铁尾矿废石资源化利用试验研究.docx

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1、铁尾矿废石资源化利用试验研究酒钢选烧厂块矿竖炉焙烧、干选后，合格精矿进入弱磁选系统，干选抛出不 合格部分经返矿炉焙烧后，进入皮带磁滑轮抛废石，精矿进入干选，废石堆存。 目前铁尾矿废石没有合理化利用途径，并且每年仍产生约3035万t废石。这 部分固体废弃物既占用场地，又影响环境。本试验以铁化学物相、放射性分析、 粒度分布、化学成分分析为基础，开展铁尾矿废石做建筑骨料试验，细粉及废石 做超细粉试验等，找出铁尾矿废石资源化利用途径。废石的性能2.1 铁化学物相分析利用XRD衍射仪及场发射扫描电子显微镜对铁尾矿废石进行物相组成及矿 相结构分析，其结果分别如图1和图2所示。图1和图2表明，铁尾矿废石中主

2、 要矿物为石英(SiO2),多呈粗颗粒状，少量呈细脉状，沿磁铁矿颗粒间隙分布， 矿石结构较为不均匀；含铁矿物主要以磁铁矿(Fe3O4)形式存在，还存在少量 不规则粒状钛铁矿(FeTio3)、菱铁矿(Fe3)和K2Fe2O6,分布于石英颗粒周 围。2.2 放射性检测通过FYFS-2002F全自动低本底多道V能谱仪检测放射性水平，经检测，铁 尾矿废石内照射指数IRa为0.5,外照射指数Iy为0.9,由此可判断，该样品基本 不具有放射性，其使用范围不限。2.3 粒度分布将废石试样首先进行筛分分级，称取50kg分别经0.16mm 5mm、10mm 20mm的筛子；称量并计算筛分的各级重量，如表1所示。

3、表1铁尾矿废石的不同颗粒重量比颗粒尺寸mm小0.16-5/5-10-10-2OQ20p重量Zkg *IIOp2.65 p9.70-36.801比例/%一2.2*3.219.7/74N2(o )图1铁尾矿废石XRD衍射图()K 27,ht% TiK HU7ut%FeRK ：Mt.%OK I7.l2wt.% SiK 必Wwtq图2铁尾矿废石扫描能谱图废石做骨料试验3.1 分级及化学成分检测将公称粒级大于20mm的废石采用RKPEF60l00型号的颗式破碎机进行破 碎。通过破碎、分级后，以粗骨料（205mm）代替碎石、细骨料（50.16mm） 代替河沙为目标开展试验。铁尾矿粗骨料、细骨料化学成分检测

4、结果如表3、表 4所示。由表3可知，粗骨料尾矿中Fe、Si、Al等元素含量较高，其中SiO2和AI2O3 占比分别达到55.89%和14.36%, TFe含量8.46%,还含有少量CaO和MgO,其 余为杂质。由表4可知，细骨料尾矿与粗骨料尾矿相比，成分差别较大，TFe含 量明显增多，达到16.44%, SiO2和AI2O3含量下降明显。表3粗骨料铁尾矿废石化学成分/%TFeKSiO23CaOQAI2O3。MgoQS/P2o5j8.4655.89 一1.13p14.36。2.83p0.04 p0.09 p xTio2*K2OpMnOrZno-BaoCNa2O*j*3 ，0.80/4.9OQ0.

5、09/0.05 P0.09*0.01/1.8p .表4细骨料铁尾矿废石化学成分/%TFe,SiO2CaoQAI2O3。MgOrSpP2O5,16.4441.36p4.684.63。3.03 P0.2OC0.05QTio2KzOtMnorZnooBaoCNsqOqIg .0.53*L55q0.500.023.8IQ0.01/12.20。3.2 粗骨料性能（520mm）对520mm粗骨料以替代碎石为目标进行压碎值、吸水率、密度、空隙率、 针片状含量等进行检测，检测依据JGJ52-2006普通混凝土用砂、石质量及检 验方法标准、GB/T14685-2011建设用卵石、碎石等，检测结果见表5。从表5可

6、以看出，废石粗骨料压碎指标符合GBT14685 2011建设用卵石、 碎石中的II级碎石压碎指标标准，如表6压碎指标标准所示。表5铁尾矿废石粗骨料性能检测结果检测样品/3粗骨料废石（5-2Omm） 检测项目*检测结果检测项目检测结果P压碎指标/%、破碎前。破碎后一吸水率/%/L79* l104412.13I堆积密度/ (kgm3) Q1400-表观密度/ (kgm3) p27753堆积空隙率,，50 K紧密密度/ (kgm3) P1730*针片状含量%一18p紧密空隙率/%，38 一表6压碎指标标准类别 U W . 碎石压碎指标/、10- 20 30 卵石压碎指标12- 14 16c.3.3

7、细骨料性能（0.165mm）对0.165mm细骨料以替代河沙为目标进行亚甲蓝试验、碱集料反应、压 碎值、坚固性、颗粒级配等检测与试验，检测依据JGJ52 2006普通混凝土用 砂、石质量及检验方法标准、GB/T14684-2011建设用砂等，检测结果见 表7。通过砂的亚甲基蓝试验，计算得出该试样的亚甲蓝值为L35gkg,则判定此 细骨料以石粉为主。在砂的碱集料反应试验中，该样品试件14天的膨胀率为 0.07%o此样品14天膨胀率小于0.10%时，可判定为无潜在危害。通过砂的筛分 试验，砂配区属于HI级砂。表7铁尾矿废石粗骨料性能检测结果检测样品。检测项目。细骨料废石（016-5mm） 检测结果

8、“检测项目检测结果亚甲蓝试验“亚甲蓝值（gkg） P1.35p减集料反应膨胀率耐,，0.07 pP以石粉为主无潜在危害“压碎指标% P23.6-坚固性3.81颗粒级配,公称粒径5.000 p2.50OQ L250e 0.630p0.315Q 0.16045细度模数质量比例%0.20 38432 20.20。15.507.53，6.00 c3.42 p实际累计筛余，0.2OC38.63 p 58.83 P 74.33 Q81.862 87.86“砂配区属于In级砂,超细粉试验以小于0.16mm细粉、废石为原料，进行超细粉性能测试，用以验证做超细 粉的可行性。分别将细粉（小于0.16mm）通过球磨

9、处理后，废石破碎、球磨至0.16mm 以下后，按照GB/T208 2014水泥密度测定方法测定细粉密度；按照GB/T8074 -2008水泥比表面积测定方法测定比表面积；按GB/T17671-1999测定试 验胶砂和对比胶砂的抗压强度，以二者抗压强度之比确定试验胶砂的活性指数； 按照GB/T2419-2005水泥胶砂流动度测定方法测定细粉的流动度比。超细 粉试验性能检测，测定结果如表8。表8废石和细粉用于超细粉性能测定结果项目密度，（g/cm3） p匕昧面积/ （mlkg）.、活性指翻，流动度比含水量,冬。三氧化硫/%，细粉3.08310-7293 20.50-P废石2.85 351。75 9

10、2 p0.32 p0.10c结论（1）铁尾矿废石主要成分是石英，达到50%以上，其次为三氧化二铝和铁。 铁主要以磁铁矿形式存在，含有少量的镁铁矿以及粒状钛铁矿和菱铁矿，大量的 石英独立存在。废石粗、细颗粒间成分差异较大，特别是全铁差异达到8%,可 考虑细颗粒先磁选再利用的原则。废石试样基本不具有放射性，其使用范围不限。（2）废石作为粗骨料（520mm）进行性能测试，并与建设用碎石、卵石 标准比较，有害物质限量和孔隙率均达到一级标准要求，压碎值和吸水率达到二 级碎石的标准要求，针片状率偏高，达到18%,超高三级碎石的标准要求，这与 破碎方式有关。可考虑优化破碎筛分工艺，减少针片状含量。试验说明，

11、废石可 以作为粗骨料代替部分碎石使用，在混凝土中使用的比例和范围要通过试验来确 定。（3）废石作为细骨料（0.165mm）进行性能测定，并与建设用砂标准比 较，颗粒偏粗，坚固性达到一级标准，压碎值和石粉量达到二级用砂标准，碱基 料反应说明无潜在危害，但颗粒级配属于三级用砂。试验结果说明，废石可以代 替部分天然砂。（4）细粉和废石进行超细粉性能测试，细粉的可磨性较废石差，这与全铁 含量高有关,后续可考虑对细粉先进行磁选除铁，再进行球磨达到超细粉的目标。 通过超细粉性能的测定说明，废石和细粉作为超细粉比表面积和活性指数均偏低, 可通过改变工艺提高可磨性，达得提高活性指数的目的，可以作为水泥或混凝土 的掺合料使用。（5）上述结果说明，酒钢废石可通过优化破碎、筛分、磁选和超细粉生产等工艺，分级多途径利用，达到大量消减的目的。