一、鐵尾礦制磚技術(shù) 1 技術(shù)名稱:鐵尾礦制磚技術(shù)
2 技術(shù)適用范圍:頁巖尾礦燒結(jié)磚
3 技術(shù)簡介
3.1 基本原理
鐵尾礦主要由赤鐵礦、菱鐵礦、石英、高嶺石、方解石、磁鐵礦、白云石等組成。尾礦具有比普通制磚粘土更大的比表面積和更小的平均粒徑,有較好的成型塑性。通過調(diào)整制磚配方、確定適合大批量生產(chǎn)的工藝參數(shù)和工藝制度、完善工藝設(shè)備,實現(xiàn)尾礦制磚產(chǎn)業(yè)化!
3.2 工藝流程
隧道窯尾礦制磚工藝流程
頁巖、煤矸石 尾礦
顎式破碎 除磷、脫硫
錘式破碎 壓濾
篩分 尾礦庫
攪拌 箱式給料機
箱式給料機 輸送皮帶機
(按摻入比例加入)
擠出攪拌機 對輥混合機
陳化庫 箱式給料機
雙級真空擠磚機 多功能切割機
編運系統(tǒng)(人工運入坯場) 自動碼坯(人工碼坯)
隧道干燥窯(自然干燥) 隧道焙燒窯(輪窯焙燒)
3.3 關(guān)鍵技術(shù)
鐵尾礦濃縮脫水是尾礦制磚的關(guān)鍵技術(shù)。通過靜態(tài)沉降試驗、現(xiàn)場分流試驗、濃密機改造,為高效深錐濃密機選型和尾礦濃縮工藝設(shè)計及改造提供可靠依據(jù)。尾礦制磚成型工藝研究關(guān)鍵在成型水份,按尾礦摻配比50%、60%、70%、80%摻加頁巖料,成型水份控制在16%~18%。尾礦制磚干燥工藝關(guān)鍵在干燥速度,具體參數(shù):進車速度45分鐘/車;送熱溫度 140℃。慌懦绷14.4萬m3/h;排潮溫度 60℃ 。尾礦制磚焙燒工藝技術(shù)關(guān)鍵是余熱利用與兩個放熱的平衡!
4 技術(shù)應用情況及典型項目
南京鑫翔新型建筑材料有限責任公司將鐵尾礦燒結(jié)磚廣泛地應用于建筑行業(yè),并且得到房產(chǎn)開發(fā)商的好評!
2006年6月,該公司在南京市江寧區(qū)湯山鎮(zhèn)建立了兩條生產(chǎn)線,年產(chǎn)金屬尾礦磚7000萬塊。2009年7月,與南京市六合區(qū)冶山礦合作建立了兩條生產(chǎn)線,形成了鐵尾礦制磚的規(guī)模化生產(chǎn),年綜合利用金屬尾礦達100萬t以上。
應用該技術(shù)的典型項目的投資與收益情況見表26。
表26 典型項目的投資與收益情況
總 投 資
450萬
其中:設(shè)備投資
443萬元
運行費用
60萬元/年
設(shè)備壽命
20年
綜合利用效益
280萬元/年
投資回收年限
2年
生產(chǎn)頁巖尾礦燒結(jié)磚日可利用鐵尾礦600t以上;年產(chǎn)量可達7000萬塊(折標),比原設(shè)計產(chǎn)量提高10%以上,產(chǎn)品一等品率可達95%以上。企業(yè)因降低成本,每年帶來經(jīng)濟效益280萬元!
5 應用效果及推廣前景
頁巖尾礦燒結(jié)磚可替代粘土燒結(jié)磚用于建筑工程墻體,符合墻體材料改革發(fā)展的方向;形成的技術(shù)、工藝便于向社會推廣應用,為尾礦資源化處理提供了有效的途徑,值得推廣。
二、尾礦制輕質(zhì)保溫建材技術(shù) 1 技術(shù)名稱:尾礦制輕質(zhì)保溫建材技術(shù)
2 技術(shù)適用范圍:鐵尾礦生產(chǎn)輕集料混凝土空心砌塊與泡沫混凝
土砌塊
3 技術(shù)簡介
3.1 基本原理
尾礦的化學成分、粒度組成以及物理性能比較適合做建筑材料。尾礦屬惰性材料,活性較差,可作集料或摻合劑加入建材中!
(1)輕集料混凝土空心砌塊
尾礦輕集料混凝土小型空心砌塊,以尾礦和膨脹珍珠巖等分別為摻合料和集料,產(chǎn)品符合GB/T15229—2002《輕集料混凝土小型空心砌塊》技術(shù)要求!
(2)泡沫混凝土砌塊
用物理方法將發(fā)泡劑水溶液制成泡沫,加入到由水泥基膠凝材料、集料、摻和料、外加劑和水等制成的料漿中,經(jīng)混合攪拌澆注成型,自然或蒸氣養(yǎng)護成輕質(zhì)多孔混凝土砌塊(也稱發(fā)泡混凝土)。
按照JC/T1062-2007《泡沫混凝土砌塊》標準規(guī)定,集料包括輕集料、膨脹珍珠巖、砂、聚苯乙烯泡沫顆粒,摻合料允許加入粉煤灰、磨細礦渣粉、生石灰、其它活性礦物粉及工業(yè)廢渣!
3.2 關(guān)鍵技術(shù)
一是把尾礦進行膨化造粒作為輕集料加入砌塊,不但解決了其它輕集料運到現(xiàn)場成本過高的問題,還增加了砌塊所消耗的尾礦量,減少了水泥用量,使成本下降!
二是尾礦泡沫混凝土砌塊自保溫技術(shù)。泡沫混凝土砌塊的優(yōu)異保溫性能,已可以滿足節(jié)能50%的標準。而且由于在發(fā)泡劑的選擇上采用了動物性發(fā)泡劑,它的特點是發(fā)泡均勻、穩(wěn)定、強度高,并且氣孔是封閉獨立的,這就大大降低了吸水性,從而提高了砌塊的抗凍性!
4 技術(shù)應用情況及典型項目
該技術(shù)已經(jīng)在長春金世紀礦業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司成功使用,項目的投資與收益情況見表28!
表28 項目的投資與收益情況
總 投 資
2078萬元
其中:設(shè)備投資
459萬元
運行費用
304萬元/年
設(shè)備壽命
15年
綜合利用效益
890萬元/年
投資回收年限
3年
以年利用尾礦量10萬t計,項目年銷售收入和稅金為3000萬元。項目含稅總成本費用為2054萬元。項目的年利潤總額為890萬元!
本項目的全部投資財務(wù)內(nèi)部收益率(48%)高于設(shè)定的基準收益率(10%);全部投資回收期3.2年,具有較強的盈利能力,敏感性分析和盈虧平衡分析也表明項目的抗風險能力較強!
根據(jù)項目的現(xiàn)金流量分析,計算的動態(tài)財務(wù)指標如下:
表29 動態(tài)指標匯總表
序號
項 目
單 位
數(shù) 據(jù)
備 注
1
項目投資財務(wù)指標
2
投資回收期
年
3.2
3
財務(wù)凈現(xiàn)值
萬元
4952
4
財務(wù)內(nèi)部收益率
48%
項目的靜態(tài)和動態(tài)指標高于同行業(yè)平均盈利水平,也高于設(shè)定的基準收益率,具有較好的盈利能力。在達產(chǎn)年計算的以生產(chǎn)能力利用率表示的盈虧平衡點:BEPR=年固定總成本÷(年產(chǎn)品銷售收入-年可變總成本-年銷售稅金及附加)×100%=30%?梢,項目完成后,該企業(yè)只要生產(chǎn)能力達到設(shè)計規(guī)模的30%,便可不虧損!
5 應用效果及推廣前景
該技術(shù)是把尾礦進行膨化造粒作為輕集料加入砌塊,增加了砌塊所消耗的尾礦量,減少了水泥用量,使成本下降,具有較強的盈利能力。應用該技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品,砌體厚度>300﹙㎜﹚時符合墻體節(jié)能50%規(guī)定,砌體厚度>400﹙㎜﹚時符合嚴寒地區(qū)墻體節(jié)能65%規(guī)定,在較嚴寒地區(qū)具有較好的推廣前景!
三、尾礦制納米彩色波形瓦、外墻保溫板、免燒磚技術(shù) 1 技術(shù)名稱:尾礦制納米彩色波形瓦、外墻保溫板、免燒磚技術(shù)
2 技術(shù)適用范圍:鐵尾礦生產(chǎn)環(huán)保新型彩釉波形瓦等建筑材料
3 技術(shù)簡介
3.1基本原理
利用65%的尾礦砂和35%其他原料作為反應生成劑,通過對原料的種類和配比試驗,生產(chǎn)制作既經(jīng)濟又無污染的環(huán)保新型彩釉波形瓦、外墻保溫板、輕質(zhì)復合墻隔體板、免燒磚、整體節(jié)能小屋等!
3.2工藝流程
鐵礦尾礦砂處理→添加化學原料→攪拌→擠壓成型→凝固→切割→上釉→成品→入庫→出廠!
3.3關(guān)鍵技術(shù)
新型彩釉波形瓦以鐵礦尾礦砂及無機粘合材料為原料,用獨特工藝和專利技術(shù),在專用設(shè)備上復合而成。采用專利技術(shù)生產(chǎn)的新型彩釉波形瓦在瓦體內(nèi)部形成堅固的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),產(chǎn)品性能顯著提高!
4 技術(shù)應用情況及典型項目
該項技術(shù)在寬城富民新興建材有限責任公司成功使用。新型彩釉波形瓦、輕質(zhì)復合墻體板、外墻保溫砂漿、免燒磚、節(jié)能小屋等項目完成后,企業(yè)年可加工尾礦砂41萬t。年實現(xiàn)銷售收入26021.80萬元,利潤2228.27萬元,稅金1124.14萬元,所得稅后靜態(tài)投資回收期6.83年,投資回收較快,企業(yè)經(jīng)濟效益較好。項目建成后,可安排300人直接就業(yè),具有良好的社會效益。該項目的投資與收益情況見表30!
表30 項目的投資與收益情況
總 投 資
3114萬元
其中:設(shè)備投資
1058萬元
運行費用
1358萬元/年
設(shè)備壽命
10年
綜合利用效益
2630萬元/年
投資回收年限
6.8年
5 應用效果及推廣前景
新型彩釉波形瓦以鐵尾礦砂及無機粘合材料為原料,用獨特工藝和專利技術(shù),在專用設(shè)備上復合而成。大量使用鐵礦尾礦,對促進治理環(huán)境污染具有很好的作用,使用該技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品具有很好的市場需求,具有廣泛的應用和推廣價值!
四、鋁硅酸鹽尾礦微晶玻璃技術(shù) 1 技術(shù)名稱:鋁硅酸鹽尾礦微晶玻璃技術(shù)
2 技術(shù)適用范圍:鋁硅酸鹽尾礦生產(chǎn)微晶玻璃
3 技術(shù)原理
該技術(shù)依托單位為中國地質(zhì)科學院尾礦利用中心,采用國內(nèi)首創(chuàng)的Na2O-CaO-FeO-Al2O3-SiO2五元體系作為尾礦微晶玻璃工藝基礎(chǔ)配方;以硅灰石及輝石作為主析晶相,采用“水淬—燒結(jié)法”生產(chǎn)工藝,進行尾礦微晶玻璃工業(yè)化生產(chǎn)。本技術(shù)的特點:一是利用尾礦廢棄物為主要原料,實現(xiàn)變廢為寶,利于環(huán)保,降低生產(chǎn)成本;二是利用尾礦開發(fā)研制出的黑色微晶玻璃材料,表面花紋精美,光亮度優(yōu)于天然石材,產(chǎn)品達到《建筑裝飾用微晶玻璃》(JC/T872-2000)的標準要求;三是通過配方里的添加劑和采用先進的生產(chǎn)工藝,極大地降低了微晶玻璃的氣孔率,消除了尾礦微晶玻璃產(chǎn)品表面氣孔。板材不變裂和碎裂,產(chǎn)品成品率達到95%以上。
4 技術(shù)應用情況及典型項目
石材自然資源逐漸減少,石材加工過程中產(chǎn)生的廢石對環(huán)境造成一定污染。與天然石材相比,微晶玻璃的價格低,是一種替代天然石材的高檔建筑材料。
表35 典型項目的投資與收益情況
總投資
110000萬元
其中:設(shè)備投資
8063萬元
運行費用
600萬元/年
設(shè)備壽命
5年
綜合利用效益
5000萬元/年
投資回收年限
4年
表35所示為君達公司微晶玻璃項目,年利用尾礦量達20萬t,產(chǎn)品中尾礦所占質(zhì)量比達60%。年產(chǎn)3萬t粒料,20萬m2微晶玻璃板材,其中平行板材微晶玻璃17萬m2、弧形板材微晶玻璃2萬m2,異型板材微晶玻璃1萬m2。年產(chǎn)值1.5億元、年銷售利稅5000萬元!
5 應用效果及推廣前景
極大地推進國際上尾礦綜合利用新技術(shù)發(fā)展,是一項成熟的高附加值產(chǎn)業(yè)化高新技術(shù),具有很好的應用推廣和產(chǎn)業(yè)化示范作用。
五、低品位鐵礦全尾砂結(jié)構(gòu)流體膠結(jié)充填技術(shù) 1 技術(shù)名稱:低品位鐵礦全尾砂結(jié)構(gòu)流體膠結(jié)充填技術(shù)
2 技術(shù)適用范圍:黑色金屬礦山采空區(qū)充填
3 技術(shù)簡介
3.1基本原理
全尾砂結(jié)構(gòu)流體膠結(jié)充填是以全尾砂作為充填材料,采用全新的充填料漿制備及輸送工藝實現(xiàn)膠結(jié)充填。為了保證井下充填質(zhì)量,解決充填料脫水問題,必須盡量提高充填料漿制備輸送濃度,實現(xiàn)全尾砂結(jié)構(gòu)流體膠結(jié)充填料漿的大倍線管道自流輸送,使充填料漿充入采場后不脫水或少脫水!
結(jié)構(gòu)流體即在物理形態(tài)變化過程中(流動或靜止狀態(tài))不產(chǎn)生離析,并可實現(xiàn)長距離管道自流輸送的高濃度固液均質(zhì)混合體!
3.2 工藝流程
濃度約10%的全尾砂經(jīng)泵加壓后通過管道輸送至充填站立式砂倉中自然沉降。充填前排除料面上的澄清水,然后采用壓氣造漿。砂倉中全尾砂造漿均勻后,再由放砂管向攪拌機供給全尾砂漿,水泥經(jīng)雙管螺旋給料及電子秤計量后向攪拌機供料,攪拌機選用雙臥軸攪拌機和高速活化攪拌機兩段連續(xù)攪拌。全尾砂漿及水泥攪拌均勻后制備成具有結(jié)構(gòu)流特性的充填料漿,通過測量管及下料漏斗進入充填鉆孔,然后通過井下輸送管道自流輸送至采場空區(qū)充填!
3.3 關(guān)鍵技術(shù)
(1)高濃度大倍線結(jié)構(gòu)流體全尾砂充填料漿的管道自流輸送。通過充填料漿流變性能研究,分析計算了充填料漿的輸送阻力,實現(xiàn)了全尾砂結(jié)構(gòu)流體充填料漿的高濃度大倍線(>9)自流輸送。充填料漿濃度達到71%~72%!
(2)低濃度尾砂在充填站立式砂倉中自然沉降脫水制備尾砂漿技術(shù)。直接將選廠低濃度尾砂(濃度8~10%)輸送至充填站立式砂倉中自然沉降脫水,降低了尾砂脫水能耗及運營成本!
4 技術(shù)應用情況及典型項目
該技術(shù)在已經(jīng)在邯邢冶金礦山管理局無集礦山成功使用,典型項目的投資與收益情況見表42。
表42 典型項目的投資與收益情況
總 投 資
2304.06萬元
其中:設(shè)備投資
255萬元
運行費用
2176.2萬元/年
設(shè)備壽命
8年
綜合利用效益
1780萬元/年
投資回收年限
2年
(1)保護了地表自然環(huán)境。吳集鐵礦(北段)開采影響范圍內(nèi),地表大部分為村莊或農(nóng)田,若采用崩落法或空場法,可能導致上覆巖層陷落及地表破壞,使約4000m×800m地表村莊或農(nóng)田被毀,折合3600~4800畝。而采用充填采礦法則可有效防止采場頂板及上覆第四系的冒落,村莊及地表設(shè)施可得到有效保護;
(2)提高礦石資源回采率。采用充填法可使礦石回采率由59%提高到80%,整體礦床開采可多回收鐵礦石約2000萬t,延長礦山服務(wù)年限10年!
(3)使尾砂得到充分利用,減少了尾礦堆存占用土地。由于礦區(qū)為平原,尾砂堆放需占用大量農(nóng)田。而采用尾砂充填,其大部分尾砂可充填于井下。按目前生產(chǎn)能力計算,尾礦庫占地將達1000畝以上。而采用充填采礦法,尾砂庫僅占地約375畝,減少尾礦庫占地625畝以上,節(jié)省尾礦庫購地及建設(shè)費用0.3億元!
5 應用效果及推廣前景
該技術(shù)在低品位大規(guī)模地下黑色礦山開采中屬首次應用,其較低的充填成本、較高的充填質(zhì)量為國內(nèi)類似礦山開展充填作業(yè)提供了示范,符合國家大力提倡的節(jié)能減排、保護環(huán)境和耕地等基本國策,彌補了大型黑色礦山無充填的空白,具有廣泛的推廣價值!
六、鐵尾礦膠結(jié)充填技術(shù) 1 技術(shù)名稱:鐵尾礦膠結(jié)充填技術(shù)
2 技術(shù)適用范圍:黑色金屬礦山采空區(qū)充填
3基本原理
膠結(jié)充填工藝主要以選廠甩出的尾砂,以物化力學和膠體化學的理論為基礎(chǔ),通過強力機械(活化)攪拌裝置將全尾砂、水泥和水混合制成高濃度均質(zhì)膠結(jié)充填料,以管道全自流或機械加壓輸送方式充入采空區(qū),形成整體性強的大體積低標號膠結(jié)體,用于礦產(chǎn)資源回收柱或維護地壓!
4 技術(shù)應用情況及典型項目
山東金嶺鐵礦下轄的三個地下礦區(qū),由于地質(zhì)條件、生產(chǎn)系統(tǒng)不同,采用了不同的膠結(jié)充填工藝。
鐵山礦區(qū):鐵山礦區(qū)距離選礦廠較近,選擇從選礦廠壓濾車間的Φ 18m 濃縮池直接進入膠結(jié)充填系統(tǒng)。選廠尾礦經(jīng)管路進入壓濾車間Φ 18m 濃縮池,利用渣漿泵輸送到鐵山膠充站成漿池,風動攪拌自流進入二級攪拌池,在二級攪拌池中配入固結(jié)料,充分攪拌后經(jīng)由管路輸送到采空區(qū),完成充填作業(yè)!
侯莊、召口礦區(qū):侯莊、召口礦區(qū)由于距離選礦廠較遠,采用運礦汽車從選礦廠壓濾車間運送壓濾后的尾礦到兩礦區(qū)的壓濾系統(tǒng)工業(yè)場地。膠充系統(tǒng)與鐵山膠結(jié)充填系統(tǒng)基本相同!
典型項目的投資與收益情況見表47!
表47 典型項目的投資與收益情況
總 投 資
1000萬元
其中:設(shè)備投資
300萬元
運行費用
2400萬元/年
設(shè)備壽命
10年
綜合利用效益
2000萬元/年
投資回收年限
0.5年
5 應用效果及推廣前景
該項目年利用尾礦量30萬t,2005年至今,已多回采出礦石50萬t,按每噸礦石400元計算,累計多創(chuàng)造經(jīng)濟效益20000萬元,平均每年多創(chuàng)造經(jīng)濟效益4000萬元。把尾礦充入井下采空區(qū),有效解決了尾礦的堆存及采空區(qū)安全問題,實現(xiàn)了礦山清潔生產(chǎn),應用推廣前景廣闊!