CN108893599A - 一种低品位小块径氧化锑矿的压团装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种低品位小块径氧化锑矿的压团装置及方法，所述压团装置由下至上依次为：可移动垫块、团缸、顶塞、加压装置，团缸、顶塞与加压装置压力的中心轴垂直于地面重合设置；所述可移动垫块置于支架底部能水平移动，并能覆盖住团缸底部；所述团缸为空心圆柱体；所述顶塞由实心圆柱体垂直设于平板上；所述顶塞中的实心圆柱体的外径小于团缸的内径，所述顶塞中的平板能覆盖住团缸顶部。本发明还公开了低品位小块径氧化锑矿的压团方法。本发明装置结构简单、造价低、压团均匀，能达到压团要求；所得压团从1.5m自由下落不碎裂，1100℃焙烧不熔结，利于焙烧炉操作；本发明方法成本低、直收率高、操作简便，所得压团适用于焙烧炉内处理。

Description

一种低品位小块径氧化锑矿的压团装置及方法
技术领域
本发明涉及一种压团装置及方法，具体涉及一种低品位小块径氧化锑矿的压团装置及方法。
背景技术
锑是十大有色金属之一，在国民经济中占有十分重要的地位，已被广泛用于交通运输、化工、阻燃材料和军事工业等部门。
目前，锑冶金生产中95%采用火法处理工艺。火法炼锑基本上分为两步，第一步，让矿石中的锑高温挥发、收尘，这一步大多采用鼓风炉完成，少部分在传统直井焙烧炉内完成，但由于低品位氧化锑矿在目前选矿技术中回收率很低，很难富集成高品位产品，而低品位矿石在鼓风炉内处理经济上又不合算，所以在焙烧炉内处理是最佳方案。虽说炼锑焙烧炉属于淘汰炉型，但作为辅助工艺，并且环保达标还是可以使用的。但焙烧炉处理锑矿石，对块径是有要求的，最好在20～200mm之间，所以对于采矿产出的一部分小于20mm的小块径氧化锑矿，目前尚未有较好的处理方法。也就是说，这类矿石选矿很难富集，鼓风炉处理经济上不合算，块径小于焙烧炉炉桥缝隙，加料时直接从炉桥缝隙下落，与大块经锑矿一起搭配在焙烧炉内处理，又造成炉料板结，焙烧炉也处理不了，现有技术中尚未找到可以处理这类矿石的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种结构简单、造价低、压团均匀，能达到压团要求的低品位小块径氧化锑矿的压团装置。
本发明进一步要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种成本低、直收率高、操作简便，所得压团适用于焙烧炉内处理的低品位小块径氧化锑矿的压团方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种低品位小块径氧化锑矿的压团装置，所述压团装置由下至上依次为：可移动垫块、团缸、顶塞、加压装置，团缸、顶塞与加压装置压力的中心轴垂直于地面重合设置；所述可移动垫块置于支架底部能水平移动，并能覆盖住团缸底部；所述团缸为空心圆柱体；所述顶塞由实心圆柱体垂直设于平板上；所述顶塞中的实心圆柱体的外径小于团缸的内径，所述顶塞中的平板能覆盖住团缸顶部。
优选地，所述团缸的内径-顶塞中的实心圆柱体的外径≤2mm（更优选0.5～1.5mm）。本发明人研究发现，团缸与顶塞中心圆柱体之间必须有一定的缝隙，若缝隙过大，则压团时物料从缝隙挤出，若缝隙过小，则上下推动物料不顺畅。
优选地，所述团缸的内径为80～100mm，高度80～120mm。
优选地，所述团缸上对称设有支撑耳。
优选地，所述加压装置顶部设有能垂直伸缩的顶杆。所述顶杆持续向上伸出后，被支架顶部阻挡，持续增加的压力向下反作用对压团施压。
优选地，所述加压装置为千斤顶。
优选地，所述支架顶部设有圆柱形限位管。所述限位管用于限制加压装置上顶杆的水平位移。
优选地，所述限位管的内径＞加压装置上顶杆的最大外径。
优选地，所述支架底部设有两块平行的限位板。所述限位板用于限制团缸的水平位移。
优选地，所述限位板外侧设有支撑架。
优选地，可移动垫块的厚度＜限位板的高度≤可移动垫块的厚度+团缸底部到支撑耳的高度+1mm。
优选地，团缸圆柱体的外径＜两块限位板的距离＜团缸两侧支撑耳外边缘的距离。
本发明压团装置的工作过程如下：先将可移动垫块置于支架底部中心位置的限位板中，再将团缸置于可移动垫块上，然后将用于压团的混合料装入团缸中，再将顶塞的实心圆柱体压入团缸中，然后将加压装置置于顶塞的平板之上，启动加压装置，加压装置的顶杆垂直伸入限位管受阻后，反方向对顶塞的平板进行施压，从而将混合料压成圆柱状压团，泄压后，移开可移动垫块，再次启动加压装置，通过顶塞的实心圆柱体将压团从团缸中挤出。
本发明进一步解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种低品位小块径氧化锑矿的压团方法，包括以下步骤：
（1）破碎：将低品位小块径氧化锑矿进行粗碎，得低品位小块径氧化锑矿颗粒；
（2）配料混合：将步骤（1）所得低品位小块径氧化锑矿颗粒与粘合剂、蓬松助挥剂混合均匀，得混合料；
（3）压团：将步骤（2）所得混合料装入所述压团装置的团缸中进行压团，即成。
优选地，步骤（1）中，所述低品位小块径氧化锑矿中，块径≤20mm的质量百分数≥30%， Sb的质量含量为2～15%。
优选地，步骤（1）中，粗碎至块径≤10mm。对压团而言，颗粒越小越好，综合破碎成本和团块颗粒间缝隙与焙烧挥发的关系等因素，选择块径≤10mm最佳。
优选地，步骤（2）中，所述低品位小块径氧化锑矿颗粒、粘合剂和蓬松助挥剂的质量比为100:9～13:1～30（更优选100:10～12:3～8）。粘合剂的使用，让球团有更高的强度，以适用直井焙烧炉这一特殊炉型的操作要求；蓬松助挥剂的引入，可以让氧化锑矿在焙烧炉中的挥发更好，比大块径氧化锑矿直接焙烧挥发有着更高的直收率。
优选地，步骤（2）中，所述粘合剂为木质磺酸钙浆液和水泥的质量比为0.8～2.0:1（更优选1.0～1.8:1）的混合物。选择木质磺酸钙浆液和水泥作为粘合剂，并在所述比例下进行混合，可使常温强度、高温强度、挥发直收率和综合成本均达最佳。
优选地，步骤（2）中，所述木质磺酸钙浆液的质量分数为40～60%。本发明人研究发现，所述木质磺酸钙在配置成所述质量分数的浆液后，具有最佳的粘合性。
优选地，步骤（2）中，所述水泥为铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥或硅酸盐水泥等中的一种或几种。更优选铝酸盐水泥。
优选地，步骤（2）中，所述蓬松助挥剂为无烟煤粉和/或木炭粉。
优选地，步骤（3）中，所述压团是以2～4MPa/min的升压速率加压至8～10MPa后，保压0.5～2.0min。在所述升压速率、压力和保压时间下，能保证压团内部密度均匀，自由下落时易维持压团的完整性，焙烧后也不会熔结。
优选地，步骤（3）中，所述混合料的用量=压团的底面积*压团的高度*压团的密度。
优选地，步骤（3）中，所述压团的底面积=0.25π*团缸内径的平方，所述压团的高度为团缸高度的1/3～2/3，压团的密度为2.0～2.4g/cm3。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明装置结构简单、造价低、压团均匀，能达到压团要求；
（2）通过本发明方法压团处理后，压团从1.5m自由下落不碎裂，1100℃焙烧不熔结，利于焙烧炉操作；
（3）本发明方法成本低、直收率高、操作简便，所得压团适用于焙烧炉内处理；本发明方法在处理氧化锑矿中使用压团冶金属于首创，而且球团无需烘干，自然干燥时间不长，强度好。
附图说明
图1是本发明实施例1～3低品位小块径氧化锑矿的压团装置示意图；
图2是本发明实施例1～3低品位小块径氧化锑矿的压团装置中支架的示意图；
图3是本发明实施例1～3低品位小块径氧化锑矿的压团装置中团缸的俯视图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
本发明实施例所使用的低品位小块径氧化锑矿购于锡矿山闪星锑业有限责任公司，其中，块径≤20mm的质量百分数为40%， Sb的质量含量为10%；本发明实施例所使用的原料或化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。
一种低品位小块径氧化锑矿的压团装置实施例1～3
如图1～3所示，所述压团装置由下至上依次为：可移动垫块1（厚度为100mm）、团缸2、顶塞3、千斤顶4，团缸2、顶塞3与千斤顶4压力的中心轴垂直于地面重合设置；所述可移动垫块1置于支架5底部能水平移动，并能覆盖住团缸2底部；所述团缸2为空心圆柱体，内径为90mm，外径为98mm，高度为100mm；所述顶塞3由实心圆柱体31垂直设于平板32上；所述顶塞3中的实心圆柱体31的外径为89mm，所述顶塞3中的平板32能覆盖住团缸2顶部；所述团缸2上对称设有支撑耳21（团缸2底部到支撑耳21的高度为50mm，团缸2两侧支撑耳21外边缘的距离为120mm）；所述千斤顶4顶部设有能垂直伸缩的顶杆41，顶杆41的外径为50mm；所述支架5顶部设有圆柱形限位管51，限位管51的内径为80mm；所述支架5底部设有两块平行的限位板52（两块限位板52的距离为100mm，高度为150mm）；所述限位板52外侧设有支撑架53。
所述装置的工作过程如下：先将可移动垫块1置于支架5底部中心位置的限位板52中，再将团缸2置于可移动垫块1上，然后将用于压团的混合料装入团缸2中，再将顶塞3的实心圆柱体31压入团缸中，然后将千斤顶4置于顶塞3的32平板之上，启动千斤顶4，千斤顶4的顶杆41垂直伸入限位管51受阻后，反方向对顶塞3的平板32进行施压，从而将混合料压成圆柱状压团，泄压后，移开可移动垫块1，再次启动千斤顶4，通过顶塞3的实心圆柱体31将压团从团缸2中挤出。
一种低品位小块径氧化锑矿的压团方法实施例1
（1）破碎：将3kg低品位小块径氧化锑矿进行粗碎至块径≤8mm，得低品位小块径氧化锑矿颗粒3kg；
（2）配料混合：将步骤（1）所得3kg低品位小块径氧化锑矿颗粒与330g粘合剂（180g木质磺酸钙浆液（质量分数为50%）和150g铝酸盐水泥的混合物）、180g蓬松助挥剂无烟煤粉混合均匀，得混合料；
（3）压团：将700g（混合料的用量=压团的底面积*压团的高度*压团的密度=0.25π*92*5*2.2=700g）步骤（2）所得混合料装入所述压团装置的团缸中，以3MPa/min的升压速率加压至9MPa后，保压1min，进行压团，即成。
将本发明实施例所得压团进行强度和焙烧测试。
强度测试：压团晾干48h后，从1.5m高度自由下落，基本无损，从2.0m高度自由下落，裂为两块；压团晾干72h后，从1.5、2.0m高度自由下落，均基本无损，从3.0m高度自由下落，破裂成块。
焙烧试验：将所得压团置于焙烧炉中焙烧，燃料为焦炭，焙烧温度为1100℃；分别焙烧2h、3h、4h后，在红热状态下夹出，压团从1.5m高度自由下落，均基本完整；焙烧4h后，焙烧渣（焙烧前混合料中氧化锑矿的质量为598g，焙烧后焙烧渣的质量为513g）的化验结果为：Sb 0.39%，As 0.033%，经计算Sb的直收率为96.7%。
一种低品位小块径氧化锑矿的压团方法实施例2
（1）破碎：将2kg低品位小块径氧化锑矿进行粗碎至块径≤10mm，得低品位小块径氧化锑矿颗粒2kg；
（2）配料混合：将步骤（1）所得2kg低品位小块径氧化锑矿颗粒与200g粘合剂（100g木质磺酸钙浆液（质量分数为60%）和100g硫铝酸盐水泥的混合物）、140g蓬松助挥剂木炭粉混合均匀，得混合料；
（3）压团：将445g（混合料的用量=压团的底面积*压团的高度*压团的密度=0.25π*92*3.5*2.0=445g）步骤（2）所得混合料装入所述压团装置的团缸中，以2MPa/min的升压速率加压至8MPa后，保压0.5min，进行压团，即成。
将本发明实施例所得压团进行强度和焙烧测试。
强度测试：压团晾干48h后，从1.5m高度自由下落，基本无损，从2.0m高度自由下落，裂为两块；压团晾干72h后，从1.5、2.0m高度自由下落，均基本无损，从3.0m高度自由下落，破裂成块。
焙烧试验：将所得压团置于焙烧炉中焙烧，燃料为焦炭，焙烧温度为1100℃；分别焙烧2h、3h、4h后，在红热状态下夹出，压团从1.5m高度自由下落，均基本完整；焙烧4h后，焙烧渣（焙烧前混合料中氧化锑矿的质量为380g，焙烧后焙烧渣的质量为320g）的化验结果为：Sb 0.86%，As 0.13%，经计算Sb的直收率为92.8%。
一种低品位小块径氧化锑矿的压团方法实施例3
（1）破碎：将5kg低品位小块径氧化锑矿进行粗碎至块径≤10mm，得低品位小块径氧化锑矿颗粒5kg；
（2）配料混合：将步骤（1）所得5kg低品位小块径氧化锑矿颗粒与600g粘合剂（350g木质磺酸钙浆液（质量分数为40%）和250g硅酸盐水泥的混合物）、250g蓬松助挥剂无烟煤粉混合均匀，得混合料；
（3）压团：将992g（混合料的用量=压团的底面积*压团的高度*压团的密度=0.25π*92*6.5*2.4=992g）步骤（2）所得混合料装入所述压团装置的团缸中，以4MPa/min的升压速率加压至10MPa后，保压1.5min，进行压团，即成。
将本发明实施例所得压团进行强度和焙烧测试。
强度测试：压团晾干48h后，从1.5m高度自由下落，基本无损，从2.0m高度自由下落，裂为两块；压团晾干72h后，从1.5、2.0m高度自由下落，均基本无损，从3.0m高度自由下落，破裂成块。
焙烧试验：将所得压团置于焙烧炉中焙烧，燃料为焦炭，焙烧温度为1100℃；分别焙烧2h、3h、4h后，在红热状态下夹出，团块从1.5m高度自由下落，均基本完整；焙烧4h后，焙烧渣（焙烧前混合料中氧化锑矿的质量为848g，焙烧后焙烧渣的质量为766g）的化验结果为：Sb 1.07%，As 0.04%，经计算Sb的直收率为90.3%。

Claims (9)

1.一种低品位小块径氧化锑矿的压团装置，其特征在于：所述压团装置由下至上依次为：可移动垫块、团缸、顶塞、加压装置，团缸、顶塞与加压装置压力的中心轴垂直于地面重合设置；所述可移动垫块置于支架底部能水平移动，并能覆盖住团缸底部；所述团缸为空心圆柱体；所述顶塞由实心圆柱体垂直设于平板上；所述顶塞中的实心圆柱体的外径小于团缸的内径，所述顶塞中的平板能覆盖住团缸顶部。
2.根据权利要求1所述低品位小块径氧化锑矿的压团装置，其特征在于：所述团缸的内径-顶塞中的实心圆柱体的外径≤2mm；所述团缸的内径为80～100mm，高度80～120mm；所述团缸上对称设有支撑耳；所述加压装置顶部设有能垂直伸缩的顶杆；所述加压装置为千斤顶；所述支架顶部设有圆柱形限位管；所述限位管的内径＞加压装置上顶杆的最大外径；所述支架底部设有两块平行的限位板；所述限位板外侧设有支撑架；可移动垫块的厚度＜限位板的高度≤可移动垫块的厚度+团缸底部到支撑耳的高度+1mm；团缸圆柱体的外径＜两块限位板的距离＜团缸两侧支撑耳外边缘的距离。
3.一种低品位小块径氧化锑矿的压团方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）破碎：将低品位小块径氧化锑矿进行粗碎，得低品位小块径氧化锑矿颗粒；
（2）配料混合：将步骤（1）所得低品位小块径氧化锑矿颗粒与粘合剂、蓬松助挥剂混合均匀，得混合料；
（3）压团：将步骤（2）所得混合料装入权利要求1或2所述压团装置的团缸中进行压团，即成。
4.根据权利要求3所述低品位小块径氧化锑矿的压团方法，其特征在于：步骤（1）中，所述低品位小块径氧化锑矿中，块径≤20mm的质量百分数≥30%， Sb的质量含量为2～15%；粗碎至块径≤10mm。
5.根据权利要求3或4所述低品位小块径氧化锑矿的压团方法，其特征在于：步骤（2）中，所述低品位小块径氧化锑矿颗粒、粘合剂和蓬松助挥剂的质量比为100:9～13:1～30。
6.根据权利要求3～5之一所述低品位小块径氧化锑矿的压团方法，其特征在于：步骤（2）中，所述粘合剂为木质磺酸钙浆液和水泥的质量比为0.8～2.0:1的混合物；所述木质磺酸钙浆液的质量分数为40～60%；所述水泥为铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥或硅酸盐水泥中的一种或几种。
7.根据权利要求3～6之一所述低品位小块径氧化锑矿的压团方法，其特征在于：步骤（2）中，所述蓬松助挥剂为无烟煤粉和/或木炭粉。
8.根据权利要求3～7之一所述低品位小块径氧化锑矿的压团方法，其特征在于：步骤（3）中，所述压团是以2～4MPa/min的升压速率加压至8～10MPa后，保压0.5～2.0min。
9.根据权利要求3～8之一所述低品位小块径氧化锑矿的压团方法，其特征在于：步骤（3）中，所述混合料的用量=压团的底面积*压团的高度*压团的密度；所述压团的底面积=0.25π*团缸内径的平方，所述压团的高度为团缸高度的1/3～2/3，压团的密度为2.0～2.4g/cm3。
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