CN103506213A - 一种利用铜硫尾矿制备液体水玻璃的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用铜硫尾矿制备液体水玻璃的方法，利用旋流器对铜硫尾矿进行分级等步骤，制取液体水玻璃产品，原料来源广泛、工艺简单、能耗低、实用性强，缓解了铜尾矿排放量大的问题，变废为宝，达到尾矿资源化、减量化的目的，具有良好的社会效益和经济效益。

Description

一种利用铜硫尾矿制备液体水玻璃的方法

一.技术领域

本发明涉及矿物加工和化工技术领域，具体涉及一种利用铜硫尾矿制备液体水玻璃的方法。

二.背景技术

铜矿石品位日益降低，每产出1t矿产铜就会有400t废石和尾矿产生，尾矿是矿山的主要污染源。目前，治理铜尾矿的基本方法是筑坝建库，即在无用的山沟或废弃的土地上筑坝，修建一个放置铜尾矿的尾矿库，尾矿库装满之后封库，修复植被。这种处理方法存在的问题是：修建、维护和维修尾矿库及因建尾矿库征地所需的费用相当大；尾矿堆存时易流动和塌陷，造成植被破坏和伤人事故，尤其在雨季极易引起塌陷和滑坡。同时，随着采选时间的延长，适合建尾矿库的地址越来越难找，距离选厂也会越来越远，建库和管理成本越来越高。因此，大量铜尾矿已成为制约铜矿业持续发展，危及铜矿区及周边生态环境的重要因素。

铜矿尾矿中的化学成份主要是二氧化硅，约占60%，它是生产玻璃、水玻璃和微晶玻璃的原料。水玻璃的用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门。在化学工业中被用来制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、五水偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状硅酸钠、硅酸钾钠等各种硅酸盐类产品，是精细化工产品的基础原料，大量应用于建筑、机械制造、石油、农业、轻工、纺织、矿山选矿等行业。因此，利用铜尾矿中的二氧化硅生产具有一定附加值的水玻璃，对于减少铜尾矿的排放和减少天然河沙的开采具有重要的现实意义。

水玻璃的生产有干法和湿法两种方法，目前水玻璃生产以干法为主。干法要求原料中二氧化硅品位在98%以上、粒度60～100目＞80%。而铜尾矿中二氧化硅品位只有60%左右，粒度-120目占70%以上。因此，如何利用铜尾矿制备水玻璃，实现尾矿资源化利用与减量化处理是摆在我们面前的一个重要课题。

三.发明内容

本发明提供了一种利用铜硫尾矿制备液体水玻璃的方法，利用铜硫尾矿制取液体水玻璃产品，原料来源广泛、工艺简单、能耗低、实用性强，缓解了铜尾矿排放量大的问题，变废为宝，达到尾矿资源化、减量化的目的，具有良好的社会效益和经济效益。

本发明是通过以下技术方案实现的：

（1）旋流器分级：将铜硫尾矿进行水力旋流器分级，溢流产品直接抛尾，底流产品进入陶瓷球磨机，按每吨旋流器底流干重计，加入助磨剂氯化钠150～200g/t进行磨矿，磨矿细度-0.074mm占81.62～85.46%，磨机排矿进入脱硫浮选作业；

（2）脱硫浮选：在浮选槽中依次添加捕收剂丁基黄药用量40～50g/t，丁铵黑药用量20～30g/t，起泡剂松醇油用量20～30g/t，浮选去除硫杂质；

（3）明矾石反浮选：脱硫浮选尾矿添加调整剂碳酸钠用量2500～3000g/t进行调浆，使矿浆pH值处于8～9范围内，再依次添加分散抑制剂六偏磷酸钠用量500～600g/t，阴离子捕收剂油酸用量150～200g/t，浮选去除明矾石；

（4）地开石反浮选：明矾石反浮选尾矿添加调整剂硫酸用量为1000～1200g/t进行调浆，使矿浆pH值处于6～5范围内，再依次加入阴离子捕收剂油酸用量50～60g/t、阳离子捕收剂混合胺用量50～60g/t，浮选去除地开石；

（5）磁选提硅降铁：地开石反浮选尾矿经高梯度磁选机进行除铁，电流800～1000A、脉动冲次200次/min，去除铁杂质，得到产品石英砂精矿；

（6）液体水玻璃制备：将石英砂精矿烘干后，取100重量份加入260～360重量份浓度为20～16%的烧碱溶液，在高压釜中进行碱浸反应，反应温度175～185℃、反应压力0.89～1.12MPa，反应时间5～6小时，冷却过滤后，得到产品液体水玻璃。

本发明的特点：

（1）利用旋流器对铜硫尾矿进行分级，去除密度小、粒度细的明矾石、地开石等杂质，减轻后续浮选工序的负担；

（2）明矾石反浮选时，利用六偏磷酸钠能与矿物表面晶格中的Ca2+或矿物表面吸附的Ca2+产生螯合作用，消除Ca2+对石英的活化作用，从而抑制石英的可浮性；

（3）地开石反浮选时，利用在pH=6条件下，阴离子捕收剂与阳离子捕收剂络合而共吸附于地开石等杂质矿物表面，增大该矿物表面疏水性，而石英因表面接近电中性，对阴阳离子均不吸附，从而抑制其可浮性；

（4）因浮选精矿颗粒很细，直接采用湿法工艺制取液体水玻璃，免去传统的破碎、粉碎工序，有利于缩短生产周期，降低生产成本。

四.附图说明

图1是本发明一种利用铜硫尾矿制备液体水玻璃的方法的流程图。

五.具体实施方式

下面结合具体实例对本发明具体实施方式进一步阐述说明。所用的铜硫尾矿化学组成（wt%）如下：S2.66%、SiO272.64%、Al2O312.32%、SO32.96%、总Fe1.17%。

实施例1

将铜硫尾矿首先进行水力旋流器分级，溢流产品直接抛尾，底流产品进入陶瓷球磨机，按每吨旋流器底流干重计，加入助磨剂氯化钠150g/t进行磨矿，磨矿细度81.62%，磨机排矿进入浮选槽，依次加入丁基黄药40g/t，丁铵黑药20g/t，松醇油20g/t，进行浮选去除硫杂质；硫浮选尾矿加入碳酸钠2500g/t进行调浆，使矿浆pH值达到8左右，再依次加入六偏磷酸钠500g/t，油酸150g/t，进行浮选去除明矾石；明矾石浮选尾矿加入1000g/t稀硫酸进行调浆，使矿浆pH值降至6左右，再依次加入油酸50g/t，混合胺50g/t，进行浮选去除地开石；地开石浮选尾矿通过SLon-100高梯度磁选机进行除铁，电流800A去除铁杂质，最终得到石英砂精矿产品；将石英砂精矿烘干后，取100重量份加入260重量份浓度为20%的烧碱溶液，在高压釜中进行碱浸反应，反应温度175℃、反应压力0.89MPa，反应时间5小时，冷却过滤后，得到产品液体水玻璃。

结果表明：在该方法条件下，石英砂精矿中SiO296.17%，产率44.21%；产品液体水玻璃中Na2O含量15.1%、SiO2含量39.2%、浓度54.3%、模数2.7。产品达到工业硅酸钠国家标准（GB/T4209-2008）。

实施例2

将铜硫尾矿首先进行水力旋流器分级，溢流产品直接抛尾，底流产品进入陶瓷球磨机，按每吨旋流器底流干重计，加入助磨剂氯化钠200g/t进行磨矿，磨矿细度85.46%，磨机排矿进入浮选槽，依次加入丁基黄药50g/t，丁铵黑药30g/t，松醇油30g/t，进行浮选去除硫杂质；硫浮选尾矿加入碳酸钠3000g/t进行调浆，使矿浆pH值达到9左右，再依次加入六偏磷酸钠600g/t，油酸200g/t，经过浮选去除明矾石；明矾石浮选尾矿加入1200g/t稀硫酸进行调浆，使矿浆pH值降至5左右，再依次加入油酸60g/t，混合胺60g/t，进行浮选去除地开石；地开石浮选尾矿通过SLon-100高梯度磁选机进行除铁，电流1000A去除铁杂质，最终得到石英砂精矿产品；将石英砂精矿烘干后，取100重量份加入360重量份浓度为16%的烧碱溶液，在高压釜中进行碱浸反应，反应温度185℃、反应压力1.12MPa，反应时间6小时，冷却过滤后，得到产品液体水玻璃。

结果表明：在该方法条件下，石英砂精矿中SiO296.57%、产率39.49%；产品液体水玻璃中Na2O含量13.1%、SiO2含量29.2%、浓度42.3%、模数2.3。产品达到工业硅酸钠国家标准（GB/T4209-2008）。

Claims (1)

1.一种利用铜硫尾矿制备液体水玻璃的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

（1）旋流器分级：将铜硫尾矿进行水力旋流器分级，溢流产品直接抛尾，底流产品进入陶瓷球磨机，按每吨旋流器底流干重计，加入助磨剂氯化钠150～200g/t进行磨矿，磨矿细度-0.074mm占81.62～85.46%，磨机排矿进入脱硫浮选作业；

（2）脱硫浮选：在浮选槽中依次添加捕收剂丁基黄药用量40～50g/t，丁铵黑药用量20～30g/t，起泡剂松醇油用量20～30g/t，浮选去除硫杂质；

（3）明矾石反浮选：脱硫浮选尾矿添加调整剂碳酸钠用量2500～3000g/t进行调浆，使矿浆pH值处于8～9范围内，再依次添加分散抑制剂六偏磷酸钠用量500～600g/t，阴离子捕收剂油酸用量150～200g/t，浮选去除明矾石；

（4）地开石反浮选：明矾石反浮选尾矿添加调整剂硫酸用量为1000～1200g/t进行调浆，使矿浆pH值处于6～5范围内，再依次加入阴离子捕收剂油酸用量50～60g/t、阳离子捕收剂混合胺用量50～60g/t，浮选去除地开石；

（5）磁选提硅降铁：地开石反浮选尾矿经高梯度磁选机进行除铁，电流800～1000A、脉动冲次200次/min，去除铁杂质，得到产品石英砂精矿；

（6）液体水玻璃制备：将石英砂精矿烘干后，取100重量份加入260～360重量份浓度为20～16%的烧碱溶液，在高压釜中进行碱浸反应，反应温度175～185℃、反应压力0.89～1.12MPa，反应时间5～6小时，冷却过滤后，得到产品液体水玻璃。

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