CN109385101A - 一种含黄金尾矿橡胶组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于黄金尾矿回收再利用技术领域，具体涉及一种含黄金尾矿橡胶组合物，并进一步公开其制备方法与应用。本发明所述橡胶组合物，利用现有黄金尾矿废料为原料，经过对黄金尾矿的特定处理工艺，获得的黄金尾矿颗粒有效去除了其含有的重金属物质及放射性物质等杂质，并将其中的无机物质转化为有机物质，处理后的黄金尾矿颗粒可用于橡胶材料的制备。经性能检测可知，本发明所述含黄金尾矿颗粒的橡胶组合物，制得的橡胶材料性能优异，完全满足橡胶材料的应用标准，同时也为黄金尾矿颗粒的利用提供了新的途径。

Description

一种含黄金尾矿橡胶组合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于黄金尾矿回收再利用技术领域，具体涉及一种含黄金尾矿橡胶组合物，并进一步公开其制备方法与应用。
背景技术
在我国5000多年文明史中，使用黄金已有4000余年，与埃及、印度、古罗马一样成为世界上最早使用黄金及其他合金的国家之一。金在化学元素周期表中列79位，原子量197，金密度大(19.32g/cm3)但轻于铂。金颜色为金黄色，延展性较好，31.25g纯金能锤成万分之一毫米厚的金叶，可贴满9m2的面积。金的挥发性小，一般情况下已熔化的金其挥发量微不足道。金具有良好的导电与导热性能，导电率仅次于银和铜，导热率为银的74％。金的化学性质非常稳定，在低温或高温时不会氧化，常温下与单独的盐、硝、硫酸均不起作用，但混酸(王水)以及氰化物溶液却能很好的溶金。纯金在自然界中极少见，金可与其他金属组成合金如金银、金桐、金银铜合金等。
金的开采依赖于黄金矿床的类型和储量，由于大部分黄金矿石含金量极低，导致生产企业在黄金开采中几乎产出多少矿石就排出多少尾矿。黄金尾矿是金矿石经磨细提取黄金精矿粉后排放的废弃物，呈黄色粉状，有较小的粒度和相对均匀的粒度分布，含较多SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、MgO，有较高的表面能和潜在反应活性。
我国黄金系统每年排放的尾矿已超过2450万吨，由于开采模式单一，开采工艺落后，开采设备陈旧，导致大量尾矿残存，无法有效回收再利用。目前尾矿综合利用率很低，大约为7％，其余尾矿一般作为固体废弃物用矿物库的方式堆存，不仅占用大量的土地，造成尾矿库周围环境污染，而且需投入大量资金用于尾矿库修筑及维护。另外，尾矿自身带有超标污染物或有害组分，在选矿过程中又加入的各种化学药剂残存在尾矿当中，在没有经过处理情况下，直接堆放在地表，不仅占用大量的土地，还严重污染了周围的环境。
因此，对于黄金尾矿综合利用已成为黄金矿山资源综合利用和保护生态环境方面的重要课题。
橡胶是现有工业化生产中被诸多使用的有弹性的聚合物。橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶；按形态分为块状生胶、乳胶、液体橡胶和粉末橡胶；橡胶按使用又分为通用型和特种型两类。橡胶可以从一些植物的树汁中取得，也可以是人造的，两者皆有相当多的应用及产品，例如轮胎、垫圈等，遂成为重要经济作物。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种含黄金尾矿橡胶组合物，以解决现有技术中黄金尾矿利用率较差的问题。
为解决上述技术问题，本发明所述的含黄金尾矿橡胶组合物，包括如下重量份的组分：黄金尾矿颗粒30-40重量份、天然橡胶5-10重量份、顺丁橡胶10-20重量份、丁苯橡胶10-20重量份、氢化松香20-30重量份、基础油树脂8-20重量份。
优选的，所述的含黄金尾矿橡胶组合物，包括如下重量份的组分：黄金尾矿颗粒35重量份、天然橡胶8重量份、顺丁橡胶15重量份、丁苯橡胶15重量份、氢化松香25重量份、基础油树脂15重量份。
更优的，所述黄金尾矿颗粒为黄金尾矿按照如下步骤改性获得：
(1)取黄金尾矿过800-1250目筛，并加入磁选机筛除精铁矿；
(2)其余尾矿加水制浆后调pH至中性，备用；
(3)向所述尾矿浆液中加入助流剂进行改性处理；
(4)向所述改性处理后的尾矿浆液中加入偶联剂并混匀；
(5)将处理后的所述尾矿浆液过滤，取固体尾矿烘干，并利用机械研磨机研磨；
(6)将研磨后的尾矿颗粒于600-800℃高温煅烧处理，即得处理后的所需黄金尾矿颗粒。
所述步骤(3)中，所述助流剂为滑石粉，所述助流剂的加入量为所述尾矿的2-10wt％。
所述步骤(4)中，所述偶联剂为包括碳酸钙和钛酸酯偶联剂的复合偶联剂，所述偶联剂的加入了为所述尾矿量的3-5wt％。
所述天然橡胶的天然橡胶为烟胶片、颗粒胶、氯化天然橡胶、氢氯化天然橡胶、环氧化天然橡胶、银菊胶中的至少一种；
所述基础油树脂为RX-80石油树脂或C5石油树脂。
所述氢化松香是以松香提纯后的浅色精制松香为加氢原料，用溶剂配成溶液，进行催化加氢，然后通过蒸馏分离出溶剂，得成产品氢化松香。
本发明还公开了所述的含黄金尾矿橡胶组合物用于制备橡胶的用途。
本发明还公开了一种橡胶，由所述的含黄金尾矿橡胶组合物制得。
本发明还公开了一种制备所述橡胶的方法，包括如下步骤：
(a)取选定量的天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、氢化松香和基础油混和，并在100-120℃的温度中混炼0.5-1h；
(b)随后加入选定量的所述黄金尾矿颗粒，并升温至200-220℃，保温0.5-1h；
(c)将上述物料挤压均匀并出料，冷却到40-50℃，即得。
进一步的，所述的制备所述橡胶的方法，还包括获得所述黄金尾矿颗粒的步骤，具体包括：
(1)取黄金尾矿过800-1250目筛，并加入磁选机筛除精铁矿；
(2)其余尾矿加水制浆后调pH至中性，备用；
(3)向所述尾矿浆液中加入助流剂进行改性处理；
(4)向所述改性处理后的尾矿浆液中加入偶联剂并混匀；
(5)将处理后的所述尾矿浆液过滤，取固体尾矿烘干，并利用机械研磨机研磨；
(6)将研磨后的尾矿颗粒于600-800℃高温煅烧处理，即得处理后的所需黄金尾矿颗粒。
本发明所述橡胶组合物，利用现有黄金尾矿废料为原料，经过对黄金尾矿的特定处理工艺，获得的黄金尾矿颗粒有效去除了其含有的重金属物质及放射性物质等杂质，并将其中的无机物质转化为有机物质，处理后的黄金尾矿颗粒可用于橡胶材料的制备。经性能检测可知，本发明所述含黄金尾矿颗粒的橡胶组合物，制得的橡胶材料性能优异，完全满足橡胶材料的应用标准，同时也为黄金尾矿颗粒的利用提供了新的途径。
具体实施方式
本发明下述实施例中处理的黄金尾矿为山东招远金玲镇金矿的黄金尾矿，化验分析黄金尾矿的矿物组成、物料性质以及粒度分布，所述黄金尾矿的矿物组成如下：Au:0.06wt％、Ag:1.00wt％、SiO2:74.6wt％、Al2O3:13.4wt％、K2O:4.06％、Na2O:2.01wt％、MgO:0.37wt％、CaO:1.23wt％、TFe:1.56wt％、S:0.1wt％(圣基)。微量元素含量见下表1。
表1黄金尾矿微量元素含量
实施例1制备黄金尾矿颗粒
本发明所述的一种黄金尾矿的处理方法，包括如下步骤：
(1)取所述黄金尾矿，经多次筛选后，过800-1250目筛，并加入磁选机筛除精铁矿，使得剩余尾矿中含铁矿量低于0.5wt％；
(2)将其余尾矿中加水制成尾矿浆，水的加入量为尾矿量的2倍量；随后根据尾矿浆液的pH值，以稀HCL溶液或稀NaOH溶液调尾矿浆液的pH值至中性，备用；
(3)向上述尾矿浆液中加入占所述尾矿固体量2wt％的滑石粉进行改性处理；
(4)向上述改性处理后的尾矿浆液中加入占所述尾矿固体量5wt％的偶联剂(碳酸钙和钛酸酯偶联剂TMC-201以1:1混合)并混匀；
(5)将上述改性处理后的所述尾矿浆液过滤，固液分离并收集固体尾款进行烘干处理，随后利用机械研磨机将所述尾矿研磨，收集圆柱状针型结构的尾矿颗粒，过600目筛处理，使得所述尾矿颗粒中600目及以上目数的颗粒含量至少为97％；
(6)将研磨后的尾矿颗粒于600-800℃高温煅烧处理，即得处理后的所需黄金尾矿颗粒。
实施例2制备黄金尾矿颗粒
本发明所述的一种黄金尾矿的处理方法，包括如下步骤：
(1)取所述黄金尾矿，经多次筛选后，过800-1250目筛，并加入磁选机筛除精铁矿，使得剩余尾矿中含铁矿量低于0.5wt％；
(2)将其余尾矿中加水制成尾矿浆，水的加入量为尾矿量的3倍量；随后根据尾矿浆液的pH值，以稀HCL溶液或稀NaOH溶液调尾矿浆液的pH值至中性，备用；
(3)向上述尾矿浆液中加入占所述尾矿固体量10wt％的滑石粉进行改性处理；
(4)向上述改性处理后的尾矿浆液中加入占所述尾矿固体量3wt％的偶联剂(碳酸钙和钛酸酯偶联剂TMC-201以1:1混合)并混匀；
(5)将上述改性处理后的所述尾矿浆液过滤，固液分离并收集固体尾款进行烘干处理，随后利用机械研磨机将所述尾矿研磨，收集圆柱状针型结构的尾矿颗粒，过600目筛处理，使得所述尾矿颗粒中600目及以上目数的颗粒含量至少为97％；
(6)将研磨后的尾矿颗粒于600-800℃高温煅烧处理，即得处理后的所需黄金尾矿颗粒。
实施例3制备黄金尾矿颗粒
本发明所述的一种黄金尾矿的处理方法，包括如下步骤：
(1)取所述黄金尾矿，经多次筛选后，过800-1250目筛，并加入磁选机筛除精铁矿，使得剩余尾矿中含铁矿量低于0.5wt％；
(2)将其余尾矿中加水制成尾矿浆，水的加入量为尾矿量的2倍量；随后根据尾矿浆液的pH值，以稀HCL溶液或稀NaOH溶液调尾矿浆液的pH值至中性，备用；
(3)向上述尾矿浆液中加入占所述尾矿固体量6wt％的滑石粉进行改性处理；
(4)向上述改性处理后的尾矿浆液中加入占所述尾矿固体量4wt％的偶联剂(碳酸钙和钛酸酯偶联剂TMC-201以1:1混合)并混匀；
(5)将上述改性处理后的所述尾矿浆液过滤，固液分离并收集固体尾款进行烘干处理，随后利用机械研磨机将所述尾矿研磨，收集圆柱状针型结构的尾矿颗粒，过600目筛处理，使得所述尾矿颗粒中600目及以上目数的颗粒含量至少为97％；
(6)将研磨后的尾矿颗粒于600-800℃高温煅烧处理，即得处理后的所需黄金尾矿颗粒。
实施例4制备橡胶
本实施例所述的含黄金尾矿橡胶组合物，包括如下重量份的组分：实施例1制得的黄金尾矿颗粒30kg、银菊胶10kg、顺丁橡胶10kg、丁苯橡胶20kg、氢化松香20kg、RX-80石油树脂20kg。
本实施例中制备所述橡胶的方法，包括如下步骤：
(a)取选定量的天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、氢化松香和基础油混和，并在100℃的温度中混炼1h；
(b)随后加入选定量的所述黄金尾矿颗粒，并升温至200℃，保温1h；
(c)将上述物料挤压均匀并出料，冷却到40-50℃，即得。
实施例5制备橡胶
本实施例所述的含黄金尾矿橡胶组合物，包括如下重量份的组分：实施例2制得的黄金尾矿颗粒40kg、氢氯化天然橡胶5kg、顺丁橡胶20kg、丁苯橡胶10kg、氢化松香30kg、C5石油树脂8kg。
本实施例中制备所述橡胶的方法，包括如下步骤：
(a)取选定量的天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、氢化松香和基础油混和，并在120℃的温度中混炼0.5h；
(b)随后加入选定量的所述黄金尾矿颗粒，并升温至220℃，保温0.5h；
(c)将上述物料挤压均匀并出料，冷却到40-50℃，即得。
实施例6制备橡胶
本实施例所述的含黄金尾矿橡胶组合物，包括如下重量份的组分：实施例3制得的黄金尾矿颗粒35kg、氯化天然橡胶8kg、顺丁橡胶15kg、丁苯橡胶15kg、氢化松香25kg、RX-80石油树脂15kg。
本实施例中制备所述橡胶的方法，包括如下步骤：
(a)取选定量的天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、氢化松香和基础油混和，并在110℃的温度中混炼1h；
(b)随后加入选定量的所述黄金尾矿颗粒，并升温至210℃，保温1h；
(c)将上述物料挤压均匀并出料，冷却到40-50℃，即得。
实验例
以上述实施例6中制得的橡胶材料，按照常规方法制得轮胎胎面，并按照现有技术常规方法对其性能进行检测，检测结果见下表2。
表2本发明所得橡胶材料的性能检测
从上表数据可知，本发明中利用改性处理后的黄金尾矿颗粒制得的橡胶材料，其性能优异，完全满足橡胶材料的应用标准。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种含黄金尾矿橡胶组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：黄金尾矿颗粒30-40重量份、天然橡胶5-10重量份、顺丁橡胶10-20重量份、丁苯橡胶10-20重量份、氢化松香20-30重量份、基础油树脂8-20重量份。
2.根据权利要求1所述的含黄金尾矿橡胶组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：黄金尾矿颗粒35重量份、天然橡胶8重量份、顺丁橡胶15重量份、丁苯橡胶15重量份、氢化松香25重量份、基础油树脂15重量份。
3.根据权利要求1或2所述的含黄金尾矿橡胶组合物，其特征在于，所述黄金尾矿颗粒为黄金尾矿按照如下步骤改性获得：
(1)取黄金尾矿过800-1250目筛，并加入磁选机筛除精铁矿；
(2)其余尾矿加水制浆后调pH至中性，备用；
(3)向所述尾矿浆液中加入助流剂进行改性处理；
(4)向所述改性处理后的尾矿浆液中加入偶联剂并混匀；
(5)将处理后的所述尾矿浆液过滤，取固体尾矿烘干，并利用机械研磨机研磨；
(6)将研磨后的尾矿颗粒于600-800℃高温煅烧处理，即得处理后的所需黄金尾矿颗粒。
4.根据权利要求3所述的含黄金尾矿橡胶组合物，其特征在于，所述步骤(3)中，所述助流剂为滑石粉，所述助流剂的加入量为所述尾矿的2-10wt％。
5.根据权利要求3或4所述的含黄金尾矿橡胶组合物，其特征在于，所述步骤(4)中，所述偶联剂为包括碳酸钙和钛酸酯偶联剂的复合偶联剂，所述偶联剂的加入了为所述尾矿量的3-5wt％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的含黄金尾矿橡胶组合物，其特征在于：
所述天然橡胶的天然橡胶为烟胶片、颗粒胶、氯化天然橡胶、氢氯化天然橡胶、环氧化天然橡胶、银菊胶中的至少一种；
所述基础油树脂为RX-80石油树脂或C5石油树脂。
7.权利要求1-6任一项所述的含黄金尾矿橡胶组合物用于制备橡胶的用途。
8.一种橡胶，其特征在于，由权利要求1-6任一项所述的含黄金尾矿橡胶组合物制得。
9.一种制备权利要求8所述橡胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)取选定量的天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、氢化松香和基础油混和，并在100-120℃的温度中混炼0.5-1h；
(b)随后加入选定量的所述黄金尾矿颗粒，并升温至200-220℃，保温0.5-1h；
(c)将上述物料挤压均匀并出料，冷却到40-50℃，即得。
10.根据权利要求9所述的制备所述橡胶的方法，其特征在于，还包括获得所述黄金尾矿颗粒的步骤，具体包括：
(1)取黄金尾矿过800-1250目筛，并加入磁选机筛除精铁矿；
(2)其余尾矿加水制浆后调pH至中性，备用；
(3)向所述尾矿浆液中加入助流剂进行改性处理；
(4)向所述改性处理后的尾矿浆液中加入偶联剂并混匀；
(5)将处理后的所述尾矿浆液过滤，取固体尾矿烘干，并利用机械研磨机研磨；
(6)将研磨后的尾矿颗粒于600-800℃高温煅烧处理，即得处理后的所需黄金尾矿颗粒。
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WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190226

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