CN106423554B - 利用尾矿砂联合精选制钾钠长石粉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用尾矿砂联合精选制钾钠长石粉的方法，以钽铌废矿石为原料，将钽铌废矿石经过磨矿筛分后，采用磁选方法，经一粗选、一精选及相应的压滤处理制钾钠长石粉，所述一粗选和一精选是采用立环脉动高梯度磁选机进行磁选；所述压滤处理是采用带式压滤和厢式压滤。提供一种工艺简单、效率高的联合磁选制钾钠长石粉方法。其经济技术效益明显，三废处理小，钽铌矿物资源产品回收率高。

Description

利用尾矿砂联合精选制钾钠长石粉的方法

技术领域：

本发明涉及一种从废矿石中回收钽铌精矿石等多种矿物材料后尾矿砂制长石粉的方法，特别是一种利用尾矿砂联合精选制钾钠长石粉的方法。

背景技术：

钽铌锂是重要的稀有金属，也是不可再生的国家战略资源，在航空航天、国防科技，兵器工业等众多重要领域均有广泛应用，被各国列为重要的战略矿产资源，其产业的发展关系着国家经济命脉与国防安全。

钽和铌是两种重要的稀有金属元素材料，具有重要的战略和经济价值，随着经济的发展，各种电子产品消费持续增长，使得钽、铌工业需求量的大幅的增长，加剧了钽、铌矿产资源供应的紧张程度。我国的钽铌原料储量丰富，其中钽占世界储量的20%，铌约占世界的15%，但我国钽铌矿品位低，多金属共伴生矿床多，组分复杂，钽铌矿物嵌布粒度细，选矿回收率较低，而采用现有的重选方法回收微细泥级-0.037mm的钽铌矿物，回收难度大，回收率低，浪费严重。同时在对钽铌矿物的开采回收后的钽铌废石中还存在比较多的可利用的矿物资源，没有得到回收而被作废物丢失如锂长石及锂云母粉等，得不到回收，均被作为废矿石而被废弃。

钽铌矿废石中把这些微量的五氧化二钽、五氧化二铌提取分离出来的方法还不是很多，现有的方法提取利用率低。如在江西宜春钽铌矿区面积达7km2，探明储量，钽1.85吨，铌1.49吨，锂75.22万吨，铷40.17万吨，铯5.43万吨，属于钠长石、锂云母花岗岩型含钽、铌、锂、铷等多种稀有金属的大型矿体，钽铌工业储量约占全国探明的44.3%，该矿开采每年产生40万吨左右的钽铌矿围岩、夹石、贫矿及剥离废石等，这些废石在当地矿区称“黑斑矿”。这些废石除了少数用于填坑、铺路外，多数没有得到综合利用。现已累积数千万吨，在上述的这些钽铌矿废石中Ta₂O₅<0.01%，Nb₂O₅<0.005%，达不到工业品位，一直作为废矿石、废石处理，浪费资源，不仅影响其他优质矿藏的开采，而且占用山地，并对周边环境带来严重的危害，对周边人民群众的生命财产安全构成威胁，而从钽铌矿废石中回收钽铌精矿、锂云母粉及锂长石粉后的再生废矿石的再次进行回收利用，即可以实现变废为宝，又有具大的经济效益。

宜春钽铌矿是中国最具代表性的钽铌锂资源，其储量、产量、出口量均居全国首位。在开采过程中剥离出大量表面矿、边坡矿、尾矿、废石、夹石...这种矿石品位低、复杂难选，性质复杂、矿物组分多、嵌布粒度细、钛铁锰等杂质含量高等，是我国钽铌锂资源特有的“黑斑矿”类型。目前国内已公开的文献和专利是采用“重选-浮选-摇床分选”或“磁选-浮选-重选”的工艺方法回收钽铌精矿，而且钽铌精矿的回收率一般在80%左右，而同时从钽铌原矿石及钽铌废石中提取出钽铌精矿及其他多种矿物料如锂长石和锂云粉等方法尚未见报道；从钽铌原矿及废石中采用联合工艺选出钽铌精矿及其多种矿物原料的原理及工艺研究也特别少，同时回收后的废矿石或废矿砂进行再次的回收利用的则更少。

因此，迫切需要开发一种经济、高效、环保的从钽铌尾矿石及废石中回收钽铌及其他多种矿资源后再回收钾钠长石粉的新方法。而要从钽铌尾矿石及废石中回收钽铌及其他多种矿资源，关键是要将钽铌尾矿石及废矿石中去除其有关磁性杂质物质，特别是磁性杂质的方法，同时精选制钾钠长石粉的方法。

目前，对宜春钽铌矿相关的采选、冶炼企业中，仅有本申请人公司是以钽铌矿废石为原料的综合回收的企业，本发明方法也是在去除宜春钽铌矿废石中的磁性杂质领域中的首次应用。同时，本发明还适用于含磁性杂质较多的低品位长石尾矿的综合利用回收。在联合工艺去除磁性杂质的回收钾钠长石粉等的领域，国内还没有是通过三道联合磁选工艺方法对钽铌废矿石经精选后的尾矿砂为原料再次进行回收钾钠长石粉的相关技术的先例。

发明内容：

本发明提供一种利用尾矿砂联合精选制钾钠长石粉的方法，以钽铌废矿石为原料，将钽铌废矿石经过磨矿筛分后，采用磁选方法，经一粗选、一精选及相应的压滤处理制钾钠长石粉，提供一种工艺简单、效率高的联合磁选制钾钠长石粉方法。其经济技术效益明显，三废处理小，钽铌矿物资源产品回收率高。

本发明一种利用尾矿砂联合精选制钾钠长石粉的方法，以钽铌废矿石经精选后的尾矿砂为原料，其是将所述尾矿砂经一粗选、一精选及相应的压滤处理制钾钠长石粉；所述一粗选和一精选是采用立环脉动高梯度磁选机进行磁选；所述压滤处理是采用带式压滤和厢式压滤。

本发明进一步的所述一粗选采用SLon-1500立环脉动高梯度磁选机进行磁选是控制磁介质采用Φ1.5mm的介质棒，为粗选长石精矿粉，控制尾矿砂原料进入一粗选时的白度为13-15，而经一粗选后的粗选长石精矿粉的白度为38-42；所述一精选采用SLon-1500立环脉动高梯度磁选机进行磁选，控制磁介质采用细网介质，对粗选长石精矿粉再去除微细颗粒云母及相关的磁性矿物，为精选长石精矿粉，控制精选长石精矿粉白度为45-55。

本发明所述带式压滤处理是采用DU-1000/10平方的带式压滤装置对精选长石精矿粉进行压滤；所述厢式压滤采用X2M200/1250-U厢式压滤装置进行压滤处理。

本发明优选是所述以钽铌废矿石经精选是将钽铌废矿石经采用三段强磁磁选除铁及相关磁性物料，所述三段强磁磁选依次是永磁磁选-中磁磁选-强磁磁选获得尾矿砂。

本发明优选是所述永磁磁选之前，将钽铌废矿石进行磨矿筛分或球磨，再通过高频振动筛筛分，筛分后通过螺旋分级机根据矿浆的粒度分级，按不同的粒度给入相应的永磁磁选机进行磁选除铁；所述永磁磁选控制磁选时磁极表面磁场强度H= 6000-26000A/m。

进一步的，所述经永磁磁选除铁后进入中磁磁选装置，进行磁流体分离，分选出磁性矿浆和非磁性矿浆，分别给入不同的重选机组装置，磁性矿浆经重选后获得钽铌精矿粉，尾矿浆进入缓冲池，最后通过水循环系统获得循环清水用于循环生产；而污水经沉淀压滤后获得底料砂，用于建筑原材料、陶瓷底料；而非磁性矿浆重选后进行浓缩，再进行强磁磁选。

本发明所述三道联合磁选法简单的说就是将所述尾矿砂经一粗选，一精选，最后进行压滤制备钾钠长厂粉的方法。

本发明利用尾矿砂联合精选制钾钠长石粉的方法，其生产工艺为，尾矿砂原料制成浓缩的尾矿浆→一粗选强磁选SLon-1500（1.3T）立环脉动高梯度磁选机，Φ1.5mm的介质棒→一精选SLon-1500（1.3T）立环脉动高梯度磁选机，磁介质为细网介质→钾钠长石浆及尾矿浆经压滤→钾钠长石粉和终尾废矿。

宜春钽铌矿废石中，钽铌的综合品位仅为万分之0.6-2.2，氧化锂的品位仅为0.1-0.4%，钾钠的综合品位约为5%，三氧化二铝的品位约为15%，这种矿石性质复杂、矿物组分多、嵌布粒度细、铁钛锰等杂质含量高（>1%），是我国钽铌锂资源特有的“黑斑矿”类型。由于废石自然禀赋差，既达不到陶瓷玻璃工业对长石原料的要求，也打不到钽铌锂矿床开采品位要求，选矿分离与综合回收困难，因此一直未得到合理的开发与妥善的处理，除了少数用于铺路、填坑外，绝大多数都被视为固体废弃物堆弃，不仅造成矿产资源的严重浪费，涵给矿区环境及周边安全带来严重危害。

磁性杂质为钽铌矿废石综合回收利用最大的影响因素，通过本发明的应用，磁性杂质得以高效分离、去除。磁选除杂后，联合“磁流体分离-重选-浮选”工艺流程，获得锂长石粉、锂云母精矿粉、钽铌精矿粉等矿产品，主要矿产品的钛铁锰磁性杂质的含量降低为<0.1%,远高于同行业水平。

本发明具有极大地经济效益与社会环保效益，联合磁选工艺去除磁性杂志后的矿产品价值成本提升。

本发明的工艺方法简单，选矿成本低，可对废弃矿石进分选提取钽铌精矿及锂云母精矿、锂长石精矿粉等后再提取钾钠长石粉；解决了废弃矿石对周边环境带来严重的危害，及对周边人民群众的生命财产安全构成威胁问题，实现从原矿石及废石中提取高品质的微量钽铌精矿及多种其他锂长石粉和锂云母精矿粉等多种矿物的方法，钽铌精矿及锂云母精矿回收率高，达到85%以上，使我国产生的数亿吨钽铌矿废石固体废弃物变废为宝，并将已废弃的废矿石再次进行回收利用，制备钾钠长石粉，具有具大的经济和社会效益。

另方面，本发明公开了利用钽铌矿废石通过联合工艺精选后的尾矿砂精制钾钠长石粉的方法，是将钽铌矿废石经过“球磨-磁选-重选-浮选”联合工艺方法分离、提取有用矿物成分钽铌精矿粉、锂云母精矿粉、锂长石粉之后，所产生约占钽铌矿废石处理量10%的尾矿砂。再通过使用SLon-1500（1.3T）立环脉动高梯度磁选机对尾矿砂再次的进行一次粗选，一次精选的除铁及相应的磁性物质流程，两次磁选将尾矿砂中的磁性杂质高效分离、去除。粗选采用直径1.5mm的棒介质，除掉大部分的粗颗粒云母等磁性矿物，精选采用细网介质，除掉微细颗粒云母等磁性矿物。从而将白度约为14的尾矿砂的钾钠长石矿物成分与磁性杂质高效分离，获得粗选长石精矿粉的白度达40左右，而再进一步的经过一精选后将粗选长石精矿粉的白度为40提高到白度47以后的钾钠长石粉即精选长石矿粉，提高达76%。

具体实施方式：下面结合具体实施方式对本发明进一步的详细说明。

本发明实施方案是以钽铌尾矿石及钽铌废矿石经精选后的尾矿砂为原料，本发明所述长石精矿粉或粗选长石精矿粉和精选长石精矿粉或长石粉等制备成产成品均是指制成钾钠长石粉。本发明所述立环脉动高梯度磁选机及各压滤装置均可通过市售获得。

本发明所实施的对象是宜春钽铌矿在开采过程中剥离出来的边坡矿、表面矿、废石、夹石、冶炼后的尾矿、尾渣等低品位废矿石，同时，本发明适用于含磁性杂质较多的低品位长石矿。

本发明是针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种工艺简单、效率极高的去除钽铌矿废石中磁性杂质后联合精选提取钾钠长石粉方法

本发明所实施的对象是目前国内市场的全新空白。是提供一种工艺简单、回收效率极高的从废弃的尾矿砂中提取长石粉或叫钾钠长石粉的方法。取某钽铌矿的废矿石原料20吨，其主要化学成分如下（wt%）：SiO₂ 73.85-74.3，Al₂O₃ 15.80，K₂O, 3.69，Na₂O 4.28，CaO 0.19，MgO 0.07，Fe₂O₃ 0.988，TiO₂ 0.013，Li₂O 1.062，Ta₂O₅ 0.0098，Nb₂O₅ 0.0056。也可加入部分的钽铌原矿石料约占钽铌矿废石原料的10%左右，钽铌原矿石料中的各主要的化成分及各组分含量，按现有宜春钽铌矿的出产的钽铌原矿石检测的数据；将上述钽铌矿废石通过颚式破碎机粗碎、中碎、细碎后，入球磨机球磨数拾小时后，继续入球磨机球磨，磨细后会同对于220目左右的分级料进入永磁磁选机，除去磁铁矿、磁黄铁矿等强磁性铁质矿物，然后用上述的方法进行分选后提取了有效成份后的尾矿砂为原料。

本发明利用尾矿砂联合精选制钾钠长石粉的方法，包括一次粗选、一次精选，即一粗选、一精选，共2次磁选除铁方法，然后通过带式压滤机压滤获得钾钠长石精矿粉即所述三道联合磁选法，最后的尾矿浆通过厢式压滤机压滤获得剩余废弃尾矿砂。以钽铌废矿石经精选后的尾矿砂为原料，具体如下步骤：

1）一粗选即一次粗选：采用由江西某公司生产的SLon-1500（1.3T）立环脉动高梯度磁选机进行粗选，采用Φ1.5mm的介质棒，先除掉大部分的粗颗粒云母等的磁性矿物。经粗选后，白度约为14的尾矿砂可获得粗选长石精矿粉的白度为40左右；

2）一精选即一次精选：同样采用由江西某公司生产的SLon-1500（1.3T）立环脉动高梯度磁选机进行精选，磁介质采用细网介质，将上步的白度为40左右的粗选长石精矿粉再进行除掉微细颗粒云母及铁质等磁性矿物，经精选后，白度为40左右的粗选长石精矿粉可提升为白度为47的精选长石精矿粉；

3）带式压滤：采用由浙江某公司生产，型号为“DU-1000/10平方”的带式压滤机对精选出来的精选长石精矿粉即钾钠长石精矿粉进行压滤，压滤后得钾钠长石粉成品，存储于长石精矿粉仓库，可作为陶瓷原料；

2）厢式压滤：采用由某有限公司生产的X2M200/1250-U型厢式压滤机对最后剩余的尾矿浆进行压滤，得废尾矿料，废尾矿料可给陶瓷厂作为陶瓷底料，或者作为建材厂，用来制作水泥、砖块等。

整个生产工艺流程中，所有生产污水，最终进入浓密池沉淀，再进入4000立方米循环水池用于循环生产，整个过程生产固体废弃物和生产污废水达到双零排放。

本发明所述磁选装置均可通过市售获得，粗选的磁选设备为，SLon-1500（1.3T）立环脉动高梯度磁选机，且以Φ1.5mm的介质棒作为磁介质；精选的磁选设备为，SLon-1500（1.3T）立环脉动高梯度磁选机，且细网介质作为磁介质。

本发明是所述以钽铌废矿石经精选是将钽铌废矿石经采用三段强磁磁选除铁及相关磁性物料，可将钽铌矿废石中的磁性杂质高效分离、去除以制备本发明所述尾矿砂原料；所述三段强磁磁选依次是永磁磁选-中磁磁选-强磁磁选获得尾矿砂。具体如下步骤：

1）永磁磁选：采用由湖北某公司生产的HCT－1050逆流磁选机进行湿式永磁弱磁选，将矿浆中绝大部分强磁性钛铁锰等杂质主要是Fe₂O₃高效分离、去除，排除铁质矿物对钽铌矿物重选回收的影响；所述永磁磁选之前，将钽铌废矿石进行磨矿筛分或球磨，再通过高频振动筛筛分，筛分后通过螺旋分级机根据矿浆的粒度分级，按不同的粒度给入相应的永磁磁选机进行磁选除铁；所述永磁磁选控制磁选时磁极表面磁场强度H= 6000-26000A/m。

2）中磁磁选：采用采用由江西公司生产的SLon-1500（1T）立环脉动高梯度磁选机进行中磁磁选，分离磁性与非磁性矿物，降低钛、铁、锰等磁性与含钽、铌的细晶石、烧绿石等非磁性矿物在重选流程中的干扰，减轻磁性矿物对云母、长石精矿品质的影响。

3）强磁磁选：采用由江西某公司生产的SLon-1500（1.3T）立环脉动高梯度磁选机进行强磁磁选，进一步分离磁性与非磁性矿物，降低钛、铁、锰等磁性与含钽、铌的细晶石、烧绿石等非磁性矿物在重选流程中的干扰，长石精矿品质的影响。

本发明在永磁磁选之前，将矿物进行磨矿筛分，球磨，再通过高频振动筛筛分，筛分后通过螺旋分级机根据矿浆的粒度分级，按不同的粒度给入永磁磁选机进行磁选除铁。

本发明永磁磁除铁后给入中磁磁选机，进行磁流体分离，分选出磁性矿浆和非磁性矿浆，分别给入不同的重选机组，我磁性矿浆重选后获得钽铌精矿粉，尾矿浆进入缓冲池，最后通过水循环系统获得循环清水用于循环生产。而污水经沉淀压滤后获得底料砂，可用做建筑原材料、陶瓷底料。而非磁性矿浆重选后进行浓缩，并进行强磁磁选。

本发明所述经永磁磁选除铁后进入中磁磁选装置，进行磁流体分离，分选出磁性矿浆和非磁性矿浆，分别给入不同的重选机组装置，磁性矿浆经重选后获得钽铌精矿粉，尾矿浆进入缓冲池，最后通过水循环系统获得循环清水用于循环生产；而污水经沉淀压滤后获得底料砂，用于建筑原材料、陶瓷底料；而非磁性矿浆重选后进行浓缩，再进行强磁磁选。在磁选的过程中其使用的磁流体采用顺磁性盐溶液Mn(NO₃) ₂,控制其真密度为1400-1600kg/m3，体积磁化率为8×10-7-8×10-8，视在密度为11000-12000kg/m3。用量为质量百分比的20-30%。所述的永磁磁选机的磁极表面磁场强度H= 6000-26000A/m，废石矿物颗粒的比磁化系数X₀>38×10-6cm³/g为强磁性铁质矿物。

2）将矿浆分离为非磁性矿浆和磁性矿浆，再分别用螺旋分级机重选得到高品位的含钽铌粗矿粉，可使用现有的螺旋分方法及螺旋分级机进行重选，如使用螺旋溜槽的方法；

3）将含钽铌粗矿粉进行布沟分选得钽铌精矿粉及分选料，布沟分选时，将矿浆进入到布沟分选阶段，在布沟分选时可加入活化剂硝酸盐，加入的量为80-100g/t矿浆，所述硝酸盐优选为硝酸镁，在分选过程中可重复上述布沟分选操作可分选出钽铌精矿；

4）将分选料经浮选得到锂云母矿粉及锂长石粉，所述的浮选是采用水力旋流分选工艺通常是用FX150型水力旋流器或FX250型水力旋流器；所述的FX150型水力旋流器主要工艺参数为：直径150mm，进料压力0.08-0.3MPa，处理能力14-35m3/h，分离粒度20-74μm；所述的FX250型水力旋流器主要工艺参数为：直径250mm，进料压力0.06-0.3MPa，处理能力40-80m3/h，分离粒度40-100μm。

本发明实施方式中的尾矿砂原料成分情况表1

说明：表1中的各金属元素含量是指各金属氧化物含量，即上述各金属元素是以氧化物形式存在于尾矿砂原料中。

本发明制备的产品成分情况表2

说明：从上表2所显示的数据说明本发明方法制备的钾钠长石粉产品白度大于50，相对产率达到73.19%，对原矿产率提高了10%，原矿总产率由原来的80%提高到90%，如年产钾钠长石精矿4.8万吨，总废尾矿从原来的8万吨/年可下降到3.2万吨，在原矿原料产量的基础上可新增年产值近500万元。钾钠长石精矿粉总回收率大于96%以上，超过国内本行业水平。

从上述实施可以看出，使用本发明的生产工艺方法，钾钠长石粉回收率高， 同时还可以回收钽铌精矿，锂云母精矿粉，含锂长石精矿粉等。能耗少，经济效益高，极大限度回收钽铌矿废石中有用矿物成分，工业应用可产生明显的社会经济效益和环保效益。

Claims (1)

1.一种利用尾矿砂联合精选制钾钠长石粉的方法，以钽铌废矿石经精选后的尾矿砂为原料，其特征是将所述尾矿砂经一粗选、一精选及相应的压滤处理制钾钠长石粉；所述一粗选和一精选是采用立环脉动高梯度磁选机进行磁选；所述压滤处理是采用带式压滤和厢式压滤；

所述一粗选采用SLon-1500立环脉动高梯度磁选机进行磁选是控制磁介质采用Φ1.5mm的介质棒，为粗选长石精矿粉，控制尾矿砂原料进入一粗选时的白度为13-15，而经一粗选后的粗选长石精矿粉的白度为38-42；所述一精选采用SLon-1500立环脉动高梯度磁选机进行磁选是控制磁介质采用细网介质，对粗选长石精矿粉再去除微细颗粒云母及相关的磁性矿物，为精选长石精矿粉，控制精选长石精矿粉白度为45-55；

所述带式压滤处理是采用DU-1000/10平方的带式压滤装置对精选长石精矿粉进行压滤；所述厢式压滤采用X2M200/1250-U厢式压滤装置进行压滤处理；

所述以钽铌废矿石经精选是将钽铌废矿石经采用三段强磁磁选除铁及相关磁性物料，所述三段强磁磁选依次是永磁磁选-中磁磁选-强磁磁选获得尾矿砂；

所述永磁磁选之前，将钽铌废矿石进行磨矿筛分或球磨，再通过高频振动筛筛分，筛分后通过螺旋分级机根据矿浆的粒度分级，按不同的粒度给入相应的永磁磁选机进行磁选除铁；所述永磁磁选控制磁选时磁极表面磁场强度H= 6000-26000A/m；

经所述永磁磁选除铁后进入中磁磁选装置，进行磁流体分离，分选出磁性矿浆和非磁性矿浆，分别给入不同的重选机组装置，磁性矿浆经重选后获得钽铌精矿粉，尾矿浆进入缓冲池，最后通过水循环系统获得循环清水用于循环生产；而污水经沉淀压滤后获得底料砂，用于建筑原材料、陶瓷底料；而非磁性矿浆重选后进行浓缩，再进行强磁磁选。