由3部分腔體結(jié)構(gòu)組成:兩邊為火倉(cāng),采用天然氣或水煤氣作為熱源;中間為料倉(cāng),料倉(cāng)下方有固定爐橋和落料爐橋。料倉(cāng)與火倉(cāng)間的上方有透火孔相通,在負(fù)壓作用下,經(jīng)透火孔對(duì)物料加熱。透火孔下方利用火倉(cāng)熱輻射保持溫度。
將石煤釩礦及含釩廢渣組成的物粉磨后,加入水分或粘結(jié)劑混合均勻,壓制成球團(tuán),經(jīng)自動(dòng)翻板卸料機(jī)送入焙燒爐上方的料倉(cāng),待高溫固化后落料,物料通過(guò)固化層、焙燒層、氧化保溫及反應(yīng)層后落入出料器。
物料中的釩大部分以三價(jià)態(tài)存于鋁硅酸鹽礦中,提釩過(guò)程需經(jīng)高溫焙燒破壞礦石晶格釋放出釩離子并進(jìn)一步氧化為五價(jià)釩(V5+),再和鈣等其它元素反應(yīng)生成可溶性釩化合物,通過(guò)酸浸溶解、富集后沉淀為釩的銨鹽,經(jīng)進(jìn)一步加工成工業(yè)用五氧化二釩。
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立窯氧化焙燒工藝流程簡(jiǎn)圖
3.技術(shù)指標(biāo)
(1)燒腔輸出的溫度維持在900±5℃;
。2)釩轉(zhuǎn)化率達(dá)到89%以上。
4.技術(shù)功能特性
。1)通過(guò)精準(zhǔn)控制立窯溫度,使釩渣充分氧化,實(shí)現(xiàn)氧化型焙燒礦物的低能耗、高效、高浸出率,減少污染物排放,降低立窯占地面積。
。2)對(duì)送料設(shè)備進(jìn)行改進(jìn),減少爐底檢修安全風(fēng)險(xiǎn)。
5.應(yīng)用案例
陜西福盛釩業(yè)科技有限公司在陜西省商洛市商南縣建成了采用該技術(shù)裝備的釩精礦生產(chǎn)線,年處理釩渣15萬(wàn)噸,生產(chǎn)五氧化二釩約2500噸。
6.未來(lái)推廣前景
與國(guó)內(nèi)同類設(shè)備相比,該技術(shù)設(shè)備具有成本低、占地少、生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢(shì),推廣前景廣闊。
(八)鐵礦尾礦懸浮磁化焙燒爐
1.適用范圍
高含鐵工業(yè)固廢提鐵。
2.技術(shù)原理及工藝
將鐵礦物加熱到適宜溫度后,送入懸浮磁化焙燒爐繼續(xù)加熱,使其中的褐鐵礦和菱鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)槿趸F,然后接觸還原劑使弱磁性的三氧化二鐵轉(zhuǎn)化為強(qiáng)磁性的四氧化三鐵,再利用常規(guī)的弱磁選技術(shù)將脈石分離。
工藝流程示意圖-1
工藝流程示意圖-2
3.技術(shù)指標(biāo)
(1)金屬回收率88%以上,精礦品位55%以上;
。2)熱耗1.2GJ/t,粉塵排放濃度≤10mg/Nm 、硫化物≤35mg/Nm 、氮氧化物≤50mg/Nm 。
4.技術(shù)功能特性
該技術(shù)裝備可以避免單獨(dú)設(shè)置干燥工序,降低土地、資金、人力等成本,縮短技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化周期,達(dá)到年處理干基鐵礦石165萬(wàn)噸的規(guī)模,在大規(guī)模集約化生產(chǎn)、節(jié)能環(huán)保等方面具有優(yōu)勢(shì)。
5.應(yīng)用案例
酒鋼粉礦采用了沈陽(yáng)鑫博工業(yè)技術(shù)股份有限公司自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的鐵礦尾礦懸浮磁化焙燒爐,年處理原礦165萬(wàn)噸,與酒鋼原強(qiáng)磁選工藝相比,精礦鐵品位提高12個(gè)百分點(diǎn),金屬回收率提高26個(gè)百分點(diǎn),與酒鋼塊礦豎爐焙燒相比,臺(tái)時(shí)產(chǎn)能提高8倍多。
6.未來(lái)推廣前景
隨著技術(shù)裝備水平的提高,我國(guó)難選鐵礦選礦和尾礦選礦將成為補(bǔ)充鐵資源供給的重要途徑,據(jù)企業(yè)預(yù)測(cè),未來(lái)采用懸浮磁化焙燒選礦的難選鐵礦和尾礦的產(chǎn)量預(yù)計(jì)將達(dá)到2億噸以上,市場(chǎng)需求量大,推廣前景廣闊。