CN112264183A - 一种高硫铜尾矿的资源化处理方法及其产品和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高硫铜尾矿的资源化处理方法及其产品和应用，涉及尾矿资源化处理技术领域。该高硫铜尾矿的资源化处理方法，通过将高硫铜尾矿进行脱硫处理后，得到硫精矿和尾矿矿浆A，然后将尾矿矿浆A进行处理，得到建筑砂和尾矿矿浆B，再将尾矿矿浆B进行处理，得到水泥活性混合材；该处理方法在规避高硫、细粒级、高水分难利用铜尾矿中含硫组分对下游资源化利用产品的不利影响的同时，实现了高硫铜尾矿的全组分高效回收利用，在解决尾矿处置难题的同时，有效缓解了建筑砂石、水泥行业原料供应压力；同时，高硫铜尾矿的资源化处理方法无二次废物产生，适合于工业上生产。

Description

一种高硫铜尾矿的资源化处理方法及其产品和应用
技术领域
本发明属于尾矿资源化处理技术领域，具体涉及一种高硫铜尾矿的资源化处理方法及其产品和应用。
背景技术
我国铜矿品位整体偏低，因此铜尾矿产量巨大。2018年我国铜尾矿产量约为3.02亿吨，其产量仅次于铁尾矿，是我国年产量第二大的尾矿。2018年我国尾矿的平均综合利用率为27.69%，其中铜尾矿的综合利用率仅为15%。因大部分铜尾矿具有组分复杂、粒级较细等特性，其大规模减量化综合利用难度大。
高硫铜尾矿是铜尾矿中较为典型的一种，其主要特点是硫化物含量较高、细粒尾砂比例较大和组分复杂等，故实现这种细粒级、含硫、惰性、高水分铜尾矿的大规模全组分资源化利用是本领域的一大难题。
有鉴于此，特提出本发明以解决上述技术问题中的至少一个。
中国发明专利公开号CN102786240A公开了一种利用铜尾矿制备水泥的尾矿资源化处理方法，混合含水率为50%的铜浮选尾矿和固化剂，混合质量比为3∶7，固化剂由水泥熟料、硫酸钙和外加添加剂按质量比80~90∶3~12∶7~8混合，所用添加剂为硫酸铝、硫酸铁和高岭土按任意配比组成，机械混合尾矿和固化剂8~10min。混合后的固化块前体在养护湿度为95%，温度为25±1℃的条件下养护。该方法是用铜尾矿作为原料添加固化剂制备水泥，并非是对高硫铜尾矿的全组分资源化利用。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，该资源化处理方法实现了高硫铜尾矿的全组分高效回收利用，在解决尾矿处置难题的同时，有效缓解了建筑砂石、水泥行业原料供应压力。
本发明的第二目的在于提供上述高硫铜尾矿的资源化处理方法制得的产品。
本发明的第三目的在于提供上述采用高硫铜尾矿的资源化处理方法制得的产品的应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：本发明的技术方案是：
一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，包括以下步骤：
（a）将高硫铜尾矿进行脱硫处理，得到硫精矿和尾矿矿浆A；其中，尾矿矿浆A中尾矿中硫的质量分数为0-1.4%；
（b）将尾矿矿浆A进行处理，得到建筑砂和尾矿矿浆B；将尾矿矿浆B进行处理，得到水泥活性混合材。
上述方案中所述步骤（a）的脱硫处理采用浮选法脱硫，所述浮选法脱硫包括第一次粗选、第二次粗选和扫选，所述第一次粗选、第二次粗选和扫选中分别独立地加入药剂，所述药剂包括脱硫活化剂、调整剂、捕收剂、起泡剂和任选的抑制剂。
上述方案中所述高硫铜尾矿中硫的质量分数为5-10%，所述硫精矿中硫的质量分数为28-45%；所述脱硫活化剂包括硫酸铁、硫化钠、草酸或硫酸中的任意一种或至少两种的组合；所述调整剂包括硫酸铜、硫酸、硫代硫酸钠或水玻璃中的任意一种或至少两种的组合；所述捕收剂包括丁铵黑药、戊基黄药或丁基黄药中的任意一种或至少两种的组合；所述起泡剂包括BK201；所述抑制剂包括水玻璃、六偏磷酸钠或羧甲基纤维素中的任意一种或至少两种的组合。
上述方案中按各药剂占尾矿干重质量进行计算，所述第一次粗选中脱硫活化剂的用量为3000-4000g/t，调整剂的用量为100-300g/t，捕收剂的用量为150-300g/t，起泡剂的用量为90-120g/t；所述第二次粗选中脱硫活化剂的用量为1800-2200g/t，调整剂的用量为50-150g/t，捕收剂的用量为90-110g/t，起泡剂的用量为90-120g/t；所述扫选中脱硫活化剂的用量为1800-2200g/t，调整剂的用量为50-150g/t，捕收剂的用量为90-110g/t，起泡剂的用量为40-60g/t。
上述方案中所述脱硫处理还包括磁选法脱硫的步骤，所述磁选法脱硫在所述浮选法脱硫之后进行，浮选法脱硫之后与磁选法脱硫之前得到的尾矿矿浆的质量浓度为20-30%，磁选法脱硫所采用的磁场强度为4000-8000GS，磁选法脱硫之后得到的尾矿矿浆中尾矿硫的质量分数为0.3-0.9%。
上述方案中所述步骤（b）中，尾矿矿浆A的处理为分级处理，分级处理的分级目数为100-200目，尾矿矿浆B的处理为脱水处理后再进行粉碎改性处理，粉碎改性处理过程中加入助磨剂和改性剂，得到水泥活性混合材。
上述方案中所述脱水处理包括浓密处理和过滤处理，所述浓密处理过程中加入絮凝剂聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺的质量分数为0.05-0.1%。
上述方案中所述粉碎改性处理包括粉磨处理，粉磨过程中先加入占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.01-0.05%的助磨剂以使尾矿的比表面积大于450m2/kg，然后采用雾化喷淋的方式加入占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.01-0.05%的改性剂，改性剂与尾矿的混合温度为40-70℃；所述助磨剂包括聚乙烯醇、甲基丙烯酸、聚乙二醇单甲醚、甲基丙烯磺酸钠、三乙醇胺、三异丙醇胺或二乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合，所述改性剂包括改性三聚氰胺、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、氯化钠、蔗糖、脂肪族高效减水剂或水玻璃中的的任意一种或至少两种的组合。
一种高硫铜尾矿的资源化处理方法得到的产品，所述产品包括硫精矿、建筑砂和水泥活性混合材。
高硫铜尾矿的资源化处理方法得到的产品的应用，其用于化工或建筑领域。
本发明的有益效果提供了一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，通过将高硫铜尾矿进行脱硫处理后，得到硫精矿和尾矿矿浆A，然后将尾矿矿浆A进行处理，得到建筑砂和尾矿矿浆B，再将尾矿矿浆B处理，得到水泥活性混合材；该处理方法在规避高硫、细粒级、高水分难利用铜尾矿中含硫组分对下游资源化利用产品的不利影响的同时，实现了高硫铜尾矿的全组分高效回收利用，在解决尾矿处置难题的同时，有效缓解了化工、建筑砂石、水泥行业等原料供应压力。同时，高硫铜尾矿的资源化处理方法工艺简单，操作方便，无二次废物产生，适合于工业上规模化生产。
本发明提供了采用高硫铜尾矿的资源化处理方法制得的产品，所述产品包括硫精矿、建筑砂和水泥活性混合材，上述产品在解决尾矿处置难题的同时有效缓解了化工、建筑砂石、水泥行业原料供应压力。
本发明提供了上述采用高硫铜尾矿的资源化处理方法制得的产品的应用，鉴于上述高硫铜尾矿的资源化处理方法制得的产品所具有的优势，使得其在化工或建筑领域具有良好的应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种实施方式下的高硫铜尾矿的资源化处理方法的工艺流程简图。
具体实施方式
下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
根据本发明的第一个方面，提供了一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，包括以下步骤：
（a）将高硫铜尾矿进行脱硫处理，得到硫精矿和尾矿矿浆A；其中，尾矿矿浆A中尾矿中硫的质量分数为0-1.4%；
（b）将尾矿矿浆A进行处理，得到建筑砂和尾矿矿浆B；将尾矿矿浆B进行处理，得到水泥活性混合材。
本发明提供了一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，该处理方法在规避高硫、细粒级、高水分难利用铜尾矿中含硫组分对下游资源化利用产品的不利影响的同时，实现了高硫铜尾矿的全组分高效回收利用，在解决尾矿处置难题的同时，有效缓解了化工、建筑砂石、水泥行业原料供应压力。同时，高硫铜尾矿的资源化处理方法工艺简单，操作方便，适合于工业上规模化生产。
本发明所述的高硫铜尾矿通常是指硫的质量分数在5-10%的铜尾矿。
需要说明的是，在水泥粉磨过程中，需要加入一定的水泥活性混合材，以降低水泥成本和调整水泥性能。随着环保形势日渐严峻，很多地区水泥活性混合材的供应凸显紧张局面，寻求新的替代产品成为水泥和混凝土产业降低成本、提高效益的必然选择。经研究发现，铜尾矿的成分与常用水泥活性混合材的理化特性存在一定的相似性，可以将铜尾矿用作水泥的活性混合材，且铜尾矿的粒级较细，在作为水泥活性混合材与水泥熟料共同粉磨生产水泥的过程中可提高粉磨效率，降低粉磨成本。
但是由于高硫铜尾矿中有价元素硫含量较高，会使制得的水泥活性混合材中所含硫化物含量较高，而硫化物会被氧化生成硫酸根，当水泥活性混合材应用于水泥中时，过量的硫酸盐会对水泥石结构产生侵蚀作用，硫酸盐与水泥水化产物反应生成了具有膨胀性的侵蚀产物，这些产物会使水泥内应力增加从而导致强度降低，因此为了实现下游资源化利用，使得水泥活性混合材满足砂石、水泥行业的相关标准要求，故采用步骤（a）对高硫铜尾矿进行脱硫处理以控制尾矿矿浆A中尾矿的硫的质量分数。
步骤（a）对高硫铜尾矿进行脱硫处理既实现了含硫矿物的资源回收，同时也使得尾矿中硫含量较低，符合了下游产品中对硫组分的限值。
还需要说明的是，尾矿矿浆A中尾矿的硫的质量分数为0-1.4%，是指尾矿矿浆A中尾矿的硫的质量分数典型但非限制性的为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%或1.4%等。通过对尾矿矿浆A中尾矿的硫的质量分数的具体限定，使得所得到的后续产品中，尤其是水泥活性混合材中的三氧化硫的含量小于一定的数值，从而使得水泥活性混合材满足其产品标准。
步骤（b）中对尾矿矿浆A进行处理，可得到建筑砂和尾矿矿浆B。该建筑砂可缓解目前很多地方建筑砂石料供应日渐紧张，价格处于高位的问题。对尾矿矿浆B进行处理，可得到水泥活性混合材，该水泥活性混合材可以与水泥一起粉磨以降低水泥成本和调整水泥性能。
作为本发明的一种可选实施方式，步骤（a）中，高硫铜尾矿中硫的质量分数为5-10%；高硫铜尾矿中典型但非限制性的硫的质量分数为5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%或10%。
作为本发明的一种可选实施方式，步骤（a）中，脱硫处理采用浮选法脱硫。采用浮选法进行脱硫，可达到较好的脱硫效果。
高硫铜尾矿的脱硫效果与浮选法脱硫的具体步骤以及所采用的药剂的种类以及用量有直接关系。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤（a）中，浮选法脱硫包括第一次粗选、第二次粗选和扫选，第一次粗选、第二次粗选和扫选中分别独立地加入药剂，药剂包括脱硫活化剂、调整剂、捕收剂、起泡剂和任选地抑制剂。
脱硫活化剂、调整剂、捕收剂、起泡剂和任选地抑制剂的加入，有利于提升浮选脱硫的效果。
需要说明的是，所述“任选地抑制剂”是指抑制剂为可选择性添加的药剂，可添加也可不添加。
脱硫活化剂、调整剂、捕收剂、起泡剂和抑制剂的种类有很多，上述药剂种类的不同，对于脱硫效果有不同的影响。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤（a）中，脱硫活化剂包括硫酸铁、硫化钠、草酸或硫酸中的任意一种或至少两种的组合。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤（a）中，调整剂包括硫酸铜、硫酸、硫代硫酸钠或水玻璃中的任意一种或至少两种的组合。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤（a）中，捕收剂包括丁铵黑药、戊基黄药或丁基黄药中的任意一种或至少两种的组合。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤（a）中，起泡剂包括BK201。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤（a）中，抑制剂包括水玻璃、六偏磷酸钠或羧甲基纤维素中的任意一种或至少两种的组合。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤（a）中，按各药剂占尾矿干重质量进行计算，第一次粗选中脱硫活化剂的用量为3000-4000g/t，典型但非限制性的脱硫活化剂的用量为3000g/t、3100g/t、3200g/t、3300g/t、3400g/t、3500g/t、3600g/t、3700g/t、3800g/t、3900g/t或4000g/t；调整剂的用量为100-300g/t，典型但非限制性的调整剂的用量为100g/t、120g/t、140g/t、150g/t、160g/t、180g/t、200g/t、220g/t、240g/t、250g/t、260g/t、280g/t或300g/t；捕收剂的用量为150-300g/t，典型但非限制性的捕收剂的用量为150g/t、160g/t、180g/t、200g/t、220g/t、240g/t、250g/t、260g/t、280g/t或300g/t；起泡剂的用量为90-120g/t，典型但非限制性的起泡剂的用量为90g/t、95g/t、100g/t、105g/t、110g/t、115g/t或120g/t。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤（a）中，按各药剂占尾矿干重质量进行计算，第二次粗选中脱硫活化剂的用量为1800-2200g/t，典型但非限制性的脱硫活化剂的用量为1800g/t、1900g/t、2000g/t、2100g/t、2200g/t；调整剂的用量为50-150g/t，典型但非限制性的调整剂的用量为50g/t、60g/t、70g/t、80g/t、90g/t、100g/t、110g/t、120g/t、130g/t、140g/t或150g/t；捕收剂的用量为90-110g/t，典型但非限制性的捕收剂的用量为90g/t、100g/t或110g/t；起泡剂的用量为90-120g/t，典型但非限制性的起泡剂的用量为90g/t、95g/t、100g/t、105g/t、110g/t、115g/t或120g/t。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤（a）中，按各药剂占尾矿干重质量进行计算，所述扫选中脱硫活化剂的用量为1800-2200g/t，典型但非限制性的脱硫活化剂的用量为1800g/t、1900g/t、2000g/t、2100g/t或2200g/t；调整剂的用量为50-150g/t，典型但非限制性的调整剂的用量为50g/t、60g/t、70g/t、80g/t、90g/t、100g/t、110g/t、120g/t、130g/t、140g/t或150g/t；捕收剂的用量为90-110g/t，典型但非限制性的捕收剂的用量为90g/t、100g/t或110g/t；起泡剂的用量为40-60g/t，典型但非限制性的起泡剂的用量为40g/t、45g/t、50g/t、55g/t或60g/t。
本发明通过大量的试验以及研究，选择出上述特定的药剂种类以及用量，通过各药剂种类以及用量的配合，使得能达到较好的脱硫效果。
作为本发明的一种优选实施方式，脱硫处理还包括磁选法脱硫的步骤，磁选法脱硫在上述浮选法脱硫之后进行。
采用浮选法脱硫和磁选法脱硫脱硫两种方式结合，可确保脱硫效果更佳。
作为本发明的一种可选实施方式，浮选法脱硫之后与磁选法脱硫之前得到的尾矿矿浆的质量浓度为20-30%。
作为本发明的一种可选实施方式，磁选法脱硫所采用的磁场强度为4000-8000GS；典型但非限制性的磁场强度为4000GS、5000GS、6000GS、7000GS或8000GS。
作为本发明的一种可选实施方式，磁选法脱硫之后得到的尾矿矿浆中尾矿硫的质量分数为0.3-0.9%。典型但非限制性的尾矿硫的质量分数为0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%或0.9%。
作为本发明的一种可选实施方式，步骤（a）中，硫精矿中硫的质量分数为28-45%，硫精矿中典型但非限制性的硫的质量分数为28%、30%、32%、34%、35%、36%、38%、40%、42%、44%或45%。
硫精矿主要是应用于化工领域，用于生产硫酸、化肥等。
作为本发明的一种可选实施方式，步骤（b）中，将尾矿矿浆A进行分级处理。分级处理可采用本领域常用的分级处理方式，优选为湿法分级处理。
作为本发明的一种可选实施方式，湿法分级处理所采用的设备为水力旋流器和脱水筛进行分级或采用多层振动筛分级。
作为本发明的一种可选实施方式，步骤（b）中，分级处理的分级目数为100-200目，典型但非限制性的分级目数为100目、120目、130目、150目、160目、180目或200目。
分级得到的建筑砂可用于建筑施工领域，分级后的尾矿矿浆B则继续进行处理。
作为本发明的一种可选实施方式，将尾矿矿浆B脱水处理后再进行粉碎改性处理，粉碎改性处理过程中加入助磨剂和改性剂，得到水泥活性混合材。
由于尾矿矿浆B中含有一定的水分，故需将尾矿矿浆B脱水处理后再进行粉碎改性处理，得到水泥活性混合材。脱水处理的具体方式可选用本领域常用的处理方式，例如浓密、过滤或干燥等。
由于尾矿矿浆B脱水处理后所得到的尾矿呈现大的块状或颗粒状，不利于后续加工利用，故需要对其进行粉碎处理。同时又由于铜尾矿的活性较常用水泥混合材而言，不具有火山灰活性，故需要采取一定的物理或化学手段对其进行改性处理，以使其满足水泥活性混合材的相关标准。故本发明步骤（b）中采用粉碎改性处理，主要是对尾矿（尾矿矿浆B脱水处理后所得）进行粉碎和改性处理。
需要说明的是，粉碎改性处理过程中，助磨剂和改性剂的加入必不可少。此过程若不加入助磨剂，而直接采用改性剂对大的块状或颗粒状尾矿进行改性，改性效果不佳，不利于尾矿颗粒的改性活化。故加入助磨剂，可降低尾矿的结合能，使得块状或颗粒状的尾矿充分分散开，增加矿物表面能和表面积，有利于改性剂对于尾矿的改性活化。
且在机械力粉碎过程中，随着改性剂的加入，铜尾矿内部原本稳定的玻璃体结构在机械力的作用和改性剂的作用下发生解聚，化学键发生断裂，在颗粒表面和内部产生微裂纹，表面能增加，极性分子或离子更容易进入玻璃体结构的内部空穴，促进尾矿的分散和溶解，提高尾矿的水化活性，有利于获得活性较高的水泥活性混合材。
作为本发明的一种可选实施方式，步骤（b）中，脱水处理包括浓密处理和过滤处理。
尾矿矿浆B采用浓密机进行浓密，采用水雾喷淋装置进行消泡脱药，脱药后回水返回选矿厂再次利用。
作为本发明的一种可选实施方式，步骤（b）中，浓密处理过程中加入絮凝剂，絮凝剂的加入可缩短浓密时间，提高浓密效果。
作为本发明的一种可选实施方式，步骤（b）中，絮凝剂包括聚丙烯酰胺；
优选地，步骤（c）中，絮凝剂的用量为0.05-0.1%，典型但非限制性的絮凝剂的用量为0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%或0.1%。
浓密处理后进行过滤。作为本发明的一种可选实施方式，步骤（c）中，所述过滤为压滤。
可将浓密后的尾矿泵入板框压滤机进行压滤，压滤边鼓气边压滤，尾矿压滤终水分可控制在12-17wt%。
将尾矿矿浆B经过上述脱水处理后再进行粉碎改性处理。作为本发明的一种可选实施方式，粉碎改性处理包括粉磨处理。
采用粉磨系统进行粉磨处理，所述粉磨系统优选为立磨，该系统协同粉磨和干燥。
作为本发明的一种可选实施方式，步骤（b）中，助磨剂包括聚乙烯醇、甲基丙烯酸、聚乙二醇单甲醚、甲基丙烯磺酸钠、三乙醇胺、三异丙醇胺或二乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合。
上述助磨剂具有显著降低磨粉（尾矿矿浆B脱水处理后所得）表面能、减小磨粉间吸引力的特性，将其添加到粉碎过程中，有利于提高磨粉的分散度和流动性，减小粉碎阻力，防止糊球糊磨，从而降低磨机功耗，提高粉磨效率。
优选地，步骤（b）中，助磨剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.01-0.05%，典型但非限制性的助磨剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.01%、0.015%、0.02%、0.025%、0.03%、0.035%、0.04%、0.045%或0.05%。
研究发现，对于助磨剂的用量有一定的限定，当助磨剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿（磨粉）干重质量低于0.01%时，则容易导致磨粉无法均匀分散，流动性差，粉磨效率低；当助磨剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿干重质量高于0.05%时，则容易导致助磨效果提升不明显，且生产成本过高，故助磨剂的用量应当在适宜的数值范围内。
作为本发明的一种可选实施方式，步骤（b）中，改性剂包括改性三聚氰胺、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、氯化钠、蔗糖、脂肪族高效减水剂或水玻璃中的任意一种或至少两种的组合。
上述改性剂具有吸附在磨粉的裂纹内壁及表面的特性，将其添加到粉碎过程中，有利于提高磨粉颗粒的表面活化能，激发其潜在火山灰活性，延缓或减轻细物料再次凝聚，提高磨粉的活性。
优选地，步骤（b）中，改性剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.01-0.05%，典型但非限制性的改性剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.01%、0.015%、0.02%、0.025%、0.03%、0.035%、0.04%、0.045%或0.05%。
对于改性剂的用量有一定的限定，当改性剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿干重质量低于0.01%时，则容易导致产品活性指数低，当改性剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿干重质量高于0.05%时，则容易导致生产成本过高，故改性剂的用量应当在适宜的数值范围内。
作为本发明的一种可选实施方式，步骤（b）中，粉磨过程中先加入助磨剂以使尾矿的比表面积大于450m2/kg，然后加入改性剂。
粉磨过程中先加入助磨剂以提高尾矿的分散度，提高粉磨效率。尾矿的比表面积大于450m2/kg是指尾矿典型但非限制性的比表面积为455m2/kg、460m2/kg、470m2/kg、480m2/kg、500m2/kg、520m2/kg或550m2/kg。
作为本发明的一种可选实施方式，步骤（b）中，改性剂采用雾化喷淋的方式加入。采用雾化喷淋可有效增加粉磨物料（尾矿）和改性剂的接触，有利于改性效果的提升。
作为本发明的一种可选实施方式，步骤（b）中，改性剂与尾矿的混合温度为40-70℃。典型但非限制性的混合的温度为40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃或70℃。
通过对混合温度的限定，可强化改性剂的改性效果。
对于粉磨系统，改性剂可从粉磨风机出口处加入，这主要考虑到粉磨风机出口处的尾矿粉料的温度较高（约40-70℃），此时将改性剂与尾矿粉料混合，可强化改性剂对于尾矿粉料的改性作用，同时改性剂以雾化喷淋的方式加入，可提高改性剂与尾矿粉料的的接触面积，提高改性效率。
作为本发明的一种优选实施方式，高硫铜尾矿的资源化处理方法，具体工艺流程如图1所示，包括以下步骤：
（a）将高硫铜尾矿进行浮选脱硫处理，得到硫精矿和尾矿矿浆A；其中，尾矿矿浆A中尾矿的硫的质量分数不大于1.4%；
（b）将尾矿矿浆A进行湿法分级处理，得到建筑砂和尾矿矿浆B；
（c）将尾矿矿浆B进行浓密处理后再进行压滤，然后进行粉碎改性处理，粉碎改性处理过程中加入助磨剂和改性剂，得到水泥活性混合材。
采用上述高硫铜尾矿的资源化处理方法，可得到硫精矿、建筑砂和水泥活性混合材三种产品，实现尾矿的全组分利用，无废水等二次污染产生。
根据本发明的第二个方面，还提供了上述高硫铜尾矿的资源化处理方法得到的产品，所述产品包括硫精矿、建筑砂和水泥活性混合材。
硫精矿、建筑砂和水泥活性混合材上述产品在解决尾矿处置难题的同时，有效缓解了建筑砂石、水泥行业原料供应压力。
根据本发明的第三个方面，还提供了上述高硫铜尾矿的资源化处理方法得到的产品在中的应用。
鉴于上述高硫铜尾矿的资源化处理方法制得的产品所具有的优势，使得其在领域具有良好的应用。
下面结合具体实施例和对比例，对本发明作进一步说明。其中，高硫铜尾矿来自铜矿石粉碎、精选铜矿后剩下的细粉沙粒，高硫铜尾矿的主要化学成分如表1所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
实施例1
本实施例提供一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，包括以下步骤：
（a）将高硫铜尾矿进行浮选法脱硫处理，得到硫精矿和尾矿矿浆A；其中，尾矿矿浆A中尾矿的硫的质量分数不大于1.4%；
浮选法脱硫包括第一次粗选、第二次粗选和扫选，第一次粗选、第二次粗选和扫选的时间均为5min，且第一次粗选、第二次粗选和扫选分别独立地加入脱硫活化剂、调整剂、捕收剂和起泡剂；
第一次粗选中脱硫活化剂为草酸，其用量为3500g/t，调整剂为硫酸铜，其用量为100g/t，捕收剂为戊基黄药，其用量为200g/t，起泡剂为BK202，其用量为112g/t；抑制剂为六偏磷酸钠，其用量为100g/t；
第二次粗选中脱硫活化剂为草酸，其用量为2000g/t，调整剂为硫酸铜，其用量为50g/t，捕收剂为戊基黄药，其用量为100g/t，起泡剂为BK202，其用量为112g/t；抑制剂为六偏磷酸钠，其用量为50g/t；
扫选中脱硫活化剂为草酸，其用量为2000g/t，调整剂为硫酸铜，其用量为50g/t，捕收剂为戊基黄药，其用量为100g/t，起泡剂为BK202，其用量为56g/t；抑制剂为六偏磷酸钠，其用量为25g/t；
（b）将尾矿矿浆A进行采用水力旋流器和脱水筛进行分级处理，分级目数为100目，得到建筑砂和尾矿矿浆B；
（c）将尾矿矿浆B采用浓密机进行浓密，采用水雾喷淋装置进行消泡脱药，脱药后回水返回选矿厂利用，得到浓度40%的尾矿浆；再将浓密后的尾矿浆泵入板框压滤机进行压滤，边鼓气边压滤，尾矿压滤终水分15%；
然后，将压滤后的尾矿泵入到粉磨系统进行粉磨，粉磨系统为立磨，该系统协同粉磨和干燥，粉磨过程中先加入助磨剂，助磨剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.03%，助磨剂为聚乙烯醇和甲基丙烯酸（两者的质量比为1:1），粉磨后尾矿的比表面积为500m2/kg，在粉磨风机出口处采用雾化喷淋的方式加入改性剂，改性剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.02%，改性剂为聚羧酸高分子减水剂（牌号为苏博特），改性剂与粉磨物料的混合温度为50℃，将粉磨过程中的收尘直接和粉磨后尾矿粉料混合，得到水泥活性混合材。
实施例2
本实施例提供一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，除了步骤（c）中助磨剂为聚乙二醇单甲醚和甲基丙烯磺酸钠（两者质量比为1:1），其余步骤与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，除了步骤（c）中助磨剂为三乙醇胺和乙二醇（两者质量比为2:1），其余步骤与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，除了步骤（c）中助磨剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.005%，其余步骤与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，除了步骤（c）中助磨剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.06%，其余步骤与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，除了步骤（c）中改性剂为萘系减水剂（牌号为西卡），其余步骤与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，除了步骤（c）中改性剂为木质素磺酸钠，其余步骤与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，除了步骤（c）中改性剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.005%，其余步骤与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，除了步骤（c）中改性剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.06%，其余步骤与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，除了步骤（c）粉磨过程中将改性剂与助磨剂一起加入到粉磨系统中，其余步骤与实施例1相同。
实施例11
本实施例提供一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，包括以下步骤：
（a）将高硫铜尾矿进行浮选法脱硫处理，得到硫精矿和尾矿矿浆A；
浮选法脱硫包括第一次粗选、第二次粗选和扫选，第一次粗选、第二次粗选和扫选的时间均为5min，且第一次粗选、第二次粗选和扫选分别独立地加入脱硫活化剂、调整剂、捕收剂和起泡剂；
第一次粗选中脱硫活化剂为草酸，其用量为2500g/t，调整剂为硫酸铜，其用量为80g/t，捕收剂为戊基黄药，其用量为320g/t，起泡剂为BK202，其用量为122g/t；抑制剂为六偏磷酸钠，其用量为100g/t；
第二次粗选中脱硫活化剂为草酸，其用量为1500g/t，调整剂为硫酸铜，其用量为40g/t，捕收剂为戊基黄药，其用量为120g/t，起泡剂为BK202，其用量为122g/t；抑制剂为六偏磷酸钠，其用量为50g/t；
扫选中脱硫活化剂为草酸，其用量为1500g/t，调整剂为硫酸铜，其用量为40g/t，捕收剂为戊基黄药，其用量为120g/t，起泡剂为BK202，其用量为65g/t；抑制剂为六偏磷酸钠，其用量为25g/t；
步骤（b）和步骤（c）与实施例1相同。
实施例12
本实施例提供一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，在实施例1步骤（a）采用浮选法脱硫步骤之后，还进行磁选法脱硫的步骤；
其中，浮选法脱硫之后与磁选法脱硫之前得到的尾矿矿浆的质量浓度为20%，磁选法脱硫所采用的磁场强度为4000GS；
步骤（b）和步骤（c）与实施例1相同。
实施例13
本实施例提供一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，除了步骤（a）磁选法脱硫所采用的磁场强度为8000GS，其余步骤以及工艺参数与实施例13相同。
实施例14
本实施例提供一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，包括以下步骤：
（a）将高硫铜尾矿进行浮选法脱硫处理，得到硫精矿和尾矿矿浆A，其中，尾矿矿浆A中尾矿的硫的质量分数不大于1.4%；
浮选法脱硫包括第一次粗选、第二次粗选和扫选，第一次粗选、第二次粗选和扫选的时间均为5min，且第一次粗选、第二次粗选和扫选分别独立地加入脱硫活化剂、调整剂、捕收剂和起泡剂；
第一次粗选中脱硫活化剂为硫化钠，其用量为3000g/t，调整剂为水玻璃，其用量为200g/t，捕收剂为丁基黄药，其用量为150g/t，起泡剂为BK202，其用量为95g/t；
第二次粗选中脱硫活化剂为硫化钠，其用量为1800g/t，调整剂为水玻璃，其用量为100g/t，捕收剂为丁基黄药，其用量为90g/t，起泡剂为BK202，其用量为95g/t；
扫选中脱硫活化剂为硫化钠，其用量为1800g/t，调整剂为水玻璃，其用量为60g/t，捕收剂为丁基黄药，其用量为90g/t，起泡剂为BK202，其用量为40g/t；
（b）将尾矿矿浆A进行采用水力旋流器和脱水筛进行分级处理，分级目数为200目，得到建筑砂和尾矿矿浆B；
（c）将尾矿矿浆B采用浓密机进行浓密，采用水雾喷淋装置进行消泡脱药，脱药后回水返回选矿厂利用，得到浓度40%的尾矿浆；再将浓密后的尾矿浆泵入板框压滤机进行压滤，边鼓气边压滤，尾矿压滤终水分15%；
然后，将压滤后的尾矿泵入到粉磨系统进行粉磨，粉磨系统为立磨，该系统协同粉磨和干燥。粉磨过程中先加入助磨剂，助磨剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.02%，助磨剂为甲基丙烯磺酸钠，粉磨后尾矿的比表面积为500m2/kg。在粉磨风机出口处采用雾化喷淋的方式加入改性剂，改性剂的质量占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.04%，改性剂为氯化钠，改性剂与粉磨物料的混合温度为50℃，将粉磨过程中的收尘直接和粉磨后尾矿粉料混合，得到水泥活性混合材。
对比例1
本对比例提供了一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，除了步骤（c）粉磨过程中未加入助磨剂，其余步骤与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供了一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，除了步骤（c）粉磨过程中未加入改性剂，其余步骤与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供了一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，除了步骤（c）粉磨过程中未加入助磨剂和改性剂，其余步骤与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供了一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，除了使步骤（a）尾矿矿浆A中尾矿的硫的质量分数为1.8%，其余步骤（b）和步骤（c）与实施例1相同。
为了验证上述各实施例和对比例的技术效果，特设以下实验例。
实验例1
检测各实施例和对比例步骤（a）中所得到的硫精矿和尾矿的产品性能，具体结果见表2。
Figure 400311DEST_PATH_IMAGE002
从表2数据可以看出，依据本发明提供的资源化处理方法进行脱硫可达到理想效果，浮选后继续对尾矿矿浆A进行进行磁选可进一步有效降低尾矿的硫含量至1%以下。
实验例2
对各实施例和对比例步骤（b）中所得到的建筑砂的产品性能进行检测，其中，坚固性指标检测依据GB/T 14684-2011 7.13.1，压碎指标检测依据GB/T 14684-2011 7.13.2，硫化物及硫酸盐含量检测依据GB/T 14684-2011 7.10，放射性指标检测依据GB 6566-2010。具体结果见表3。
Figure DEST_PATH_IMAGE003
从表3数据可以看出，本发明各实施例获得的建筑砂的坚固性指标、压碎指标、硫化物及硫酸盐含量以及放射性指标均符合国标检测结果，经与建筑粗砂进行掺配后，可以用于建筑用砂。
实验例3
将各实施例和对比例步骤（c）中所得到的水泥活性混合材与水泥进行配比，同时以纯水泥（水泥活性混合材的添加量为0）作为对照组，检测水泥活性混合材的活性指数，同时检测水泥活性混合材和水泥所形成的物质以及纯水泥的抗压强度，检测方法参照《GBT 1596-2017 用于水泥和混凝土中的粉煤灰》，具体结果见表4。
Figure 396080DEST_PATH_IMAGE004
从表4数据可以看出，根据本发明提供的资源化处理方法对脱硫后的尾矿进行改性加工可大幅度提高水泥活性混合材的活性指数。对于助磨剂来说，当加入助磨剂量不足时，会大幅度降低水泥活性混合材的活性指数；当助磨剂加入过量时，对水泥活性混合材活性指数的提升效果不明显；当加入改性剂不加入助磨剂时，水泥活性混合材的活性指数低于70。对于改性剂来说，当加入改性剂量不足时，会大幅度降低水泥活性混合材的活性指数；当改性剂加入过量时，对尾矿活性指数的提升效果不明显；当加入助磨剂不加入改性剂时，尾矿的活性指数为62低于70。因此改性剂和助磨剂的同时加入是必要的。当尾矿的硫含量高于1.4%，具体为1.8%时，水泥活性混合材的活性指数同样低于70。从实施例12和13来看，尾矿的硫含量越低，所得到的水泥活性混合材的活性指数越高，因此本发明提供的资源化处理方法中尾矿的硫含量降到越低越好。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（a）将高硫铜尾矿进行脱硫处理，得到硫精矿和尾矿矿浆A；其中，尾矿矿浆A中尾矿中硫的质量分数为0-1.4%；
（b）将尾矿矿浆A进行处理，得到建筑砂和尾矿矿浆B；将尾矿矿浆B进行处理，得到水泥活性混合材。
2.如权利要求1所述的一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤（a）的脱硫处理采用浮选法脱硫，所述浮选法脱硫包括第一次粗选、第二次粗选和扫选，所述第一次粗选、第二次粗选和扫选中分别独立地加入药剂，所述药剂包括脱硫活化剂、调整剂、捕收剂、起泡剂和任选的抑制剂。
3.如权利要求2所述的一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，其特征在于，所述高硫铜尾矿中硫的质量分数为5-10%，所述硫精矿中硫的质量分数为28-45%；所述脱硫活化剂包括硫酸铁、硫化钠、草酸或硫酸中的任意一种或至少两种的组合；所述调整剂包括硫酸铜、硫酸、硫代硫酸钠或水玻璃中的任意一种或至少两种的组合；所述捕收剂包括丁铵黑药、戊基黄药或丁基黄药中的任意一种或至少两种的组合；所述起泡剂包括BK201；所述抑制剂包括水玻璃、六偏磷酸钠或羧甲基纤维素中的任意一种或至少两种的组合。
4.如权利要求2所述的一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，其特征在于，按各药剂占尾矿干重质量进行计算，所述第一次粗选中脱硫活化剂的用量为3000-4000g/t，调整剂的用量为100-300g/t，捕收剂的用量为150-300g/t，起泡剂的用量为90-120g/t；所述第二次粗选中脱硫活化剂的用量为1800-2200g/t，调整剂的用量为50-150g/t，捕收剂的用量为90-110g/t，起泡剂的用量为90-120g/t；所述扫选中脱硫活化剂的用量为1800-2200g/t，调整剂的用量为50-150g/t，捕收剂的用量为90-110g/t，起泡剂的用量为40-60g/t。
5.如权利要求2所述的一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，其特征在于，所述脱硫处理还包括磁选法脱硫的步骤，所述磁选法脱硫在所述浮选法脱硫之后进行，浮选法脱硫之后与磁选法脱硫之前得到的尾矿矿浆的质量浓度为20-30%，磁选法脱硫所采用的磁场强度为4000-8000GS，磁选法脱硫之后得到的尾矿矿浆中尾矿硫的质量分数为0.3-0.9%。
6.如权利要求1-5任一所述的一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤（b）中，尾矿矿浆A的处理为分级处理，分级处理的分级目数为100-200目，尾矿矿浆B的处理为脱水处理后再进行粉碎改性处理，粉碎改性处理过程中加入助磨剂和改性剂，得到水泥活性混合材。
7.如权利要求6所述的一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，其特征在于，所述脱水处理包括浓密处理和过滤处理，所述浓密处理过程中加入絮凝剂聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺的质量分数为0.05-0.1%。
8.如权利要求6所述的一种高硫铜尾矿的资源化处理方法，其特征在于，所述粉碎改性处理包括粉磨处理，粉磨过程中先加入占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.01-0.05%的助磨剂以使尾矿的比表面积大于450m2/kg，然后采用雾化喷淋的方式加入占尾矿矿浆B中尾矿干重质量的0.01-0.05%的改性剂，改性剂与尾矿的混合温度为40-70℃；所述助磨剂包括聚乙烯醇、甲基丙烯酸、聚乙二醇单甲醚、甲基丙烯磺酸钠、三乙醇胺、三异丙醇胺或二乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合，所述改性剂包括改性三聚氰胺、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、氯化钠、蔗糖、脂肪族高效减水剂或水玻璃中的的任意一种或至少两种的组合。
9.如权利要求1-8任一所述的一种高硫铜尾矿的资源化处理方法得到的产品，其特征在于，所述产品包括硫精矿、建筑砂和水泥活性混合材。
10.如权利要求9所述的高硫铜尾矿的资源化处理方法得到的产品的应用，其特征在于，其用于化工或建筑领域。
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