CN110142134B - 一种铁矿围岩综合利用的方法 - Google Patents
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Abstract
一种铁矿围岩综合利用的方法，包括如下步骤：将铁矿围岩破碎后送入干式磁选机或色选机进行除铁，除铁后的矿料分为含铁量较多的第一矿料和含铁量较少的第二矿料；将第二矿料进行球磨处理，调浆后依次给入弱磁选机和强磁选机除铁，除铁完成后脱泥，脱泥后将矿浆加入浮选机，调整矿浆pH，然后加入捕收剂，在浮选机中经过一次粗选和多次精选的反浮选操作得到第一石英精矿，然后后续处理得到SiO2品位依次递增、Fe2O3含量依次递减的第一石英精矿、第二石英精矿、第三石英精矿以及第四石英精矿，本生产工艺可深度开发和利用铁矿围岩，具有灵活性，显著提高了铁矿围岩的经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及围岩加工技术领域，具体涉及一种铁矿围岩综合利用的方法。
背景技术
中国是矿产资源大国，伴随产生的矿山废石和尾矿量巨大，这些固废不仅占用大量土地，而且污染土壤及江、河、湖、海等水体，影响农、林、牧、副、渔等生产，甚至影响人类的健康，近年来，随着钢铁工业的迅猛发展，铁矿产能不断提高，矿山剥采比逐年增大，剥离的含铁围岩量不断增加。
目前我国矿山剥离围岩的堆存量达数百亿吨，将铁矿围岩堆存在排土场，不但占用大量土地资源、破坏生态环境，而且每年都需要投入大量的资金进行维护治理，因此，铁矿围岩综合利用的开发和探索迫在眉睫。
公告号为CN104722396B的中国专利，其提供了一种含磁铁矿围岩综合利用方法，其工艺包括如下步骤为：(1)一段干式磁选，获得一段干式磁选粗精矿，抛出的一段干式磁选尾矿用作混凝土骨料；(2)二段干式磁选，获得二段干式磁选粗精矿，抛出的二段干式磁选尾矿也用作混凝土骨料；(3)高压辊磨-湿式粗粒磁选；(4)阶段湿式磨矿、磁选作业，其主要获得产率约70％、粒度50-0mm的混凝土骨料以及产率约8％、全铁品位≥63％、磁性铁回收率≥80％的铁精矿。而其它铁矿围岩的相关相关研发较少，因此，有必要对此进行多样化的开发，以增加其产品丰富性并提高经济价值。
铁矿围岩中石英是主要矿物，SiO2含量一般在60～90％，Fe2O3含量在2～15％，其它矿物成分有碳酸盐、绢云母，赤铁矿、褐铁矿，黄铁矿及钾钠长石等，氧化铁质和其它矿物成分与石英产生复杂的嵌布关系，因此造成提取回收困难，开发利用率低，而众所周知，石英精矿可加工制作成多种多样的产品，不同品位的石英精矿可满足不同产品生产加工的需要，而目前大部分的石英精矿均从石英原矿中提取，石英原矿的品位很高，一般SiO2含量大于98％，且杂质含量较少，Fe2O3含量在1％以下，提取容易，然而石英原矿为不可再生资源，难以满足日益增多的生产需要，因此，从铁矿围岩中高效提取石英精矿具有重要的实际生产意义以及很好的经济价值和环保价值。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种围岩的综合利用方法，以提高铁矿围岩的利用率，提高其经济价值。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种铁矿围岩综合利用的方法，包括如下步骤：
1)将铁矿围岩破碎至1～30mm后送入干式磁选机或色选机进行除铁，除铁后的矿料分为含铁量较多的第一矿料和含铁量较少的第二矿料；该操作可将尽可能多的铁矿物去除，因为颗粒越细，后期铁去除难度越大，为了避免磨矿后矿物颗粒变细，增加剔除难度，所以在不进行磨矿的条件下，首先进行除铁，一是简化了后期工艺，降低了后期处理成本；二是防止铁与石英嵌布复杂的矿物颗粒进入下一段工艺中，增加后续工艺处理难度。
2)将第二矿料进行球磨，磨矿细度为-200目50-80％，调整矿浆质量浓度为10～20％，然后依次给入弱磁选机和强磁选机除去强磁性和弱磁性矿物，除铁后矿浆中SiO2含量大于90％，Fe2O3含量小于1.5％；除铁完成后脱泥，脱泥可去除大部分的杂质；脱泥后调整矿浆浓度为30～35％，矿浆中SiO2含量大于93％，Fe2O3含量小于1％；
3)将经过步骤2)处理的矿浆加入浮选机，调整矿浆pH至2～3，然以加入捕收剂，在浮选机中经过一次粗选和多次精选的反浮选操作得到第一石英精矿，第一石英精矿中SiO2品位大于98％，Fe2O3含量小于0.2％；
进一步的，步骤1)中，用干式磁选机除铁时，干式磁选机的磁场强度大于0.2T。
进一步的，步骤2)中弱磁选机采用粗选操作，弱磁选机粗选时磁场强度为0.2T-0.5T，强磁选机依次采用粗选和扫选操作，其中粗选磁场强度为1.0～1.3T，扫选磁场强度为1.4～1.6T。
进一步的，步骤3)中，将经过步骤2)处理的矿浆加入浮选机，用硫酸调整使矿浆pH至2～3，然以加入胺类阳离子捕收剂，胺类阳离子捕收剂的加入量大于100g/t，在浮选机内经过一次粗选和多次精选的反浮选操作得到第一石英精矿。
进一步的，将经过步骤2)处理的矿浆加入浮选机，调整矿浆pH至2～3，然后加入捕收剂并在浮选机内进行一次粗选和多次精选的反浮选操作，继续加入活化剂和捕收剂并在浮选机内进行一次粗选和多次精选的反浮选操作后得到第二石英精矿，第二石英精矿中SiO2品位大于99.5％，Fe2O3含量小于0.05％。
进一步的，步骤3)中，将经过步骤2)处理的矿浆加入浮选机，用硫酸调整使矿浆pH至2～3，然后加入胺类阳离子捕收剂，胺类阳离子捕收剂的加入量大于100g/t，在浮选机内经过一次粗选和多次精选的反浮选操作；继续依次加入HF活化剂和胺类阳离子捕收剂，HF活化剂的加入量为200～2000g/t，胺类阳离子捕收剂的加入量为10～200g/t，然后在浮选机内经过一次粗选和多次精选的反浮选操作得到第二石英精矿。
进一步的，将第二石英精矿脱水处理后调成矿浆，将矿浆送入强磁选机中除铁后得到第三石英精矿，强磁选机的磁场强度为1.6T。第三石英精矿中SiO2品位大于99.5％，Fe2O3含量小于0.02％。
进一步的，将第三石英精矿加入混合酸中进行酸浸得到第四石英精矿，第四石英精矿中SiO2品位大于99.9％，Fe2O3含量小于0.008％。其中第三石英精矿与混合酸的质量比为(0.11～1.22):1，混合酸中盐酸的质量浓度为10～20％，HF的质量浓度为0.1～3％。
进一步的，所述第一矿料以及弱磁选机、强磁选机中选出来的矿料可用作提取铁精矿。
有益效果：本发明前期对铁矿围岩进行破碎处理，然后进行干式磁选或色选去除绝大部分铁，降低后期处理难度，且分离出来的含铁高的矿料可用来提取铁精矿，具有更好的经济价值。经过初步除铁的铁矿围岩，经球磨后，再进行弱磁和强磁除铁，除铁后利用脱泥去除细泥杂质，再利用反浮选去除其它杂质，然后活化长石并去除长石杂质，最终依次得到SiO2品位依次递增、Fe2O3含量依次递减的第一石英精矿、第二石英精矿、第三石英精矿以及第四石英精矿，从而构建一条生产线，可根据市场需要调整进而提供不同的产品，具有很好的灵活性。尤其值得说明的是，本发明充分开发铁矿围岩，其加工得到的第四石英精矿中SiO2品位大于99.9％，Fe2O3含量小于0.008％，在铁矿围岩各种成分嵌布关系复杂的情况下，提取出如此高质量的石英精矿属于极高的技术突破，具有很好的经济推广和应用价值。本发明所述的技术方案通过实验人员数以千次的实验和探索而获得，其流程架构、各步骤的参数设计均为最优选择，与最终达到的效果密不可分。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
本实施例所述的铁矿围岩综合利用方法，其包括如下步骤：
1)将铁矿围岩破碎至20mm后送入干式磁选机进行除铁，干式磁选机除铁时其磁场强度为0.5T，除铁后的矿料分为含铁量较多的第一矿料和含铁量较少的第二矿料；
2)将第二矿料进行球磨处理，使细度在-200目75％，调整矿浆质量浓度为15％，然后依次给入弱磁选机和强磁选机除铁。弱磁选采用一次粗选，粗选磁场强度大于0.2T；强磁选采用一次粗选和一次扫选，其中粗选磁场强度为1.2T，扫选磁场强度为1.5T。除铁后矿浆中SiO2含量为90.5％，Fe2O3含量为1.45％；除铁完成后脱泥，去除的细泥矿物大部分是磨矿中易碎的碳酸盐、绢云母、长石以及赤铁矿等，脱泥后调整矿浆浓度为32％，矿浆中SiO2含量为93.7％，Fe2O3含量为0.96％；
3)将经过步骤2)处理的矿浆加入浮选机，将经过步骤2)处理的矿浆加入浮选机，用硫酸调整使矿浆pH至2～3，然以加入胺类阳离子捕收剂，胺类阳离子捕收剂的加入量为120g/t，在浮选机内经过一次粗选和多次精选的反浮选操作得到第一石英精矿；第一石英精矿中SiO2品位为98.5％，Fe2O3含量为0.18％，第一石英精矿可用作低档过滤材料、建筑材料等。
实施例2
1)将铁矿围岩破碎至3mm后送入色选机进行除铁，色选机将白色石英颗粒定位目的矿物，其他颜色矿物为脉石矿物，除铁后的矿料分为含铁量较多的第一矿料和含铁量较少的第二矿料；
2)将第二矿料进行球磨处理，磨矿细度在-200目80％，调整矿浆质量浓度为20％，然后依次给入弱磁选机和强磁选机除铁，弱磁选采用一次粗选，粗选磁场强度大于0.2T；强磁选采用一次粗选和一次扫选，其中粗选磁场强度为1.3T，扫选磁场强度为1.6T，除铁后矿浆中SiO2含量为90.9％，Fe2O3含量为1.32％；除铁完成后再脱泥，去除的细泥矿物大部分是磨矿中易碎的碳酸盐、绢云母、长石以及赤铁矿等，脱泥后调整矿浆浓度为35％；脱泥后矿浆中SiO2含量为94.0％，Fe2O3含量为0.91％；
3)将经过步骤2)处理的矿浆加入浮选机，用硫酸调整矿浆pH至2～3，然以加入胺类阳离子捕收剂，胺类阳离子捕收剂的加入量为110g/t，在浮选机内经过一次粗选和多次精选的反浮选操作；继续依次加入HF活化剂和胺类阳离子捕收剂，HF活化剂的加入量为1000g/t，胺类阳离子捕收剂的加入量为150g/t，然后在浮选机内经过一次粗选和多次精选的反浮选操作得到第二石英精矿，第二石英精矿中SiO2品位为99.6％，Fe2O3含量为0.045％，可用作中低档玻璃原料；
实施例3
1)将铁矿围岩破碎至1mm后送入色选机进行除铁，色选机将白色石英颗粒定位目的矿物，其他颜色矿物为脉石矿物，除铁后的矿料分为含铁量较多的第一矿料和含铁量较少的第二矿料；
2)将第二矿料进行球磨处理，磨矿细度在-200目50％，调整质量浓度为10％，然后依次给入弱磁选机和强磁选机除铁，弱磁选采用一次粗选，磁场强度为0.3T；强磁选采用一次粗选和一次扫选，其中粗选磁场强度为1.0T，扫选磁场强度为1.4T，除铁后矿浆中SiO2含量为90.8％，Fe2O3含量为1.35％。除铁完成后脱泥，去除的细泥矿物大部分是磨矿中易碎的碳酸盐、绢云母、长石以及赤铁矿等，脱泥后调整矿浆浓度为30％；脱泥后矿浆中SiO2含量为93.8％，Fe2O3含量为0.94％；
3)将经过步骤2)处理的矿浆加入浮选机，用硫酸调整使矿浆pH至2～3，然以加入胺类阳离子捕收剂，胺类阳离子捕收剂的加入量为140g/t，在浮选机内经过一次粗选和多次精选的反浮选操作；继续加入HF活化剂和胺类阳离子捕收剂，HF活化剂的加入量为2000g/t，胺类阳离子捕收剂的加入量为200g/t，然后在浮选机内经过一次粗选和多次精选的反浮选操作得到第二石英精矿，将第二石英精矿脱水处理后调成矿浆，给入强磁选机中再次除铁后得到第三石英精矿；强磁选机的磁场强度为1.6T，第三石英精矿的SiO2品位为99.92％，Fe2O3含量为0.0075％，可用作高档玻璃原料及电子电工行业原料；
实施例4
1)将铁矿围岩破碎至30mm后送入干式磁选机进行除铁，其磁场强度大于0.2T，除铁后的矿料分为含铁量较多的第一矿料和含铁量较少的第二矿料；
2)将第二矿料进行球磨处理，磨矿细度在-200目60％，调整矿浆质量浓度为15％，然后依次给入弱磁选机和强磁选机除铁，弱磁选采用一次粗选，磁场强度为0.2T；强磁选采用一次粗选和一次扫选，其中粗选磁场强度为1.2T，扫选磁场强度为1.5T；除铁完成后脱泥，去除的细泥矿物大部分是磨矿中易碎的碳酸盐、绢云母、长石以及赤铁矿等，脱泥后调整矿浆浓度为32％；，脱泥后矿浆中SiO2含量为93.5％，Fe2O3含量为0.92％；
3)将经过步骤2)处理的矿浆加入浮选机，将经过步骤2)处理的矿浆加入浮选机，用硫酸调整使矿浆pH至2～3，然以加入胺类阳离子捕收剂，胺类阳离子捕收剂的加入量为150g/t，在浮选机内经过一次粗选和多次精选的反浮选操作；继续加入HF活化剂和胺类阳离子捕收剂，HF活化剂的加入量为800g/t，胺类阳离子捕收剂的加入量为150g/t，然后在浮选机内经过一次粗选和多次精选的反浮选操作得到第二石英精矿，将第二石英精矿脱水处理后调成矿浆，给入强磁选机中再次除铁后得到第三石英精矿，强磁选机的磁场强度为1.6T；将第三石英精矿加入混合酸中进行酸浸得到第四石英精矿，第三石英精矿与混合酸的质量比为1:1，混合酸中盐酸的质量浓度为15％，HF的质量浓度为2％，本实施例得到的第四石英精矿的SiO2品位为99.98％，Fe2O3含量为0.0065％，可用作高档玻璃原料及电子电工行业原料；
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种铁矿围岩综合利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将铁矿围岩破碎至1～30mm后送入干式磁选机或色选机进行除铁，除铁后的矿料分为含铁量较多的第一矿料和含铁量较少的第二矿料；用干式磁选机除铁时，磁场强度大于0.2T；
2)将第二矿料进行球磨处理得到矿浆，磨矿细度为-200目50-80％，调整矿浆质量浓度为10～20％；将矿浆依次给入弱磁选机和强磁选机除铁，除铁完成后脱泥，脱泥后调整矿浆浓度为30～35％；弱磁选采用一次粗选，粗选时磁场强度为0.2～0.5T；强磁选采用一次粗选和一次扫选，其中强磁选的粗选磁场强度为1.0～1.3T，扫选磁场强度为1.4～1.6T；
3)将经过步骤2)处理的矿浆加入浮选机，调整矿浆pH至2～3，然后加入捕收剂，在浮选机中经过一次粗选和多次精选的反浮选操作得到第一石英精矿。
2.根据权利要求1所述的铁矿围岩综合利用的方法，其特征在于，步骤3)中，将经过步骤2)处理的矿浆加入浮选机，用硫酸调整使矿浆pH至2～3，然后加入胺类阳离子捕收剂，胺类阳离子捕收剂的加入量大于100g/t，在浮选机内经过一次粗选和多次精选的反浮选操作得到第一石英精矿。
3.根据权利要求1所述的铁矿围岩综合利用的方法，其特征在于，步骤3)中，将经过步骤2)处理的矿浆加入浮选机，调整矿浆pH至2～3，然后加入捕收剂并在浮选机内进行一次粗选和多次精选的反浮选操作；继续加入活化剂和捕收剂并在浮选机内进行一次粗选和多次精选的反浮选操作后得到第二石英精矿。
4.根据权利要求3所述的铁矿围岩综合利用的方法，其特征在于，步骤3)中，将经过步骤2)处理的矿浆加入浮选机，用硫酸调整使矿浆pH至2～3，然后加入胺类阳离子捕收剂，胺类阳离子捕收剂的加入量大于100g/t，在浮选机内经过一次粗选和多次精选的反浮选操作；继续依次加入HF活化剂和胺类阳离子捕收剂，HF活化剂的加入量为200～2000g/t，胺类阳离子捕收剂的加入量为10～200g/t，然后在浮选机内经过一次粗选和多次精选的反浮选操作得到第二石英精矿。
5.根据权利要求4所述的铁矿围岩综合利用的方法，其特征在于，将第二石英精矿脱水处理后调成矿浆，将矿浆送入强磁选机中除铁后得到第三石英精矿，强磁选机的磁场强度为1.6T。
6.根据权利要求5所述的铁矿围岩综合利用的方法，其特征在于，将第三石英精矿加入混合酸中进行酸浸得到第四石英精矿，第三石英精矿与混合酸的质量比为(0.11～1.22):1，混合酸中盐酸的质量浓度为10～20％，HF的质量浓度为0.1～3％。
7.根据权利要求1所述的铁矿围岩综合利用的方法，其特征在于，所述第一矿料以及弱磁选机、强磁选机中选出来的矿料用作提取铁精矿。
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