CN110124850A

CN110124850A - 一种使用铅锌矿选矿尾矿制备重晶石粉的工艺

Info

Publication number: CN110124850A
Application number: CN201910541273.XA
Authority: CN
Inventors: 杨建文; 肖骏; 陈代雄; 刘兵; 何晋勇; 钟旭群; 韦炳强; 苏振华
Original assignee: Hunan Research Institute of Non Ferrous Metals
Current assignee: GUANGXI ZHONGJIN LINGNAN MINING Co.,Ltd.; Hunan Research Institute of Non Ferrous Metals
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2019-06-21
Publication date: 2019-08-16
Anticipated expiration: 2039-06-21
Also published as: CN110124850B

Abstract

本发明涉及了一种使用铅锌矿选矿尾矿制备重晶石粉的工艺，属于尾矿综合利用领域。具体方法为：铅锌选矿厂生产产出的浮选尾矿矿浆直接重选脱泥处理、浮选处理，浮选后的矿浆导入立式搅拌磨机中，控制磨矿产品粒径的搅拌磨机溢流部分引入至浮选柱中，通过充气浮选，浮选柱泡沫精矿产品进入陶瓷球磨机中加入稀酸擦洗、清水洗涤3~5次，烘干即可得到高品质重晶石粉，通过该方法制备所得的重晶石粉，BaSO₄含量≥98.4%，白度≥92%，完全满足涂料、油漆、化妆品、橡胶和国防军工等高端领域的需求。且本发明提出的工艺的处理成本和设备配置要求远低于国内外现有技术，工业上的应用前景更加广泛。

Description

一种使用铅锌矿选矿尾矿制备重晶石粉的工艺

技术领域

本发明涉及尾矿综合利用领域，具体提供了一种使用铅锌矿选矿尾矿制备高品位重晶石粉的工艺。

背景技术

尾矿是一种含有经济价值的“二次资源”，在铅锌矿山开采过程中，产生了大量的含有价矿物的尾矿，这些尾矿如直接排放，不仅造成了有价资源的浪费，同时由于大量的尾矿堆存致使尾矿库服务年限大幅度缩减，不利于矿山的长远发展，所以对铅锌尾矿进行二次综合回收具有重要的社会意义和经济价值。

重晶石是我国的优势资源，重晶石矿物经加工后获得的重晶石粉在目前工业生产中发挥着极其重要的作用，广泛应用于建筑、石油、化工、填料等各个工业领域，但当前我国普遍存在着产出的重晶石粉多为品质较低的钻井级重晶石粉，价值低，据统计，BaSO₄含量为90％左右的钻井级重晶石粉单价在200元/t～400元/t区间浮动。目前，品质较低的钻井级重晶石粉主要应用于石油化工等低附加值领域，如重晶石加重剂、含钡的化工产品等。而具有超细高白度重晶石粉体由于具有粒度微细、大比表面积、高白度等良好的性能，主要应用于涂料、油漆、橡胶和国防军工等高端领域。

目前，制备超细高白度重晶石粉体，一般包括粉体制备和粉体增白两个过程。重晶石原矿经常规破碎筛分、选矿、脱水、干燥和磨粉等工序即可实现粉体的制备，而制备超细高白度重晶石粉体的难点在于如何使粉体达到一定的白度要求。

化学增白是目前获得高白度重晶石粉的主要方法，是在重晶石粉体制备后进行的。目前应用较广的工艺有两种，一种工艺是焙烧和漂白：范巍全等人(范巍全等.高白度微细重晶石粉体的制造,矿产保护与利用,1993年第2期.)提出了重晶石矿粉碎及漂白生产工艺，是将重晶石矿经破碎、磨粉得到的＜15μm重晶石粉经焙烧及酸漂生产工艺，得到白度≥88.30％的重晶石粉，该工艺目前已在随州重晶石企业中实现工业化生产应用。但是，该工艺存在工艺复杂、技术指标不稳定和操作条件难以控制等问题；雷绍民等人(雷绍民等.重晶石提纯及表面改性研究，矿产保护与利用，2004年第4期.)将用硫酸提纯后的重晶石粉在850℃下煅烧2h，其白度可由88.19％提高到90.64％，在950℃煅烧2h后，其白度可达93.50％。但是，该方法能耗高、耗水量大，且酸性废水处理难度大。另一种工艺是氧化浸出：CN102616824A公开了一种超微细高白度活性重晶石粉的制备方法，是将325目重晶石粉体制浆并湿法超细磨矿至粒径小于10μm后过滤，烘干，而后在烘干后的超细重晶石粉体中加入硫酸、氢氟酸和草酸的混合溶液，进行搅拌氧化浸出反应处理后，经过滤、水洗、烘干，即得白度≥90％的超微细高白度活性重晶石粉体。但是，该工艺在氧化浸出过程中需要提高反应温度至70～90℃，控制工序操作难度大，危险性高、且反应时间长，需要特制的加温反应设备及操控系统，大幅提高了制备高白度活性重晶石粉的成本，反应所用氢氟酸价格高昂，含氟离子废水处理难度大，不利于工业化实施。

所以为了提高重晶石产品的档次，扩大产品的应用领域，开展高附加值利用、低能耗、低污染的高品质重晶石粉制备技术开发十分必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于回收我国铅锌选矿尾矿中的重晶石，同时实现高纯度、高粒径、高白度的重晶石粉的产出，大幅度地提高产品品级和产品价值。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种使用铅锌矿选矿尾矿制备重晶石粉的工艺，包括以下步骤：

S1、对待处理的铅锌浮选尾矿进行重选脱泥处理、浮选处理，获得浮选尾矿，备用；

S2、在浮选尾矿中加入浮选捕收剂，混合研磨2h～4h，控制研磨溢流中固相的粒径D90≤15μm；

S3、对研磨溢流再次浮选，获得浮选泡沫和浮选柱底流；

S4、在泡沫中加入稀酸，混合球磨，球磨产品经3～5次洗涤后过滤烘干，得纯度≥98.4％的重晶石粉。

优选的，S1中重选的设备可为螺旋溜槽或旋流器中的一种。

由于重晶石比重为4.2～4.5，远高于尾矿矿浆中以白云石、方解石、石英等脉石矿物的比重，经重选处理后的重选精矿中BaSO₄含量进一步提升，同时通过脱泥处理，降低了后续浮选柱富集的难度；

优选的，S1中浮选时加入硫浮选活化剂稀硫酸或硫酸铜、捕收剂戊黄药、起泡剂松醇油。

优选的，S1中浮选为充气浮选，浮选泡沫刮出后抛弃，浮选尾矿矿浆进行下一步处理。

优选的，S1中硫浮选活化剂稀硫酸或硫酸铜用量为100g/t-250g/t，捕收剂戊黄药用量为100g/t-200g/t，起泡剂松醇油用量为20g/t-40g/t，充气浮选时间为4-8min。

优选的，S2中加入浮选捕收剂为剂为不饱和脂肪酸类捕收剂。

优选的，所述不饱和脂肪酸类捕收剂为月桂酸、豆蔻酸、塔尔油中的一种或几种，用量为80g/t～120g/t。

优选的，所述不饱和脂肪酸类捕收剂为月桂酸、豆蔻酸、塔尔油中任意两种按1:1～3的混合的混合不饱和脂肪酸，用量为80g/t～120g/t。

优选的，S2中研磨所用的设备为立式搅拌磨磨机。

在步骤S2中，立式搅拌磨磨机通过磨介质运动而产生冲击、剪切、研磨作用使得步骤S1中获得的浮选尾矿中的重晶石矿物与其它脉石矿物充分解离，该步骤的解离为重晶石矿物与连生的脉石矿物充分解离，在解离过程中，加入浮选捕收剂为剂为不饱和脂肪酸类捕收剂，在水平搅拌磨矿过程中，捕收剂与矿浆中解离出的重晶石矿物单体发生化学吸附作用，使得大部分重晶石表面疏水。

优选的，S3中的浮选为充气浮选，获得浮选泡沫和浮选柱底流，浮选柱充气使用微泡发生器向柱体中充气，充气气量控制在0.01～0.04m³/h，同时控制浮选柱精矿泡沫层高度为25cm～40cm。

所述微泡浮选柱，其气枪口径小，泡沫尺寸稳定。浮选柱具有富集比高，不需要多次精选即可达到纯度高的重晶石精粉，本发明在重选-浮选过程中产出重晶石粉纯度高于传统的浮选工艺，更有利于后续的增白提纯，降低成本。

优选的，S4中的球磨设备为陶瓷球磨机，陶瓷球磨机内的磨球及衬板均为陶瓷制成。

优选的，S4中的球磨时间为2-3h，磨后粒径≤2.0μm。

优选的，S4中稀酸为稀盐酸、稀硝酸的一种或两种混合，酸浓度为质量分数15％～25％。

在步骤S4中，使用陶瓷球磨机处理步骤S4获得的泡沫精矿产品主要起到擦洗作用，通过陶瓷擦洗作用，对重晶石泡沫精矿产品中吸附的捕收剂起到解吸作用，同时擦洗过程中进一步降低重晶石精矿产品的粒径分布，暴露出重晶石精矿晶格中的Ca、Mg等碱金属杂质元素，此时加入对陶瓷球和衬板无腐蚀作用的稀硫酸和稀硝酸，将重晶石矿物晶格中的碱金属元素溶解，达到进一步提纯的效果，陶瓷球磨机产品通过纯水经3～5次洗涤，获得的料浆经过滤烘干后得到了高品质的重晶石粉。

本发明提供的处理方法明显优于现有的含重晶石硫化矿尾矿广泛采用的浮选处理工艺。常规的浮选工艺中通过添加油酸、水玻璃扩大重晶石与脉石矿物(如石英、方解石)可浮性的差异，使得疏水的重晶石矿物上浮，而亲水的脉石得到抑制而分离，该分离过程需要严格控制磨矿方式和磨矿产品的粒级，如磨矿细度不足，必然有大量的重晶石-脉石的连生物上浮，导致产出的重晶石粉纯度及白度均较低，磨矿细度过细时，入选物料中的泥质发生过粉碎，而常规的浮选机在充气浮选过程中，气泡大且充气量足，过粉碎的泥质吸附在大尺寸的气泡上发生夹带上浮，重晶石精矿中也会含有大量的脉石，导致重晶石精矿纯度和白度低，本发明通过重选预先脱泥，抛除部分泥质，在一定程度上预先避免了由于过粉碎导致的泡沫夹杂，同时在浮选过程中使用微泡浮选柱，其气枪口径小，泡沫尺寸稳定，进一步避免了泡沫夹杂的发生，浮选柱具有富集比高，不需要多次精选即可达到纯度高的重晶石精粉。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)相比于常规的含重晶石硫化矿尾矿采用的浮选工艺，本发明在重选-浮选过程中产出重晶石粉纯度高于传统的浮选工艺，更有利于后续的增白提纯，降低成本；

(2)第一段的搅拌磨矿过程，其目的主要为提高重晶石矿物与脉石矿物的解离；而对于重晶石晶格中由于类质同象作用嵌入的钙、镁等碱金属原子，需要在第二段使用陶瓷球磨机处理，同时加入以稀硫酸、稀硝酸为主的酸进行溶解作用，达到提纯增白的效果，该效果使用传统的浮选处理工艺无法实现；

(3)本发明获得的重晶石粉纯度达98.40％，白度达92％。大幅度地增加了铅锌尾矿的产品产出品级和产出价值，可广泛应用于涂料、油漆、化妆品、橡胶和国防军工等高端领域。

(4)本发明获得的重晶石粉不仅在纯度、白度达到了化工级用重晶石粉的要求，同时通过多次研磨、擦洗、酸纯化，大幅度地增大了重晶石粉的比表面积和粒度，能为制备耐磨性耐老化性及具有特殊硬度的新型橡胶材料提供新的技术参考。

(5)本发明提出的工艺的处理成本和设备配置要求远低于国内外常用的煅烧—浸出沉淀工艺，而且产品的基本性能更好，工业上的应用前景更加广泛。

附图说明

图1是本发明的实施例的工艺流程图。

具体实施方式

以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

广西某铅锌硫重晶石多金属矿是一个日采选2600t/d的大型铅锌选矿厂，其选矿工艺流程为铅优先浮选一铅尾矿活化浮选锌依次获得铅精矿和锌精矿，铅锌浮选尾矿未作处理直接输送排放至1km外尾矿坝中，由于该多金属矿中同时伴生有一定含量的重晶石，如不经回收直接排放，不仅造成了资源浪费，同时极大地增加了尾矿坝负担，降低了其服务年限。其生成锌尾矿化学多元素分析结果如表1所示。

表1铅锌尾矿化学多元素分析结果/％

组分	Pb	Zn	BaSO<sub>4</sub>	Fe	As	S
							含量	0.17	0.21	18.71	5.12	0.05	9.34
组分	SiO<sub>2</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	MgO	CaCO<sub>3</sub>	Na<sub>2</sub>O	K<sub>2</sub>O
							含量	2.49	0.76	13.17	42.79	0.34	0.19

根据附图1所示的工艺流程处理铅锌选矿尾矿，

(1)将铅锌尾矿使用旋流器重选脱泥处理，由于重晶石比重为4.2～4.5，远高于尾矿矿浆中以白云石、方解石、石英等脉石矿物的比重，经重选处理后的重选精矿中BaSO₄含量进一步提升，同时通过脱泥处理，降低了后续浮选柱富集的难度；

(2)重选精矿经脱硫浮选处理后的浮选尾矿矿浆含BaSO₄ 27.10％，矿浆浓度为21％，输送至立式搅拌磨中；

(3)立式搅拌磨磨矿处理时间为2.5h，控制磨矿溢流产品D90粒径为≤15μm；

(4)在立式搅拌磨中加入重晶石浮选捕收剂月桂酸，用量为120g/t；

(5)磨矿溢流输送至微泡旋流浮选柱中，浮选柱气枪充气量为0.4m³/h，浮选柱上层泡沫层厚度为20cm，通过机械刮板将泡沫层刮出，引流至陶瓷球磨机中；

(6)在陶瓷球磨机中加入按质量比1:1混合的、浓度为质量分数15％的稀盐酸与稀硝酸的混合酸，实际耗酸量为400g/t，球磨时间为2h；

(7)陶瓷球磨机出口出所得产品通过纯水经5次洗涤，获得的料浆经过滤烘干后得到了高品质的重晶石粉。

获得的高品质重晶石粉的分析结果如表2所示。

表2制备所得的重晶石粉分析结果

元素	BaSO<sub>4</sub>/％	SiO<sub>2</sub>/％	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/％	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/％	水溶盐/％	白度/％	比表面cm<sup>2</sup>/g	D90/μm
									含量	98.40	0.01	0.02	0.01	0.02	92	62145	1.89

制备所得到的高品质重晶石粉粒度分布为-1μm 52.1％、-2.5μm 90.5％、-5μm100％。

实施例2

浙江某铅锌浮选尾矿含BaSO₄ 24.10％，按如附图1所示的工艺处理该浮选尾矿

(1)将铅锌尾矿进行螺旋溜槽处理，溜槽尾矿直接抛除，溜槽精矿进入浮选机中浮选作业，浮选过程加入硫酸铜，用量为150g/t，丁黄药100g/t，松醇油15g/t，浮选机作业次数为3次，浮选机尾矿输送至立式搅拌磨中；

(2)立式搅拌磨磨矿处理时间为4.0h，控制磨矿溢流产品D90粒径为≤10μm；

(4)在立式搅拌磨中加入重晶石浮选捕收剂塔尔油，用量为800g/t；

(5)磨矿溢流输送至微泡旋流浮选柱中，浮选柱气枪充气量为0.6m³/h，浮选柱上层泡沫层厚度为30cm，通过机械刮板将泡沫层刮出，引流至陶瓷球磨机中；

(6)在陶瓷球磨机中加入按质量比1:1混合的、浓度为质量分数15％的稀盐酸与稀硝酸的混合酸，实际耗酸量为250g/t，球磨时间为3h；

(7)陶瓷球磨机出口出所得产品通过纯水经3次洗涤，获得的料浆经过滤烘干后得到了高品质的重晶石粉。

获得的高品质重晶石粉的分析结果如表3所示。

表3制备所得的重晶石粉分析结果

元素	BaSO<sub>4</sub>/％	SiO<sub>2</sub>/％	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/％	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/％	水溶盐/％	白度/％	比表面cm<sup>2</sup>/g	D90/μm
									含量	98.60	0.01	0.01	0.01	0.01	93.6	62145	1.40

制备所得到的高品质重晶石粉粒度分布为-1μm 61.8％、-2.5μm 92.5％、-5μm100％。

从实施例的结果来看，本发明获得的重晶石粉纯度≥98.4％，白度≥92％，粒径为1.40-1.89μm。完全满足涂料、油漆、化妆品、橡胶和国防军工等高端领域的需求。且本发明提出的工艺的处理成本和设备配置要求远低于国内外现有技术，工业上的应用前景更加广泛。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims

1.一种使用铅锌矿选矿尾矿制备重晶石粉的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S2、在浮选尾矿中加入浮选捕收剂，混合研磨2h~4h，控制研磨溢流中的固体粒径D90≤15μm；

S3、对研磨溢流再次浮选，获得浮选泡沫和浮选柱底流；

S4、在S3中获得的浮选泡沫中加入稀酸，混合球磨；球磨产品经3~5次洗涤后过滤烘干，得纯度≥98.4%的重晶石粉。

2.根据权利要求1所述的使用铅锌矿选矿尾矿制备重晶石粉的工艺，其特征在于，所述S1中浮选时加入硫浮选活化剂稀硫酸或硫酸铜、捕收剂戊黄药、起泡剂松醇油。

3.根据权利要求1所述的使用铅锌矿选矿尾矿制备重晶石粉的工艺，其特征在于，所述S1中硫浮选活化剂稀硫酸或硫酸铜用量为100g/t-250g/t，捕收剂戊黄药用量为100g/t-200g/t，起泡剂松醇油用量为20g/t-40g/t，充气浮选时间为4-8min。

4.根据权利要求1所述的使用铅锌矿选矿尾矿制备重晶石粉的工艺，其特征在于，所述S2中加入浮选捕收剂剂为不饱和脂肪酸类捕收剂。

5.根据权利要求4所述的使用铅锌矿选矿尾矿制备重晶石粉的工艺，其特征在于，所述不饱和脂肪酸类捕收剂为月桂酸、豆蔻酸、塔尔油中的一种或几种，用量为80g/t~120g/t。

6.根据权利要求4或5所述的使用铅锌矿选矿尾矿制备重晶石粉的工艺，其特征在于，所述不饱和脂肪酸类捕收剂为月桂酸、豆蔻酸、塔尔油中任意两种按1:1~3的比例混合的混合不饱和脂肪酸，用量为80g/t~120g/t。

7.根据权利要求1所述的使用铅锌矿选矿尾矿制备重晶石粉的工艺，其特征在于，所述S2中研磨所用设备为立式搅拌磨磨机。

8.根据权利要求1所述的使用铅锌矿选矿尾矿制备重晶石粉的工艺，其特征在于，所述S3中的浮选为充气浮选，获得浮选泡沫和浮选柱底流，浮选柱充气气量控制在0.01~0.04m³/h，同时控制浮选柱精矿泡沫层高度为25cm~40cm。

9.根据权利要求1所述的使用铅锌矿选矿尾矿制备重晶石粉的工艺，其特征在于，所述S4中的球磨设备为陶瓷球磨机，陶瓷球磨机内的磨球及衬板均为陶瓷制成。

10.根据权利要求1所述的使用铅锌矿选矿尾矿制备重晶石粉的工艺，其特征在于，所述S4中稀酸为稀盐酸、稀硝酸的一种或两种，酸浓度为质量分数15%~25%。