CN105268544B - 一种基于流态化分选的宽粒级煤系高岭土提质工艺 - Google Patents
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Abstract
一种基于流态化分选的宽粒级煤系高岭土提质工艺，属于煤系高岭土提质工艺。工艺包括：煤系高岭土原矿先经过机械拣选、粗碎、筛分、干燥，‑50mm原矿进入复合式干法分选机预分选，轻产物经6mm振动筛筛分；6‑50mm矿石经浓密气固流化床分选机得到粗粒级精矿和尾矿，精矿脱介后细碎得到‑6mm矿石，与原有‑6mm矿石均匀混合后经0.5mm分级筛筛分；0.5‑6mm矿石经振动流化床分选机得到细粒级精矿和尾矿；‑0.5mm矿石经磨矿、除砂、分级后经浮选机得到浮选精矿和尾矿；0.5‑6mm精矿脱介后进行磨矿，与浮选精矿混合后经磁选去除含钛铁的高磁性矿物。加重质经脱介筛分离后干式磁选回收作为循环介质。该工艺实现了宽粒级高岭土原矿的高效分选，对我国煤系高岭土资源的开发利用具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤系高岭土提质工艺，具体涉及一种基于流态化分选的宽粒级煤系高岭土提质工艺。
技术背景
煤系高岭土学称高岭石粘土岩，属于非金属矿产资源，具有很高的利用价值。我国煤系高岭土资源丰富，探明储量28.39亿吨，总储量497.09亿吨以上。煤系高岭土可用于造纸、涂料、塑料、橡胶填料、陶瓷、耐火材料，以及用于合成沸石、硫酸铝等方面。现在，随着优质煤系高岭土资源储量的日益减少和高科技应用领域对高岭土要求的提高，对开展煤系高岭土矿物高效提纯技术的研究具有重要的实际意义。
传统煤系高岭土的加工提纯方法主要包括拣选、湿法重介选矿、泡沫浮选、磁选、化学提纯及漂白等。拣选是基于原矿表面的光学性质将矿石和脉石分离，此方法费时，费力且精度不高；湿法重介选矿是依据矿石的密度差异产生相对运动而分离，对矿石密度差异要求高，耗水量大；泡沫浮选是基于不同矿物颗粒表面的物理化学性质，通过调节不同的药剂组合形成合适的矿浆，使有用矿物和脉石矿物或有害物质分离，对药剂的需求量大，要求高；磁选是利用矿物之间的磁性差异，从非磁性煤系高岭土中分离出Fe2O3和TiO2等磁性物质，煤系高岭岩中细小的高岭石和杂质矿物多以紧密镶嵌共生，解离比较困难；化学提纯及漂白是基于矿物的化学稳定性和矿石与矿物的工艺学特征，利用强酸和强碱等化学药剂处理，对人体健康和环境会造成一定的危害。
发明内容
本发明的目的是要提供一种基于流态化分选的宽粒级煤系高岭土提质工艺，旨在解决现有煤系高岭土加工利用技术粗放，生产过程能耗大，高岭土精矿回收率低及环境污染大的问题。
本发明的分选提纯工艺包括：原矿准备阶段、预分选阶段、分选阶段、磨矿阶段、磁选阶段、介质净化循环阶段和引风除尘阶段；
所述的原矿准备阶段包括机械拣选、粗碎和干燥过程，为流化床分选提供粒度大小、入料水分均符合要求的原料；
所述的预分选阶段是通过复合式干法分选机对-50mm原矿进行初步分选，排除密度大的夹矸石和其它杂质；
所述的分选阶段包括浓密气固流化床分选、振动流化床分选和充气式浮选机分选，以实现不同粒级煤系高岭土的分选要求；
所述的磨矿阶段是将分选得到的细粒级精矿闭路磨碎至200目/325目(0.074mm/0.045mm)，再将200目/325目粉体矿物超细粉碎到1250目(0.012mm)；
所述的磁选阶段是将矿石中含铁钛的磁性物去除；
所述的介质净化循环阶段包括浓密气固流化床和振动流化床产品的脱介以及干式磁选去除介质中夹杂的非磁性物保证介质的充分回收和循环利用；
所述的引风除尘阶段是去除分选过程中产生的矿石粉尘和加重质粉尘，以免污染工作环境。
具体工艺流程如下：
a、根据煤系高岭土矿石的表面光学性质，通过机械拣选将高岭土夹矸质硬，断面粗糙的大块原矿排除；其它高岭土原矿首先给入50mm直线振动筛进行分级，筛上产物即+50mm原矿经颚式破碎机破碎至-50mm返回直线振动筛，-50mm原矿经过给料缓冲仓进入复合式干法分选机，预先排除密度大的夹矸石和其它杂质；
b、浓密气固流化床要求入料的外在水分在5％以下，当煤系高岭土原矿水分≥5％，进行干燥处理，水分低于5％后进入浓密气固流化床分选机分选；
c、复合式干法分选机得到的轻产物经过6mm直线振动筛筛分，筛上产物即6-50mm矿石进入浓密气固流化床分选机；高岭土矿石在床层中按密度差异分层，轻产物在上，重产物在下，再经脱介筛脱介后分离出高岭土粗粒级精矿和尾矿；粗精矿经过细碎进入6mm分级筛，+6mm精矿返回再次细碎筛分，-6mm矿石则进入0.5mm分级筛；
d、6mm直线振动筛得到的-6mm高岭土矿石与c步骤中6mm分级筛筛下产物混合后经0.5mm分级筛进行筛分，筛上物即0.5-6mm粒级高岭土矿石进入振动流化床分选机进行分选，-0.5mm矿石物料则经过超细微粉磨磨矿后，经水力旋流器除砂分级，最后进入充气式浮选机浮选；
e、进入振动流化床分选机的0.5-6mm高岭土矿石在床层中的振动力、浮力及自身重力等共同作用下按密度分层，上层为浮物、下层为沉物，浮物产品脱介后经闭路磨矿和干法超细磨矿后进入磁选机；充气式浮选机分选得到的浮选精矿经浓缩、过滤和干燥后也进入磁选机；
f、通过高梯度磁选机从解离充分的非磁性高岭土矿粉中分离出针铁矿、褐铁矿和钛的矿物等磁性有害杂质；
g、最终得到的精矿通过高温煅烧去除矿物中的碳质，提高白度，增强化学活性，最终获得微细粒粉体产品，可作为深加工的原料使用；
h、分选所用的加重质为磁铁矿粉和高纯铁粉的混合物，磁铁矿粉的磁性物含量在99％以上，高纯铁粉的铁含量在99.5％以上；根据两种介质的质量配比调节分选密度，经脱介筛脱介后的加重质进入磁选机脱除混杂的非磁性物后进入磁精矿仓，以便流化床分选机循环利用；
i、工艺运行过程中所需的压缩空气由供风系统提供，分选过程中产生的细粒粉尘由引风除尘装置收集。
有益效果：由于采用了上述方案，基于矿物在复合力场中的作用机理和流态化分选原理，在传统的煅烧工艺之前，预先采用复合式干法分选机排除大块夹矸和杂质，然后利用浓密气固流化床分选机和振动流化床分选机，实现宽粒级煤系高岭土的按密度分选，-0.5mm矿石通过充气式浮选机浮选。流态化分选技术采用的加重质回收简单，可以实现介质的循环利用。避免了大块矿石直接煅烧的粗放操作，减小能耗，减少了环境污染。
优点：整个工艺流程的设备相对集中，实现了模块化和系统化运行，为煤系高岭土的开发利用提供了一条有效途径。可以根据用户需求生产不同粒级和质量的精矿产品，还可以继续深加工提高产品附加值。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：
本发明的分选提纯工艺包括：原矿准备阶段、预分选阶段、分选阶段、磨矿阶段、磁选阶段、介质净化循环阶段、引风除尘阶段；所述的原矿准备阶段包括机械拣选、粗碎和干燥过程，为流化床分选提供粒度大小、入料水分均符合要求的原料；所述的预分选阶段是通过复合式干法分选机对-50mm原矿进行初步分选，排除密度大的夹矸石和其它杂质；所述的分选阶段包括浓密气固流化床分选、振动流化床分选和充气式浮选机分选，以实现不同粒级煤系高岭土的分选要求；所述的磨矿阶段是指将分选得到的细粒级精矿闭路磨碎至200目/325目(0.074mm/0.045mm)，再将200目/325目粉体矿物超细粉碎到1250目(0.012mm)；所述的磁选阶段是指将矿石中含铁钛的磁性物去除；所述的介质净化循环阶段包括浓密气固流化床和振动流化床产品的脱介以及干式磁选去除介质中夹杂的非磁性物保证介质的充分回收和循环利用；所述的引风除尘阶段是指去除分选过程中产生的矿石粉尘和加重质粉尘，以免污染工作环境。
具体的工艺流程步骤如下：
a、根据煤系高岭土矿石的表面光学性质，通过机械拣选将高岭土夹矸质硬，断面粗糙的大块原矿排除。其它高岭土原矿首先给入50mm直线振动筛进行分级，筛上产物即+50mm原矿经颚式破碎机破碎至-50mm返回直线振动筛，-50mm原矿经过给料缓冲仓进入复合式干法分选机，预先排除密度大的夹矸石和其它杂质；
b、浓密气固流化床要求入料的外在水分在5％以下，如果煤系高岭土原矿水分≥5％，则需要进行干燥处理，水分低于5％后进入浓密气固流化床分选机分选；
c、复合式干法分选机得到的轻产物经过6mm直线振动筛筛分，筛上产物即6-50mm矿石进入浓密气固流化床分选机；高岭土矿石在床层中按密度差异分层，轻产物在上，重产物在下，再经脱介筛脱介后分离出高岭土粗粒级精矿和尾矿；粗精矿经过细碎进入6mm分级筛，+6mm精矿返回再次细碎筛分，-6mm矿石则进入0.5mm分级筛；
d、6mm直线振动筛得到的-6mm高岭土矿石与c步骤中6mm分级筛筛下产物混合后经0.5mm分级筛进行筛分，筛上物即0.5-6mm粒级高岭土矿石进入振动流化床分选机进行分选，-0.5mm矿石物料则经过超细微粉磨磨矿后，经水力旋流器除砂分级，最后进入充气式浮选机浮选；
e、进入振动流化床分选机的0.5-6mm高岭土矿石在床层中的振动力、浮力及自身重力等共同作用下按密度分层，上层为浮物、下层为沉物，浮物产品脱介后经闭路磨矿和干法超细磨矿后进入磁选机；充气式浮选机分选得到的浮选精矿经浓缩、过滤和干燥后也进入磁选机；
f、通过高梯度磁选机从解离充分的非磁性高岭土矿粉中分离出针铁矿、褐铁矿和钛的矿物等磁性有害杂质；
g、最终得到的精矿通过高温煅烧去除矿物中的碳质，提高白度，增强化学活性，最终获得微细粒粉体产品，可作为深加工的原料使用；
h、分选所用的加重质为磁铁矿粉和高纯铁粉的混合物，磁铁矿粉的磁性物含量在99％以上，高纯铁粉的铁含量在99.5％以上；根据两种介质的质量配比调节分选密度，经脱介筛脱介后的加重质进入磁选机脱除混杂的非磁性物后进入磁精矿仓，以便流化床分选机循环利用；
i、工艺运行过程中所需的压缩空气由供风系统提供，分选过程中产生的细粒粉尘由引风除尘装置收集。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明。在不脱离本发明原理的前提下，本发明可以有各种变化和更改，所有对本发明的修改和同等变换均在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种基于流态化分选的宽粒级煤系高岭土提质工艺，其特征在于：所述的提质工艺，具体步骤如下：
a、根据煤系高岭土矿石的表面光学性质，通过机械拣选将高岭土夹矸质硬、断面粗糙的大块原矿排除；其它高岭土原矿首先给入50mm直线振动筛进行分级，筛上产物即+50mm原矿经颚式破碎机破碎至-50mm返回直线振动筛，-50mm原矿经过给料缓冲仓进入复合式干法分选机，预先排除密度大的夹矸石和其它杂质；
b、浓密气固流化床要求入料的外在水分在5%以下，如果煤系高岭土原矿水分≥5%，则需要进行干燥处理，水分低于5%后进入浓密气固流化床分选机分选；
c、复合式干法分选机得到的轻产物经过6mm直线振动筛筛分，筛上产物即6-50mm矿石进入浓密气固流化床分选机；高岭土矿石在床层中按密度差异分层，轻产物在上，重产物在下，再经脱介筛脱介后分离出高岭土粗粒级精矿和尾矿；粗精矿经过细碎进入6mm分级筛，+6mm精矿返回再次细碎筛分，-6mm矿石则进入0.5mm分级筛；
d、6mm直线振动筛得到的-6mm高岭土矿石与c步骤中6mm分级筛筛下产物混合后经0.5mm分级筛进行筛分，筛上物即0.5-6mm粒级高岭土矿石进入振动流化床分选机进行分选，-0.5mm矿石物料则经过超细微粉磨磨矿后，经水力旋流器除砂分级，最后进入充气式浮选机浮选；
e、进入振动流化床分选机的0.5-6mm高岭土矿石在床层中的振动力、浮力及自身重力共同作用下按密度分层，上层为浮物、下层为沉物，浮物产品脱介后经闭路磨矿和干法超细磨矿后进入磁选机；充气式浮选机分选得到的浮选精矿经浓缩、过滤和干燥后也进入磁选机；
f、通过磁选机从解离充分的非磁性高岭土矿粉中分离出针铁矿、褐铁矿和钛的矿物磁性有害杂质；
g、最终得到的精矿通过高温煅烧去除矿物中的碳质，提高白度，增强化学活性，最终获得微细粒粉体产品，可作为深加工的原料使用；
h、分选所用的加重质为磁铁矿粉和高纯铁粉的混合物，磁铁矿粉的磁性物含量在99%以上，高纯铁粉的铁含量在99.5%以上；根据两种介质的质量配比调节分选密度，经脱介筛脱介后的加重质进入磁选机脱除混杂的非磁性物后进入磁精矿仓，以便流化床分选机循环利用；
i、工艺运行过程中所需的压缩空气由供风系统提供，分选过程中产生的细粒粉尘由引风除尘装置收集。
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