CN107185708B - 一种用尾矿制备高纯度石英的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用尾矿制备高纯度石英的方法，该方法首先通过脱泥‑磁选‑浮选‑脱水流程后，获得石英粗砂；然后通过干燥煅烧‑水淬‑脱泥‑磁选‑浮选流程，获得石英精砂；最后通过酸浸‑清洗‑过滤干燥流程后，获得高纯石英砂。本发明实现了尾矿的再利用，获得了高纯石英，减少了尾矿的堆存量，环境效益显著。
Description
技术领域
本发明属于尾矿回收利用领域，具体涉及一种用尾矿制备高纯度石英的方法。
背景技术
我国是矿产资源大国，也是矿业大国。随着矿业的不断开发，产出大量的尾矿堆存，对环境造成了巨大的破坏，特别是尾矿中含有大量的有价物料，这样对资源造成了极大的浪费。
国内外对尾矿的综合利用做了大量研究，取得了一些成果，欧美一些国家的尾矿资源利用率高达60％以上。近年来，我国已将尾矿资源化作为可持续发展的内容之一，取得了较好的成绩。但我国矿产资源贫矿和共(伴)生矿多，选矿难度大，而且早期的选矿技术水平比较低下，造成我国大多数尾矿残余金属及有用组分多，回收潜力大。
我国的地质条件使大部分的尾矿均含有大量的石英或长石类脉石，石英含量一般均超过 20％，且尾矿经过选矿后，粒度较细，为各矿物的解离创造了条件，为尾矿中各组分进行回收创造了条件。
石英是无机矿物，其主要成分为二氧化硅。石英用途广泛，可以用于生产硅砂、石英耐火材料和烧制硅铁，还可以用于制造精密仪器的轴承、研磨材料、玻璃、陶瓷等。特别是高纯石英是高档石英制品的原料，是硅产业高端产品的物质基础，广泛运用于光伏、电子信息、光通讯和电光源等行业，在新材料新能源战略性新兴产业中具有重要地位和作用。
发明内容
本发明的目的是针对目前堆存量极大的尾矿进行再处理，回收其中石英，并对其进行提纯抽取高纯石英产品而提供的环境友好、经济效益优良的一种用尾矿制备高纯度的石英的方法是一种的方法。
本发明一种用尾矿制备高纯度的石英的方法，主要包括以下技术方案：
(1)尾矿进入调浆搅拌槽中对浓度进行调节，将调浆后的尾矿进入脱泥斗，脱泥的溢流进入选厂尾矿脱水系统，底流先后经过两段磁选，磁选精矿进入铁处理系统，磁选尾矿进入浮选作业，浮选工艺采用一粗两精一扫，精选后进入浓密机中脱水，脱水后得到粗石英砂。
(2)粗石英砂在回转窑中进行干燥和煅烧，煅烧产品进行水淬，水淬产品再次进行脱泥处理，脱除微细粒杂质物料，再通过两段磁选，进行除磁处理，除磁产品再次进行一粗一扫五精的浮选提纯，得到石英精砂。
(3)石英精砂进行酸浸泡后用纯水清洗，精砂在酸浸和清洗过程中均用超声强化，清洗后的精砂经过过滤干燥后，获得高纯石英。
所述步骤(1)中，第一段磁选强度为105-125mT，第二段磁选强度为500-1000mT；浮选的过程中，硫酸为调整剂，十二胺作为捕收剂；调整剂的添加量为1000-2000g/t，调节的pH范围为4-6之间；捕收剂的添加量为100-300g/t。浮选流程为一粗二精一扫。即一次粗选作业，粗选尾矿进行一次扫选，扫选尾矿进入尾矿脱水系统，扫选精矿进入粗选作业，粗选精矿进行二次精选作业，精选尾矿返回粗选作业，精矿进入脱水作业。
所述步骤(2)中，回转窑的温度控制在850-1050℃；第一段磁选强度为105-125mT，第二段磁选强度为500-1000mT；浮选工艺的过程中，加入硫酸为调整剂，十二胺作为捕收剂；调整剂的添加量为1000-2000g/t，调节的pH范围为4-6之间；捕收剂的添加量为100-300g/t。
所述步骤(3)中，酸浸的溶液为HCl、HF、HNO3、H2SO4的混合溶液，其质量比为 1:(1-2):(1-2):(0.5-2)，酸浸时间为2-3h；清洗采用高纯度去离子水，清洗3次，每次清洗时间为1-2h；酸浸和清洗过程中的液固比为1:(10-15)。
本发明具有以下有益效果：本发明实现了尾矿的再利用，获得了高纯石英，减少了尾矿的堆存量，环境效益显著。
具体实施方式
实施例1
本实施例是采用某低品位铅锌矿外排的尾矿，从中回收单一石英。
对采用的尾矿进行分析，结果见表1：
表1尾矿化学多元素分析结果(％)
分析表明尾矿中含有41.64％的SiO2，很有必要对其进行回收。
将该尾矿通过筛分除去400目以下颗粒，即流程中脱泥作业，脱泥后的物料分别通过磁场强度为120mT和800mT的两段磁选后，进行浮选除杂。浮选过程中加入硫酸1200g/t，十二胺200g/t，调节的pH范围为4-6之间，通过一粗二精一扫浮选工艺后，产出石英砂精矿。石英砂精矿通过抽滤机抽滤脱水后，在小型回转窑中煅烧，煅烧温度为1050℃。煅烧后的产品通过水淬后，进行再次筛分，筛除400目以下颗粒即流程中第二次脱泥作业，脱泥后的石英砂经过磁场强度为125mT和1000mT的两段磁选后，进行浮选提纯，浮选过程中加入硫酸2000g/t，十二胺300g/t，调节的pH范围为4-6之间，通过一粗五精一扫浮选后产出高纯石英砂精矿。高纯石英砂精矿在超声条件下进行酸浸，酸浸溶液配比为 HCl:HF:HNO3:H2SO4＝1:1:1.5:2，酸浸液固比为1:10，酸浸时间为3h。酸浸后，用高纯度去离子水在超声振荡器中清洗3次，每次清洗1小时，清洗液固比为1:15，过滤干燥后，获得高纯石英砂。试验结果分析见表2:
表2高纯石英砂化学多元素分析结果/％
本试验中SiO2回收率达到了86.73％，高纯石英砂中SiO2含量为99.872％，达到了光伏用标准。
实施例2
本实施例是采用某低品位铜矿尾矿，从中回收单一石英。
对采用的尾矿进行分析，结果见表3：
表3铜尾尾矿化学多元素分析结果(％)
分析表明尾矿中含有66.64％的SiO2，很有必要对其进行回收。
将该尾矿通过筛分除去400目以下颗粒，即流程中脱泥作业，脱泥后的物料分别通过磁场强度为105mT和1000mT的两段磁选后，进行浮选除杂。浮选过程中加入硫酸1500g/t，十二胺100g/t，调节的pH范围为4-6之间，通过一粗二精一扫浮选工艺后，产出石英砂精矿。石英砂精矿通过抽滤机抽滤脱水后，在小型回转窑中煅烧，煅烧温度为850℃。煅烧后的产品通过水淬后，进行再次筛分，筛除400目以下颗粒即流程中第二次脱泥作业，脱泥后的石英砂经过磁场强度为115mT和850mT的两段磁选后，进行浮选提纯，浮选过程中加入硫酸1000g/t，十二胺100g/t，调节的pH范围为4-6之间，通过一粗五精一扫浮选后产出高纯石英砂精矿。高纯石英砂精矿在超声条件下进行酸浸，酸浸溶液配比为 HCl:HF:HNO3:H2SO4＝1:1.5:1:0.5，酸浸液固比为1:12，酸浸时间为2h。酸浸后，用高纯度去离子水在超声振荡器中清洗3次，每次清洗1.5小时，清洗液固比为1:10，过滤干燥后，获得高纯石英砂。试验结果分析见表4 ：
表4高纯石英砂化学多元素分析结果/％
本试验中SiO2回收率达到了85.32％，高纯石英砂中SiO2含量为99.925％，达到了光伏用标准。
实施例3
本实施例是采用某低品位铁矿尾矿，从中回收单一石英。
对采用的尾矿进行分析，结果见表5：
表5尾矿化学多元素分析结果(％)
分析表明尾矿中含有72.79％的SiO2，很有必要对其进行回收。
将该尾矿通过筛分除去400目以下颗粒，即流程中脱泥作业，脱泥后的物料分别通过磁场强度为115mT和500mT的两段磁选后，进行浮选除杂。浮选过程中加入硫酸1000g/t，十二胺200g/t，调节的pH范围为4-6之间，通过一粗二精一扫浮选工艺后，产出石英砂精矿。石英砂精矿通过抽滤机抽滤脱水后，在小型回转窑中煅烧，煅烧温度为950℃。煅烧后的产品通过水淬后，进行再次筛分，筛除400目以下颗粒即流程中第二次脱泥作业，脱泥后的石英砂经过磁场强度为105mT和500mT的两段磁选后，进行浮选提纯，浮选过程中加入硫酸1500g/t，十二胺200g/t，调节的pH范围为4-6之间，通过一粗五精一扫浮选后产出高纯石英砂精矿。高纯石英砂精矿在超声条件下进行酸浸，酸浸溶液配比为 HCl:HF:HNO3:H2SO4＝1:2:2:1，酸浸液固比为1:15，酸浸时间为2.5h。酸浸后，用高纯度去离子水在超声振荡器中清洗3次，每次清洗2h，清洗液固比为1:12，过滤干燥后，获得高纯石英砂。试验结果分析见表6：
表6高纯石英砂化学多元素分析结果/％
本试验中SiO2回收率达到了87.73％，高纯石英砂中SiO2含量为99.937％，达到了光伏用标准。
Claims (9)
1.一种用尾矿制备高纯度石英的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）尾矿进入调浆搅拌槽中对浓度进行调节，接着将调浆后的尾矿进入脱泥斗，脱泥后的溢流进入选厂尾矿脱水系统，底流先后经过两段磁选，磁选精矿进入铁处理系统，磁选尾矿进入浮选作业，浮选工艺采用一粗两精一扫，精选后进入浓密机中脱水，脱水后得到粗石英砂；
（2）粗石英砂在回转窑中进行干燥和煅烧，煅烧产品进行水淬，水淬产品再次进行脱泥处理，脱除微细粒杂质物料，再通过两段磁选，进行除磁处理，除磁产品再次进行一粗一扫五精的浮选提纯，得到石英精砂；
（3）石英精砂进行酸浸泡后用纯水清洗，精砂在酸浸和清洗过程中均用超声强化，清洗后的精砂经过过滤干燥后，获得高纯石英。
2.根据权利要求1所述的一种用尾矿制备高纯度石英的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，第一段磁选强度为105-125mT，第二段磁选强度为500-1000mT。
3.根据权利要求1所述的一种用尾矿制备高纯度石英的方法，其特征在于所述步骤（1）中，浮选工艺的药剂制度为：硫酸为调整剂，十二胺作为捕收剂；浮选过程中，调整剂的添加量为1000-2000g/t，调节的pH范围为4-6之间；捕收剂的添加量为100-300g/t。
4.根据权利要求1所述一种用尾矿制备高纯度石英的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，回转窑的温度控制在850-1050℃。
5.根据权利要求1所述的一种用尾矿制备高纯度石英的方法，其特征在于所述步骤（2）中，第一段磁选强度为105-125mT，第二段磁选强度为500-1000mT。
6.根据权利要求1所述的一种用尾矿制备高纯度石英的方法，其特征在于所述步骤（2）中，浮选的药剂制度为：硫酸为调整剂，十二胺作为捕收剂；在浮选过程中，调整剂的添加量为1000-2000g/t，调节的pH范围为4-6之间；捕收剂的添加量为100-300g/t。
7.根据权利要求1所述的一种用尾矿制备高纯度石英的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，酸浸的溶液为HCl、HF、HNO3和H2SO4的混合溶液，其质量比为1:(1~2):(1~2):(0.5~2)，酸浸时间为2-3h。
8.根据权利要求1所述的一种用尾矿制备高纯度石英的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，清洗采用高纯度去离子水，清洗3次，每次清洗时间为1-2h。
9.根据权利要求1所述的一种用尾矿制备高纯度石英的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，酸浸和清洗过程中的液固比为1:(10~15)。
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