CN110743697B - 一种从混合矿中回收针状硅灰石的精选方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于非金属矿矿物加工技术领域，具体涉及一种从混合矿中回收针状硅灰石的精选方法。本发明利用针状硅灰石与其他多象体及脉石矿物的粉碎特性及粒型差异，选择特征施力方式的粉碎设备粉碎混合硅灰石矿，在保护其针状结构的同时扩大粒形差异，再将粉碎产品进行精确控制筛分，从而将针状硅灰石有效分离，能够有效地提高针状硅灰石的回收率。

Description

一种从混合矿中回收针状硅灰石的精选方法

技术领域

本发明属于非金属矿矿物加工技术领域，具体涉及一种从混合矿中回收针状硅灰石的精选方法。

背景技术

硅灰石是一种单链硅酸盐矿物，通常呈针状、片状、放射状或纤维状集合体，具有良好的介电性能、很高的白度、较高的耐热及耐候性能，广泛地应用于陶瓷、冶金、造纸、塑料、涂料等领域。自然界中纯硅灰石罕见，常伴生有石英、方解石、透辉石、石榴子石等矿物，需要经过选矿提纯才能获得纯度高、杂质少的硅灰石精矿；除此之外，由于形成条件的不同，硅灰石具有三种同质多象体，包括三斜链状结构的Tc型硅灰石，通称低温三斜硅灰石(α-CaSiO3)；单斜链状结构的ZM型副硅灰石，通称副硅灰石(α′-CaSiO3)；三斜三元环状结构的假硅灰石，通称假硅灰石(β-CaSiO3)。其中Tc型硅灰石具有独特的针状结构，可用于生产高附加值的硅灰石针状粉体，是三种同质多象体中价值最高的一种。

自然成因的硅灰石矿，多为三种同质多象体夹杂的矿石类型，且多象体间嵌布关系复杂，除此之外伴生有石英方解石等脉石矿物。目前硅灰石的选矿工艺有手选、光电选、磁电选、浮选和联合选等，其中手选和光电选应用最广泛，而该两种工艺的分选粒度较粗，且富集比较低，尚不能很好地从多象体混杂的硅灰石混合矿中回收Tc型硅灰石(针状硅灰石)，造成资源浪费，不利于实现资源的高效利用。

发明内容

针状硅灰石性脆易粉碎，且能够通过选择合理的粉碎方式使之独特的针状结构得以保存；硅灰石混合矿的粉碎产品中针状硅灰石长条形，与其他多象体及脉石矿物的差异明显，根据筛分理论，颗粒透筛是一种概率行为，一般而言，粒径相比筛网孔径越小越容易透筛，相反粒径越接近筛网孔径透筛概率越小，粒径大于筛孔则不能透筛，长条形的针状硅灰石在不同方向上的“粒径”相差甚远，对于确定筛孔尺寸的筛网，其可以是易透筛颗粒，也可以是难透筛颗粒，还可以是不透筛颗粒，利用这一原理，通过合理地控制筛分设备结构及筛分方式即可实现针状硅灰石与其他颗粒的有效分离。

本发明提出了一种基于特性粉碎及筛分控制的精选方法，能够有效地提高针状硅灰石的回收率，基本原理是利用针状硅灰石与其他多象体及脉石矿物的粉碎特性及粒型差异，选择特征施力方式的粉碎设备粉碎混合硅灰石矿，在保护其针状结构的同时扩大粒形差异，再将粉碎产品进行精确控制筛分，从而将针状硅灰石有效分离。

本发明的技术方案为：

一种从混合矿中回收针状硅灰石的精选方法，其工艺流程图如附图1所示，包括以下步骤：

(1)将大块原料硅灰石破碎成粒径不超过200mm的碎块，拣选剔除脉石矿物获得硅灰石混合粗精矿；

(2)将步骤(1)中的硅灰石混合粗精矿粉碎成最大粒径为5～20mm的碎料；

(3)将步骤(2)中的碎料投入圆孔或方孔筛网的筛分设备进行筛分，获得筛上物1和筛下物1；

(4)将步骤(3)中的筛上物1投入矩形孔筛网或条形筛网的筛分设备进行精细筛分，所述矩形孔筛网的短径或条形筛网的条缝小于或等于步骤(3)中所述圆孔或方孔筛网的孔径，所述矩形孔筛网的长径为短径的2～8倍；获得的筛下物2即为针状硅灰石，筛上物2则返回步骤(2)中再次粉碎；

(5)将步骤(3)中筛下物1重复步骤(3)，重复步骤减小圆孔或方孔筛网的筛孔尺寸，获得筛上物3和筛下物3，筛上物3重复步骤(4)，获得筛上物4和筛下物4，其中筛下物4为针状硅灰石，筛上物4则返回步骤(2)中再次粉碎；

(6)将步骤(5)中的筛下物3重复步骤(5)，获得不同粒径的针状硅灰石，当返回步骤(2)的筛上物的最大粒径小于或等于粉碎设备的排料粒径时，不再返回，且筛上物作为其他硅灰石产品；

(7)当所获的针状硅灰石粒径达到针状硅灰石产品粒径下限时，或重复步骤减小圆孔或方孔筛网的筛孔尺寸至0.15mm时，结束筛分，此时的筛下物作为其他硅灰石产品；

(8)将所获得的不同粒径的针状硅灰石单独加工或混合一起成为针状硅灰石精矿。

进一步地，步骤(1)中所述大块原料硅灰石的粒径不大于500mm。

进一步地，步骤(3)中所述圆孔或方孔筛网的孔径为0.15～10mm。

进一步地，步骤(5)中所述减小圆孔或方孔筛网的筛孔尺寸是指减小至上一步圆孔或方孔筛网的筛孔尺寸的0.5～0.8倍。

进一步地，步骤(3)中所述筛分是指将粒径小于圆孔或方孔筛网孔径的碎料筛出率达到75％以上；步骤(4)中所述精细筛分是指将能通过矩形孔筛网或条形筛网的长条形颗粒筛出率达到90％以上。

进一步地，所述筛分设备的筛网运动方式为圆运动或椭圆运动。

进一步地，所述破碎或粉碎采用冲击式破碎机、反击式破碎机或者颚式破碎机。

进一步地，所述破碎、粉碎和筛分为干法或湿法作业，若为湿法作业，应当将所得的针状硅灰石精矿和其他硅灰石产品烘干。

本发明的有益效果如下：

1.利用剪切力粉碎的优势，保护针状硅灰石独特结构的同时扩大其与同质多象体或脉石矿物的粒形差异；

2.根据粒形差异，通过控制筛分回收独特的针状硅灰石，不产生废水废气等污染物；

3.有效地从硅灰石混合矿中回收针状硅灰石，能够显著提升混合硅灰石矿的附加值。

附图说明

图1-本发明从混合矿中回收针状硅灰石的精选方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

实施例1

某硅灰石混合矿1，原矿中的矿物包括硅灰石、方解石、石英及透辉石、符山石等，其中硅灰石以Tc型硅灰石和ZM副硅灰石为主，假硅灰石少量。原矿最大块粒径小于400mm，且约80％的矿块粒径在250～450mm，含水量约3.5％。

从该硅灰石混合矿1中回收针状硅灰石的精选方法，包括以下步骤：

(1)原矿投入一台反击式破碎机1，破碎后的小块最大粒径约为100mm，通过人工拣选剔除了大部分的方解石、石英等脉石，获得硅灰石混合粗精矿；

(2)将硅灰石混合粗精矿投入反击式破碎机2粉碎成碎料，碎料的最大粒径为20mm；

(3)碎料再投入孔径为10mm的方孔筛网圆振动筛，控制筛分使硅灰石混合粗精矿碎料快速地通过振动筛，获得筛上物1和筛下物1；

(4)筛上物1投入筛孔尺寸为10×20mm的矩形孔筛网圆振动筛，延长筛分时间获得筛上物2和筛下物2，筛下物2为针状硅灰石，筛上物2返回投入反击式破碎机2；

(5)筛下物1投入孔径为8mm的方孔筛网圆振动筛，经快速筛分，获得筛上物3和筛下物3；

(6)筛上物3投入筛孔尺寸为8×16mm的矩形孔筛网圆振动筛，延长筛分时间获得筛上物4和筛下物4，筛下物4为针状硅灰石，筛上物4则返回投入冲击式破碎机；

(7)依次循环，从第三次起的方孔筛网的孔径分别为6.0mm、4.5mm、3.0mm、2.0mm和1.0mm，矩形孔筛网的筛孔尺寸分别为6×15mm、4.5×15mm、3×12mm、2×10mm和1×6mm；因第三次返回破碎的筛上物的最大粒径小于反击式破碎机2的排料粒径12mm，故从第三次起停止返回，每次返回的筛上物与最后的筛下物合并作为其他硅灰石产品；

(8)所得的各粒径针状硅灰石合并一起投入磨机加工成纤维功能粉体。

实施例2

某硅灰石混合矿2，原矿中的矿物包括硅灰石、石英，方解石等矿物少量，其中硅灰石以Tc型硅灰石和ZM副硅灰石为主，假硅灰石少量，针状硅灰石的矿物重量约占原矿重量的30％。原矿最大块粒径小于350mm，且约90％的矿块粒径在200～350mm，含水量约3.0％。

从该硅灰石混合矿2中回收针状硅灰石的精选方法，包括以下步骤：

(1)原矿投入一台颚式破碎机，破碎后的小块最大粒径约为125mm，通过人工拣选剔除了大部分的石英等脉石，获得硅灰石混合粗精矿；

(2)将硅灰石混合粗精矿投入反击式破碎机粉碎成碎料，碎料的最大粒径为10mm；

(3)碎料再投入孔径为5mm的方孔筛网圆振动筛，控制筛分使硅灰石混合粗精矿碎料快速地通过振动筛，获得筛上物1和筛下物1；

(4)筛上物1投入筛孔尺寸为5×12mm的矩形孔筛网圆振动筛，延长筛分时间获得筛上物2和筛下物2，筛下物2为针状硅灰石，筛上物2返回投入反击式破碎机；

(5)筛下物1投入孔径为3.5mm的方孔筛网圆振动筛，经快速筛分，获得筛上物3和筛下物3；

(6)筛上物3投入筛孔尺寸为3.5×10mm的矩形孔筛网圆振动筛，延长筛分时间获得筛上物4和筛下物4，筛下物4为针状硅灰石，筛上物4的最大块粒经小于反击式破碎机的排料粒径8mm，此时的筛上物4作为其他硅灰石产品；

(7)依次循环，从第三次起的方孔筛网的孔径分别为2.5mm、2.0mm、1.0mm、0.7mm、0.5mm、0.35mm、0.25mm和0.15mm，矩形孔筛网的筛孔尺寸分别为2.5×10mm、1×5mm、0.7×5mm、0.5×3mm、0.35×2mm、0.25×2mm和0.15×1.2mm；最后的筛下物作为其他硅灰石产品；

(8)将所得的各粒径针状硅灰石分别包装成为产品，总重量约占所消耗的原矿重量的20％，回收率约67％。

实施例3

某硅灰石混合矿3，原矿中的矿物包括硅灰石、方解石，其他脉石矿物少量，其中硅灰石包括Tc型硅灰石和ZM副硅灰石，原矿最大块粒径小于300mm，且约90％的矿块粒径在150～300mm，含水量约2.0％。

从该硅灰石混合矿3中回收针状硅灰石的精选方法，包括以下步骤：

(1)原矿投入一台反击式破碎机1，破碎后的小块最大粒径约为75mm，通过人工拣选剔除了大部分的石英等脉石，获得硅灰石混合粗精矿；

(2)将硅灰石混合粗精矿投入反击式破碎机2粉碎成碎料，碎料的最大粒径为5mm；

(3)碎料再投入孔径为2.5mm的方孔筛网圆振动筛，控制筛分使硅灰石混合粗精矿碎料快速地通过振动筛，获得筛上物1和筛下物1；

(4)筛上物1投入条缝为2.5mm的条形筛网圆振动筛，延长筛分时间获得筛上物2和筛下物2，筛下物2为针状硅灰石，筛上物2返回投入反击式破碎机2；

(5)筛下物1投入孔径为2mm的方孔筛网圆振动筛，经快速筛分，获得筛上物3和筛下物3；

(6)筛上物3投入条缝为2mm的条形筛网圆振动筛，延长筛分时间获得筛上物4和筛下物4，筛下物4为针状硅灰石，筛上物4的最大块粒经小于反击式破碎机的排料粒径3.5mm，此时的筛上物4作为其他硅灰石产品；

(7)依次循环，从第三次起的方孔筛网的孔径分别为1.5mm、1.0mm、0.7mm、0.5mm、0.35mm、0.25mm和0.15mm，条形筛网的条缝分别为1.5mm、1.0mm、0.7mm、0.5mm、0.35mm、0.25mm和0.15mm；最后的筛下物作为其他硅灰石产品；

(8)将所得的粒径大于0.35mm的针状硅灰石合并加工为塑料填料，粒径小于0.35mm的针状硅灰石用作建材。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种从混合矿中回收针状硅灰石的精选方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将大块原料硅灰石破碎成粒径不超过200mm的碎块，拣选剔除脉石矿物获得硅灰石混合粗精矿；

（2）将步骤（1）中的硅灰石混合粗精矿粉碎成最大粒径为5~20mm的碎料；

（3）将步骤（2）中的碎料投入圆孔或方孔筛网的筛分设备进行筛分，获得筛上物1和筛下物1；步骤（3）中所述圆孔或方孔筛网的孔径为0.15～10mm；

（4）将步骤（3）中的筛上物1投入矩形孔筛网或条形筛网的筛分设备进行精细筛分，所述矩形孔筛网的短径或条形筛网的条缝小于或等于步骤（3）中所述圆孔或方孔筛网的孔径，所述矩形孔筛网的长径为短径的2～8倍；获得的筛下物2即为针状硅灰石，筛上物2则返回步骤（2）中再次粉碎；

（5）将步骤（3）中筛下物1重复步骤（3），重复步骤减小圆孔或方孔筛网的筛孔尺寸，获得筛上物3和筛下物3，筛上物3重复步骤（4），获得筛上物4和筛下物4，其中筛下物4为针状硅灰石，筛上物4则返回步骤（2）中再次粉碎；步骤（5）中所述减小圆孔或方孔筛网的筛孔尺寸是指减小至上一步圆孔或方孔筛网的筛孔尺寸的0.5~0.8倍；

（6）将步骤（5）中的筛下物3重复步骤（5），获得不同粒径的针状硅灰石，当返回步骤（2）的筛上物的最大粒径小于或等于粉碎设备的排料粒径时，不再返回，且筛上物作为其他硅灰石产品；

（7）当所获的针状硅灰石粒径达到针状硅灰石产品粒径下限时，或重复步骤减小圆孔或方孔筛网的筛孔尺寸至0.15 mm时，结束筛分，此时的筛下物作为其他硅灰石产品；

（8）将所获得的不同粒径的针状硅灰石单独加工或混合一起成为针状硅灰石精矿；

步骤（3）中所述筛分是指将粒径小于圆孔或方孔筛网孔径的碎料筛出率达到75 %以上；步骤（4）中所述精细筛分是指将能通过矩形孔筛网或条形筛网的长条形颗粒筛出率达到90 %以上。

2.根据权利要求1所述的一种从混合矿中回收针状硅灰石的精选方法，其特征在于，步骤（1）中所述大块原料硅灰石的粒径不大于500mm。

3.根据权利要求1所述的一种从混合矿中回收针状硅灰石的精选方法，其特征在于，所述筛分设备的筛网运动方式为圆运动或椭圆运动。

4.根据权利要求1所述的一种从混合矿中回收针状硅灰石的精选方法，其特征在于，所述破碎或粉碎采用冲击式破碎机、反击式破碎机或者颚式破碎机。

5.根据权利要求1所述的一种从混合矿中回收针状硅灰石的精选方法，其特征在于，所述破碎、粉碎和筛分为干法或湿法作业，若为湿法作业，应当将所得的针状硅灰石精矿和其他硅灰石产品烘干。

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