CN110563444B

CN110563444B - 一种罗源红尾料的综合利用方法

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Publication number: CN110563444B
Application number: CN201910761820.5A
Authority: CN
Inventors: 朱祥辉
Original assignee: Fujian Desheng New Building Material Co ltd
Current assignee: Fujian Desheng New Building Material Co ltd
Priority date: 2019-08-19
Filing date: 2019-08-19
Publication date: 2022-04-15
Anticipated expiration: 2039-08-19
Also published as: CN110563444A

Abstract

本发明公开了一种罗源红尾料的综合利用方法，其包括：对开采尾料进行第一分级，得到矿石尾料和砂土料；对加工尾料进行第二分级，得到石材边角料和石材粉料；将砂土料进行第三分级，得到用于发泡陶瓷原料的水洗砂和水洗泥；将石材边角料、矿石尾料混合、破碎后，与石材粉料混合，粉碎，磁选、分级后得到精铁矿和用于发泡陶瓷或陶瓷砖生产的水洗长石和水洗土。本发明通过分级、破碎、磁选的手段的有序配合，使得罗源红加工尾料和开采尾料均得到了充分的利用，最大限度的利用了矿产自然资源。

Description

一种罗源红尾料的综合利用方法

技术领域

本发明涉及矿物废弃物利用领域，尤其涉及一种罗源红尾料的综合利用方法。

背景技术

罗源红是一种产自福建省福州市罗源县的花岗岩，其颜色鲜艳，装饰性能突出，被广泛的用作地铺、台面、雕刻、各种建筑和庭园石材的材料。在罗源红开采和加工的过程中，会产生大量的固体废弃物。如在开采的过程中，矿山表层有大量沙土，以及矿山与沙土结合的中间部也有大量低品位矿石，在开采的过程中往往被遗弃。同样，在罗源红的加工过程中，如切割、打磨、抛光的过程之中也会产生大量的废弃物。这些废弃物一般都堆积在矿山以及加工厂附近，不但占据了大量的土地，也会形成粉尘污染和水源污染，影响人们生活。因此，如何实现对这些罗源红尾料的综合利用是亟待解决的技术问题。

在现有技术中，中国专利CN108558359A公开了利用罗源红制备透水砖的技术方案，其采用80-100份的石材碎料、3-12份的粘结基料、3-12份的液体胶制备得到了烧结透水砖。其中，石材碎料可选用罗源红或罗源红尾矿。但该文献中所采用的罗源红尾矿多是罗源红加工过程之中产生的破碎料或锯切料等；未涉及对罗源红开采过程之中产生的固体废料应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种罗源红尾料的综合利用方法，其能有效提高罗源红尾料的资源利用率，实现罗源红尾料的高附加值、资源化利用。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种罗源红尾料的综合利用方法，其包括：

(1)提供加工尾料和开采尾料；

(2)对所述开采尾料进行第一分级，得到粒径＞30mm的矿石尾料和粒径≤30mm砂土料；

(3)对所述加工尾料进行第二分级，得到粒径＞10mm的石材边角料和粒径≤10mm的石材粉料；

(4)对所述砂土料进行第三分级，得到用于发泡陶瓷原料的水洗砂和水洗泥；

(5)将所述石材边角料和所述矿石尾料混合，得到第一混合物；

(6)对所述第一混合物进行破碎，并与所述石材粉料混合、粉碎，得到第二混合物；

(7)将所述第二混合物进行磁选，得到精铁矿和第三混合物；

(8)对所述第三混合物进行第四分级，得到用于发泡陶瓷或陶瓷砖生产的水洗长石和水洗土；

其中，所述水洗砂的粒径＞200μm，所述水洗泥的粒径≤200μm；

所述水洗长石的粒径＞200μm，所述水洗土的粒径≤200μm。

作为上述技术方案的改进，步骤(2)中，所述第一分级为干式筛分分级，筛下料的粒径为0.001～25mm；

所述第二分级为干式筛分分级，筛下料的粒径为0.001～5mm。

作为上述技术方案的改进，步骤(4)中，所述第三分级为旋流分级，其溢流粒度为200～500目；

步骤(8)中，所述第四分级为旋流分级，其溢流粒度为200～500目。

作为上述技术方案的改进，步骤(6)包括：

(6.1)对所述第一混合物进行粗碎，至第一混合物粒径为0.1～5mm；得到粗矿；

(6.2)将所述粗矿与所述石材粉料混合，得到第四混合物；

(6.3)将所述第四混合物进行细磨，至粒径为50～200μm；得到第二混合物。

作为上述技术方案的改进，步骤(8)包括：

(8.1)将所述第三混合物进行旋流分级，得到沉降的第一浆料和溢流的第二浆料；

(8.2)将所述第一浆料压滤得到水洗长石；

(8.3)将所述第二浆料离心甩干，得到水洗土。

作为上述技术方案的改进，还包括：

(9)按照配方将所述水洗砂、水洗泥、水洗长石、水洗土混合，并加入发泡剂和稳定剂；经球磨、喷雾干燥、布料、烧成后得到发泡陶瓷成品；

其中，所述配方按照重量份计由下述原料组成：

水洗土5～15份，水洗长石50～70份，水洗砂10～25份，水洗泥0.1～5份，发泡剂0.1～4份，稳定剂0.1～1份。

作为上述技术方案的改进，所述发泡剂选用碳化硅、碳粉、或陶瓷磨块回收料中的一种或多种；所述稳定剂选用二氧化锰。

作为上述技术方案的改进，所述水洗砂由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 75～78％，Al₂O₃ 6～8％，Fe₂O₃ 1～2％，CaO 0.05～0.1％，MgO 0.05～0.1％，K₂O 4～6％，Na₂O5～10％，LOI 0.5～2％；

所述水洗泥由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 45～50％，Al₂O₃ 32～36％，Fe₂O₃2～3％，CaO 0.01～0.1％，MgO 0.3～0.5％，K₂O 2～3％，Na₂O 0.3～0.8％，LOI 8～12％。

作为上述技术方案的改进，所述水洗长石由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 74～78％，Al₂O₃ 12～14％，Fe₂O₃ 0.3～0.6％，CaO 0.05～0.3％，MgO 0.05～0.3％，K₂O 6～11％，Na₂O 0.4～0.7％，LOI 0.5～1％；

所述水洗土由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 62～70％，Al₂O₃ 18～22％，Fe₂O₃1～1.5％，CaO 1.2～2％，MgO 0.05～0.5％，K₂O 4～5.5％，Na₂O 2～4％，LOI 2～6％。

实施本发明，具有如下有益效果：

1.本发明通过分级、破碎、磁选的手段的有序配合，使得罗源红加工尾料和开采尾料均得到了充分的利用，最大限度的利用了矿产自然资源。

2.本发明通过各种加工工序得到的产品，其原料纯度、稳定性和实用性都优于未加工的尾料，能更好的用作陶瓷砖、发泡陶瓷、钢铁厂的原料，实现了罗源红尾料的高附加值资源化利用。

附图说明

图1是本发明一种罗源红尾料的综合利用方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

参考图1，本发明提供了一种罗源红尾料的综合利用方法，其包括以下步骤：

S1：提供加工尾料和开采尾料；

其中，加工尾料是指矿石开采后，加工过程中所产生的废料，主要包括切割过程之中产生的边角料以及抛光、打磨过程之中产生的碎末料。

开采尾料主要指矿山表面的沙土以及沙土与矿石之间的接触部——低品位矿石。

S2：对开采尾料进行第一分级，得到矿石尾料和砂土料；

其中，第一分级可选用干式筛分、湿式筛分、螺旋分级或旋流分级；优选的，采用干式筛分。具体的，可采用振动筛、摇摆筛、滚筒筛进行干式筛分，优选的，采用摇摆筛进行第一分级；摇摆筛分级效率高，适用于有较大粒径差别的矿石尾料和砂土料的分离；且大孔径摇摆筛筛可采用较高强度的丝网，进而能够承受较大、较重的尾料。

具体的，筛分后，筛上料(矿石尾料)的粒径＞30mm，筛下料(砂土料)的粒径≤30mm。优选的，筛下料的粒径为0.001～25mm，进一步优选为0.01～15mm，较小粒径的筛下料(砂土料)更利于后期的分离步骤。

S3：对加工尾料进行第二分级，得到石材边角料和石材粉料；

其中，第二分级可选用干式筛分、湿式筛分、螺旋分级或旋流分级；优选的，采用干式筛分。具体的，可采用振动筛、摇摆筛、滚筒筛进行干式筛分，优选的，采用振动筛进行第二分级，由于加工尾料之中包含一些抛光打磨过程之中产生的碎末料，这些碎末料往往含有一定的水分，采用摇摆筛分级时，容易形成团聚，而采用振动筛则可有效的震碎团聚的碎末料，实现高效分离。同时，大孔径的振动筛的丝网强度较高，也能够承受粒径较大、较重的加工尾料。

具体的，筛分后，筛上料(石材边角料)的粒径＞10mm，筛下料(石材粉料)的粒径≤10mm，优选的，筛下料的粒径≤5mm，进一步优选为0.001～5mm，进一步优选为0.001～2mm。

需要说明的是：S2和S3不分先后次序。

S4：将砂土料进行第三分级，得到用于发泡陶瓷原料的水洗砂和水洗泥；

具体的，第三分级可选用湿法筛分、螺旋分级或旋流分级；优选的，选用旋流分级，其分级粒度精确，自动化程度高。

具体的，通过旋流分级，较大粒径的砂类离心沉降，从旋流器底流口排出；而较小颗粒的泥类随着液流从溢流管中排出。具体的，溢流粒度为300～500目。

通过溢流分级后，得到含有砂料的浆料和含有泥料的浆料，可采用压滤或离心的方式脱水，得到水洗砂和水洗泥成品。水洗砂和水洗泥均可用作发泡陶瓷的生产原料。

进一步的，所述水洗砂由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 75～78％，Al₂O₃ 6～8％，Fe₂O₃ 1～2％，CaO 0.05～0.1％，MgO 0.05～0.1％，K₂O 4～6％，Na₂O 5～10％，LOI0.5～2％；所述水洗泥由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 45～50％，Al₂O₃ 32～36％，Fe₂O₃ 2～3％，CaO 0.01～0.1％，MgO 0.3～0.5％，K₂O 2～3％，Na₂O 0.3～0.8％，LOI 8～12％。

S5：将石材边角料和矿石尾料混合，得到第一混合物；

通过将矿石尾料和石材边角料混合、均化，可实现矿石尾料的利用，提高资源利用率。

需要说明的是：S4和S5不分先后次序。

S6：破碎第一混合物；并与石材粉料混合，粉碎，得到第二混合物；

具体的，S6包括：

S61：对所述第一混合物进行粗碎，至第一混合物粒径为0.1～5mm，得到粗矿；

具体的，可采用颚式破碎机或圆锥破碎机对第一混合物进行破碎；优选的，采用圆锥破碎机进行粗碎。粗碎后，混合物的粒径为0.1～5mm，优选为0.1～2mm。

S62：将所述粗矿与所述石材粉料混合，得到第四混合物；

采用破碎+细磨的方式，可节省破碎过程需要的能量。

S63：将所述第四混合物进行细磨，至粒径为50～200μm，得到第二混合物；

其中，采用球磨机对所述第四混合物进行细磨；细磨后，第四混合物的粒径为50～200μm。

S7：将第二混合物进行磁选，得到精铁矿和第三混合物；

具体的，采用高梯度磁选装置对第二混合物(浆料)进行磁选，分离得到富铁含量的精铁矿和低铁含量的第三混合物；其中，精铁矿可用于钢铁厂生产原料。

S8：对第三混合物进行第四分级，得到水洗长石和水洗土；

其中，第四分级可选用湿法筛分、螺旋分级或旋流分级；优选的，选用旋流分级，其分级粒度精确，自动化程度高。

具体的，S8包括：

S81：对所述第三混合物进行旋流分级，得到沉降的第一浆料和溢流的第二浆料；

通过旋流分级，较大粒径的长石类离心沉降，从旋流器底流口排出第一浆料；而较小颗粒的土类随着液流从溢流管中排出，即第二浆料；其中，溢流粒度为300～500目。

S82：将第一浆料压滤得到水洗长石；

具体的，可采用压滤、离心等方式对第一浆料进行脱水；优选的，采用压滤的方式进行第一浆料脱水。具体的，采用板框压滤机进行压滤。板框压滤机规格大，适用于大批量的生产。由于在第一混合物中，长石类矿物占比较高，且长石类呈脊性，对水吸附作用弱，故采用板框压滤机进行生产。

S83：将所述第二浆料离心甩干，得到水洗土；

由于第二浆料中含有的多为粘土矿物，其对水的吸附作用强，通过压滤脱水，效率低，效果差。因此采用离心甩干的方式进行脱水。

优选的，所述水洗长石由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 74～78％，Al₂O₃ 12～14％，Fe₂O₃ 0.3～0.6％，CaO 0.05～0.3％，MgO 0.05～0.3％，K₂O 6～11％，Na₂O 0.4～0.7％，LOI 0.5～1％；所述水洗土由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 62～70％，Al₂O₃ 18～22％，Fe₂O₃ 1～1.5％，CaO 1.2～2％，MgO 0.05～0.5％，K₂O 4～5.5％，Na₂O 2～4％，LOI 2～6％。

通过破碎、分级、磁选，可有效均化、纯化水洗长石和水洗土；使得其可用作陶瓷砖以及发泡陶瓷的生产原料。

优选的，本发明中的罗源红尾料综合利用方法还包括以下步骤：

S9：按照配方将所述水洗砂、水洗泥、水洗长石、水洗土混合，并加入发泡剂和稳定剂；经球磨、喷雾干燥、布料、烧成后得到发泡陶瓷成品；

其中，所述配方按照重量份计由下述原料组成：

各原料组分重量份之和为100份。

通过本发明前序处理方法，可将罗源红尾料分为水洗土、水洗长石、水洗砂水洗泥，并将其完全应用于发泡陶瓷的生产过程之中，在发泡陶瓷的配方之中，水洗土、水洗长石、水洗砂和水洗泥的占比≥95％，实现了罗源红尾料的资源化、高附加值利用。

具体的，在上述配方之中，所述发泡剂选用碳化硅、碳粉、或陶瓷磨块回收料中的一种或多种；所述稳定剂选用二氧化锰。优选的，发泡剂选用碳化硅、稳定剂选用二氧化锰。

下面以具体实施例对本发明进行进一步说明：

实施例1

本实施例提供罗源红尾料的综合利用方法，包括下述步骤：

(1)提供加工尾料和开采尾料；

(2)采用摇摆筛对开采尾料进行筛分，得到粒径＞20mm的矿石尾料和粒径≤20mm的砂土料；

(3)采用振动筛对加工尾料进行筛分，得到粒径＞5mm的石材边角料和粒径≤5mm的石材粉料；

(4)将砂土料进行水力旋流分级，控制溢流粒度为250～300目，得到水洗泥和水洗砂；

(5)将石材边角料和矿石尾料混合，得到第一混合物；

(6)将第一混合物粗破至粒径为0.1～3mm，然后加入石材粉料，球磨至粒径为50～100μm；得到第二混合物；

(7)对第二混合物进行磁选，得到精铁矿和第三混合物；

(8)对第三混合物进行水力旋流分级，控制溢流粒度为300～400目，得到水洗长石和水洗土。

其中，水洗砂由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 76.2％，Al₂O₃ 7.2％，Fe₂O₃1.1％，CaO 0.05％，MgO 0.05％，K₂O 5.5％，Na₂O 8.8％，LOI 1.1％；

水洗泥由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 48.1％，Al₂O₃ 35.7％，Fe₂O₃ 2.5％，CaO 0.1％，MgO 0.4％，K₂O 2.8％，Na₂O 0.6％，LOI 9.8％。

水洗长石由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 74.8％，Al₂O₃ 12.8％，Fe₂O₃0.4％，CaO 0.2％，MgO 0.1％，K₂O 10.5％，Na₂O 0.4％，LOI 0.8％；

水洗土由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 65.2％，Al₂O₃ 20.7％，Fe₂O₃ 1.2％，CaO 1.3％，MgO 0.4％，K₂O 4.3％，Na₂O 2.1％，LOI 4.8％。

实施例2

本实施例提供一种发泡陶瓷，其采用实施例1得到的各种原料制成。

其配方为：

水洗土12.2份，水洗长石65份，水洗砂17份，水洗泥3份，发泡剂2份，稳定剂0.8份。

对得到的发泡陶瓷进行技术检测，其抗压强度为8.2MPa，体积密度为208kg/m³，导热系数为0.09W/m℃。

以上所述是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种罗源红尾料的综合利用方法，其特征在于，包括：

（1）提供加工尾料和开采尾料；

（2）对所述开采尾料进行第一分级，得到粒径＞30mm的矿石尾料和粒径≤30mm砂土料；

（3）对所述加工尾料进行第二分级，得到粒径＞10mm的石材边角料和粒径≤10mm的石材粉料；

（4）对所述砂土料进行第三分级，得到用于发泡陶瓷原料的水洗砂和水洗泥；

（5）将所述石材边角料和所述矿石尾料混合，得到第一混合物；

（6）对所述第一混合物进行破碎，并与所述石材粉料混合、粉碎，得到第二混合物；

（7）将所述第二混合物进行磁选，得到精铁矿和第三混合物；

（8）对所述第三混合物进行第四分级，得到用于发泡陶瓷或陶瓷砖生产的水洗长石和水洗土；

（9）按照配方将所述水洗砂、水洗泥、水洗长石、水洗土混合，并加入发泡剂和稳定剂，经球磨、喷雾干燥、布料、烧成后得到发泡陶瓷成品；

其中，所述发泡陶瓷成品以重量份的配方如下：

水洗土5~15份，水洗长石50~70份，水洗砂10~25份，水洗泥0.1~5份，发泡剂0.1~4份，稳定剂0.1~1份；

所述水洗砂由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 75~78%，Al₂O₃ 6~8%，Fe₂O₃ 1~2%，CaO0.05~0.1%，MgO 0.05~0.1%，K₂O 4~6%，Na₂O 5~10%，LOI 0.5~2%；

所述水洗泥由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 45~50%，Al₂O₃ 32~36%，Fe₂O₃ 2~3%，CaO 0.01~0.1%，MgO 0.3~0.5%，K₂O 2~3%，Na₂O 0.3~0.8%，LOI 8~12%；

所述水洗长石由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 74~78%，Al₂O₃12~14%，Fe₂O₃ 0.3~0.6%，CaO 0.05~0.3%，MgO 0.05~0.3%，K₂O 6~11%，Na₂O 0.4~0.7%，LOI 0.5~1%；

所述水洗土由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 62~70%，Al₂O₃ 18~22%，Fe₂O₃ 1~1.5%，CaO 1.2~2%，MgO 0.05~0.5%，K₂O 4~5.5%，Na₂O 2~4%，LOI 2~6%；

其中，所述水洗砂的粒径＞200 μm，所述水洗泥的粒径≤200 μm；

所述水洗长石的粒径＞200 μm，所述水洗土的粒径≤200 μm。

2.如权利要求1所述的罗源红尾料的综合利用方法，其特征在于，步骤（2）中，所述第一分级为干式筛分分级，筛下料的粒径为0.001~25 mm；

所述第二分级为干式筛分分级，筛下料的粒径为0.001~5 mm。

3.如权利要求2所述的罗源红尾料的综合利用方法，其特征在于，步骤（4）中，所述第三分级为旋流分级，其溢流粒度为200~500目；

步骤（8）中，所述第四分级为旋流分级，其溢流粒度为200~500目。

4.如权利要求1所述的罗源红尾料的综合利用方法，其特征在于，步骤（6）包括：

（6.1）对所述第一混合物进行粗碎，直至第一混合物粒径为0.1~5 mm，得到粗矿；

（6.2）将所述粗矿与所述石材粉料混合，得到第四混合物；

（6.3）将所述第四混合物进行细磨，直至粒径为50~200 μm，得到第二混合物。

5.如权利要求1所述的罗源红尾料的综合利用方法，其特征在于，步骤（8）包括：

（8.1）将所述第三混合物进行旋流分级，得到沉降的第一浆料和溢流的第二浆料；

（8.2）将所述第一浆料压滤，得到水洗长石；

（8.3）将所述第二浆料离心甩干，得到水洗土。

6.如权利要求1所述的罗源红尾料的综合利用方法，其特征在于，所述发泡剂选用碳化硅、碳粉、或陶瓷磨块回收料中的一种或多种；所述稳定剂选用二氧化锰。