CN110201791B - 含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法 - Google Patents

含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于尾矿资源综合利用技术领域，公开了一种含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法，步骤为：砂质高岭土尾矿经筛分后，粗粒产品磨矿、细粒产品经搅拌擦洗、分级、筛分、电磁浆料磁选机、湿式板式磁选机、立环高梯度磁选机、摇床、浮选机等磁选、重选、浮选联合选矿工艺，分选出云母粉、高岭土、电气石、碎片级云母、石英砂和磁性物尾矿等多种产品。本发明采用磁选、重选、浮选联合选矿流程，在获得高品质石英砂、电气石、云母等精矿的同时，还回收了残存的高岭土，选出的硅酸铁矿物可作为建材或水泥原材料，提高了高岭土尾矿二次资源的综合回收利用率，解决了二次资源浪费问题，取得了较高的经济和社会效益。

Description

含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法
技术领域
本发明涉及尾矿资源综合利用技术领域，具体地说，涉及一种含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法。
背景技术
高岭土是自然界中常见的非常重要的非金属矿物，广泛应用于陶瓷、造纸、涂料、颜料、玻璃、橡胶、塑料、化工、医药等领域。高岭土主要分硬质高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种，其中，砂质高岭土中不同程度地含有石英、长石、云母、电气石等有价矿物，同时伴生磁铁矿、钛铁矿、黄铁矿、植物纤维、有机泥炭等杂质。
砂质高岭土选矿提纯方式一般为：原矿-混匀-制浆-除植物纤维-分级除砂-磁选-漂白-压滤脱水-干燥成品。一般高岭土的选矿比为3-6，即3-6吨原矿产出1吨高岭土精矿，而大量的高岭土尾矿在实际生产中被堆存充填,用作低品质建筑砂或经粗加工选出低品质石英粗砂。我国是高岭土生产大国，高岭土矿产资源居世界前列，每年产出的软质高岭土和砂质高岭土尾矿占据大量宝贵的土地资源,造成有价矿物的严重浪费，即使粗加工选出部分产品，也同样不能达到二次资源充分综合利用的目的，同时易造成水质、土壤及大气的二次污染。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法,综合回收利用砂质高岭土尾矿中的电气石、白云母、石英砂矿物资源，实现尾矿零排放。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法，包括以下步骤：
S10尾矿筛分、磨矿：高岭土尾矿经低目数筛分设备进行筛分，筛上粗粒级矿料入磨矿设备进行磨矿，磨矿后的矿料与筛下细粒级矿料合并；
S20擦洗、分级、筛分：合并后的矿料进入擦洗机进行搅拌擦洗，使高岭土和石英砂分离，擦洗后的浆料通过水力旋流器分出沉砂和溢流轻产物，溢流轻产物进入高目数筛分设备进行筛分，筛上产物为云母粉，筛下产物为残存的高岭土；
S30电磁除铁：高目数筛分设备的筛下产物进入第一段磁选设备进行第一段磁选作业，第一段磁选作业所获得的磁性物进入尾矿沉淀池，第一段磁选作业所获得的非磁性物进入第二段磁选设备进行第二段磁选作业，所述第一段磁选设备、所述第二段磁选设备皆采用电磁浆料高梯度磁选机；第二段磁选作业所获得的磁性物进入尾矿沉淀池，第二段磁选作业所获得的非磁性物用于制取高岭土精矿；
S40磁选、重选：所述水力旋流器分出的沉砂进入第三段磁选设备进行第三段磁选作业，所述第三段磁选设备采用湿式板式磁选机，第三段磁选作业所获得的磁性物进入摇床进行重选作业，重选作业所获得的重产物为电气石精矿；
S50磁选除杂：第三段磁选作业所获得的非磁性物与重选作业所获得的轻产物合并进入第四段磁选设备进行第四段磁选作业，第四段磁选作业所获得的非磁性物进入第五段磁选设备进行第五段磁选作业，第四段磁选作业所获得的磁性物与第五段磁选作业所获得的磁性物合并进入第六段磁选设备进行第六段磁选作业，第六段磁选作业所获得的磁性物进入尾矿沉淀池；
S60反浮选：第五段磁选作业所获得的非磁性物进入第一浮选机进行第一段反浮选作业，第一段反浮选作业的泡沫产品为尾矿，槽底产品为高品质石英砂精矿；第六段磁选作业所获得的非磁性物进入第二浮选机进行第二段反浮选作业，第二段反浮选作业的泡沫产品为尾矿，槽底产品为中品质石英砂次精矿；
S70正浮选：第一段反浮选作业与第二段反浮选作业所获得的泡沫产品合并进入第三浮选机进行正浮选作业，分选出碎片级云母精矿和含铁尾矿。
以下是对本发明含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法进一步改进之处：
其中，所述S10步骤中，所述低目数筛分设备采用30目振动筛，所述磨矿设备采用球磨机。
其中，所述S20步骤中，所述高目数筛分设备采用325目高频振动筛。
其中，所述S30步骤中，所述电磁浆料高梯度磁选机的背景场强为1.3T，所述电磁浆料高梯度磁选机的磁介质采用高导磁不锈钢钢毛。
其中，所述S40步骤中，所述湿式板式磁选机的感应磁场强度为1.1T。
其中，所述S50步骤中，所述第四段磁选设备、所述第五段磁选设备、所述第六段磁选设备皆采用立环高梯度磁选机，所述立环高梯度磁选机的磁介质采用高导磁不锈钢钢棒；其中，第四段的立环高梯度磁选机的背景磁场强度为1.0T，第五段的立环高梯度磁选机的背景磁场强度为1.4T，第六段的立环高梯度磁选机的背景磁场强度为1.2T。
其中，所述S60步骤与所述S70步骤中，皆以碳酸钠作为矿浆调整剂，调pH值为8，脂肪酸作为云母捕收剂，淀粉作为铁矿物抑制剂。
其中，还包括S80浓缩脱水：第二段磁选作业所获得的非磁性物进入沉淀池沉淀，沉淀物经浓缩机浓缩，浓缩物经陶瓷过滤机脱水作业，得白度为68-75％的高岭土精矿；
通过高目数筛分设备获得的筛上云母粉，经浓缩机和板框压滤机作业，得纯度>90％的云母粉精矿。
其中，还包括S90沉淀脱水：重选作业所获得的电气石、第一段反浮选作业所获得的高品质石英砂精矿、第二段反浮选作业所获得的中品质石英砂精矿、正浮选作业所获得的碎片级云母精矿，分别经沉淀脱水作业，得纯度>90％的电气石精矿，SiO2含量>98％的高品质石英砂精矿，SiO2含量>94％的中品质石英砂精矿，纯度>90％的碎片级云母精矿；
第一段磁选作业的磁性物尾矿、第二段磁选作业的磁性物尾矿、正浮选作业所获得的含铁尾矿，合并后，经沉淀脱水作业，磁性物总尾矿产率为10-15％。
其中，还包括S100沉淀澄清：脱水作业脱出的水经沉淀澄清后，返回选厂循环利用。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果如下：
本发明的含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法，通过尾矿筛分、磨矿步骤，可以有效控制尾矿粒度；通过擦洗、分级、筛分步骤，可以使残存的高岭土与石英砂等矿物剥离，同时产出云母粉精矿；电磁除铁步骤中，利用两段电磁浆料高梯度磁选机，可选出高岭土精矿；磁选与重选步骤中，利用湿式板式磁选机、摇床，可选出高品质的电气石精矿；磁选除杂步骤中，通过三段磁选设备进行强磁选，可将硅酸铁等磁性矿物有效去除，为后续浮选作业创造条件，确保后续所选石英砂品质；反浮选步骤中，通过第一浮选机进行第一段反浮选作业，可选出高品质石英砂精矿，通过第二浮选机进行第二段反浮选作业，可选出中品质石英砂精矿；正浮选步骤中，通过第三浮选机进行正浮选作业，可选出碎片级云母精矿和含铁尾矿。
本发明采用磁选、重选、浮选联合选矿方式，在得到高品质的石英砂、电气石、云母等精矿产品的同时，还回收了残存的高岭土产品，磁选出的硅酸铁矿物可作为建材或水泥原材料，最大程度地提高了尾矿二次资源的综合回收利用率，实现了尾矿零排放，取得较高的经济和社会效益。
附图说明
图1是本发明的含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的非限制性说明。
如图1所示，本发明实施例的含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法，包括以下步骤：
S10尾矿筛分、磨矿：高岭土尾矿经低目数筛分设备进行筛分，筛上粗粒级矿料入磨矿设备进行磨矿，磨矿后的矿料与筛下细粒级矿料合并。其中，低目数筛分设备优选采用30目振动筛，磨矿设备优选采用球磨机。通过尾矿筛分、磨矿步骤，可以有效控制尾矿粒度。
S20擦洗、分级、筛分：合并后的矿料进入擦洗机进行搅拌擦洗，使高岭土和石英砂分离，擦洗后的浆料通过水力旋流器分出沉砂和溢流轻产物，溢流轻产物进入高目数筛分设备进行筛分，筛上产物为云母粉，筛下产物为残存的高岭土。其中，高目数筛分设备优选采用325目高频振动筛。
S30电磁除铁：高目数筛分设备的筛下产物进入第一段磁选设备进行第一段磁选作业，第一段磁选作业所获得的磁性物进入尾矿沉淀池，第一段磁选作业所获得的非磁性物进入第二段磁选设备进行第二段磁选作业，第二段磁选作业所获得的磁性物进入尾矿沉淀池，第二段磁选作业所获得的非磁性物用于制取高岭土精矿。其中，第一段磁选设备、第二段磁选设备皆采用电磁浆料高梯度磁选机，电磁浆料高梯度磁选机的背景场强优选为1.3T，电磁浆料高梯度磁选机的磁介质优选采用高导磁不锈钢钢毛，利于微细粒的高岭土选别过程中捕捉、去除弱磁性杂质。
S40磁选、重选：水力旋流器分出的沉砂进入第三段磁选设备进行第三段磁选作业，第三段磁选设备优选采用湿式板式磁选机，第三段磁选作业所获得的磁性物进入摇床进行重选作业，重选作业所获得的重产物为电气石精矿。其中，湿式板式磁选机的感应磁场强度优选为1.1T。
S50磁选除杂：第三段磁选作业所获得的非磁性物与重选作业所获得的轻产物合并进入第四段磁选设备进行第四段磁选作业，第四段磁选作业所获得的非磁性物进入第五段磁选设备进行第五段磁选作业，第四段磁选作业所获得的磁性物与第五段磁选作业所获得的磁性物合并进入第六段磁选设备进行第六段磁选作业，第六段磁选作业所获得的磁性物进入尾矿沉淀池。
其中，第四段磁选设备、第五段磁选设备、第六段磁选设备皆优选采用立环高梯度磁选机，立环高梯度磁选机的磁介质优选采用高导磁不锈钢钢棒，便于中粗颗粒的沉砂通过钢棒间隙，防止造成堵塞；其中，第四段的立环高梯度磁选机的背景磁场强度为1.0T，第五段的立环高梯度磁选机的背景磁场强度为1.4T，第六段的立环高梯度磁选机的背景磁场强度为1.2T。
沉砂经场强为1.1T的湿式板式磁选机选出电气石精矿，其磁尾经背景磁场强度为1.0T(感应场强为1.7T)的第四段立环高梯度磁选机一次除铁流程，第四段立环高梯度磁选机的磁尾再经背景磁场强度为1.4T(感应场强为2.3T)的第五段立环高梯度磁选机再次除铁流程。立环高梯度磁选机强磁除铁时不可避免地夹带部分石英砂到磁性尾矿中，故将第四段立环高梯度磁选机与第五段立环高梯度磁选机的磁尾合并，经背景磁场强度为1.2T(感应场强为2.0T)的第六段立环高梯度磁选机分选出被夹带的石英砂和磁性尾矿两种产品。
通过三段立环高梯度磁选机进行强磁选作业，保证了石英砂中强磁性硅酸铁矿物和钙质及铝硅酸盐的有效去除，为后续浮选作业创造了条件，确保后续所选石英砂的品质。
S60反浮选：第五段磁选作业所获得的非磁性物进入第一浮选机进行第一段反浮选作业，第一段反浮选作业的泡沫产品为尾矿，槽底产品为高品质石英砂精矿；
第六段磁选作业所获得的非磁性物进入第二浮选机进行第二段反浮选作业，第二段反浮选作业的泡沫产品为尾矿，槽底产品为中品质石英砂精矿。
反浮选作业时，优选方式为经过一次粗选、二次扫选流程。
S70正浮选：第一段反浮选作业与第二段反浮选作业所获得的泡沫产品合并进入第三浮选机进行正浮选作业，分选出碎片级云母精矿和含铁尾矿。
其中，S60反浮选与S70正浮选步骤中，皆以碳酸钠作为矿浆调整剂，调pH值为8，脂肪酸作为云母捕收剂，淀粉作为铁矿物抑制剂。
S80浓缩脱水：第二段磁选作业所获得的非磁性物进入沉淀池沉淀，沉淀物经浓缩机浓缩，浓缩物经陶瓷过滤机脱水作业，得白度为68-75％的高岭土精矿；
通过高目数筛分设备获得的筛上云母粉，经浓缩机和板框压滤机作业，得纯度>90％的云母粉精矿。
因高岭土、云母粉皆粒度细，难沉降，因此，浓缩后采用设备脱水方式。
S90沉淀脱水：重选作业所获得的电气石、第一段反浮选作业所获得的高品质石英砂精矿、第二段反浮选作业所获得的中品质石英砂精矿、正浮选作业所获得的碎片级云母精矿，分别经沉淀脱水作业，得纯度>90％的电气石精矿，SiO2含量>98％的高品质石英砂精矿，SiO2含量>94％的中品质石英砂精矿，纯度>90％的碎片级云母精矿。
第一段磁选作业的磁性物尾矿、第二段磁选作业的磁性物尾矿、正浮选作业所获得的含铁尾矿合并，经沉淀和脱水作业后，磁性物总尾矿可作为建筑用砂。
经以上各作业步骤后，各精矿合并总产率为85-90％，磁性物总尾矿产率为10-15％，实现了尾矿综合利用零排放的目标。
S100沉淀澄清：脱水作业脱出的水经沉淀澄清后，可以返回选厂循环利用，实现选矿用水零排放。
以上所述为本发明较佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分皆为本领域技术人员的公知技术，本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换均在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10尾矿筛分、磨矿：高岭土尾矿经低目数筛分设备进行筛分，筛上粗粒级矿料入磨矿设备进行磨矿，磨矿后的矿料与筛下细粒级矿料合并；
S20擦洗、分级、筛分：合并后的矿料进入擦洗机进行搅拌擦洗，使高岭土和石英砂分离，擦洗后的浆料通过水力旋流器分出沉砂和溢流轻产物，溢流轻产物进入高目数筛分设备进行筛分，筛上产物为云母粉，筛下产物为残存的高岭土；
S30电磁除铁：高目数筛分设备的筛下产物进入第一段磁选设备进行第一段磁选作业，第一段磁选作业所获得的磁性物进入尾矿沉淀池，第一段磁选作业所获得的非磁性物进入第二段磁选设备进行第二段磁选作业，所述第一段磁选设备、所述第二段磁选设备皆采用电磁浆料高梯度磁选机；第二段磁选作业所获得的磁性物进入尾矿沉淀池，第二段磁选作业所获得的非磁性物用于制取高岭土精矿；
S40磁选、重选：所述水力旋流器分出的沉砂进入第三段磁选设备进行第三段磁选作业，所述第三段磁选设备采用湿式板式磁选机，第三段磁选作业所获得的磁性物进入摇床进行重选作业，重选作业所获得的重产物为电气石精矿；
S50磁选除杂：第三段磁选作业所获得的非磁性物与重选作业所获得的轻产物合并进入第四段磁选设备进行第四段磁选作业，第四段磁选作业所获得的非磁性物进入第五段磁选设备进行第五段磁选作业，第四段磁选作业所获得的磁性物与第五段磁选作业所获得的磁性物合并进入第六段磁选设备进行第六段磁选作业，第六段磁选作业所获得的磁性物进入尾矿沉淀池；
S60反浮选：第五段磁选作业所获得的非磁性物进入第一浮选机进行第一段反浮选作业，第一段反浮选作业的泡沫产品为尾矿，槽底产品为高品质石英砂精矿；第六段磁选作业所获得的非磁性物进入第二浮选机进行第二段反浮选作业，第二段反浮选作业的泡沫产品为尾矿，槽底产品为中品质石英砂次精矿；
S70正浮选：第一段反浮选作业与第二段反浮选作业所获得的泡沫产品合并进入第三浮选机进行正浮选作业，分选出碎片级云母精矿和含铁尾矿。
2.如权利要求1所述的含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法，其特征在于，所述S10步骤中，所述低目数筛分设备采用30目振动筛，所述磨矿设备采用球磨机。
3.如权利要求1所述的含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法，其特征在于，所述S20步骤中，所述高目数筛分设备采用325目高频振动筛。
4.如权利要求1所述的含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法，其特征在于，所述S30步骤中，所述电磁浆料高梯度磁选机的背景场强为1.3T，所述电磁浆料高梯度磁选机的磁介质采用高导磁不锈钢钢毛。
5.如权利要求1所述的含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法，其特征在于，所述S40步骤中，所述湿式板式磁选机的感应磁场强度为1.1T。
6.如权利要求1所述的含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法，其特征在于，所述S50步骤中，所述第四段磁选设备、所述第五段磁选设备、所述第六段磁选设备皆采用立环高梯度磁选机，所述立环高梯度磁选机的磁介质采用高导磁不锈钢钢棒；其中，第四段的立环高梯度磁选机的背景磁场强度为1.0T，第五段的立环高梯度磁选机的背景磁场强度为1.4T，第六段的立环高梯度磁选机的背景磁场强度为1.2T。
7.如权利要求1所述的含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法，其特征在于，所述S60步骤与所述S70步骤中，皆以碳酸钠作为矿浆调整剂，调pH值为8，脂肪酸作为云母捕收剂，淀粉作为铁矿物抑制剂。
8.如权利要求1所述的含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法，其特征在于，还包括
S80浓缩脱水：第二段磁选作业所获得的非磁性物进入沉淀池沉淀，沉淀物经浓缩机浓缩，浓缩物经陶瓷过滤机脱水作业，得白度为68-75％的高岭土精矿；
通过高目数筛分设备获得的筛上云母粉，经浓缩机和板框压滤机作业，得纯度>90％的云母粉精矿。
9.如权利要求1所述的含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法，其特征在于，还包括
S90沉淀脱水：重选作业所获得的电气石、第一段反浮选作业所获得的高品质石英砂精矿、第二段反浮选作业所获得的中品质石英砂精矿、正浮选作业所获得的碎片级云母精矿，分别经沉淀脱水作业，得纯度>90％的电气石精矿，SiO2含量>98％的高品质石英砂精矿，SiO2含量>94％的中品质石英砂精矿，纯度>90％的碎片级云母精矿；
第一段磁选作业的磁性物尾矿、第二段磁选作业的磁性物尾矿、正浮选作业所获得的含铁尾矿，合并后，经沉淀脱水作业，磁性物总尾矿产率为10-15％。
10.如权利要求8或9所述的含电气石、白云母、石英砂的砂质高岭土尾矿综合利用方法，其特征在于，还包括
S100沉淀澄清：脱水作业脱出的水经沉淀澄清后，返回选厂循环利用。
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