CN114160300A - 高岭土矿或者高岭土尾矿的联合选矿和提纯方法 - Google Patents
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Abstract
一种高岭土矿或者高岭土尾矿的联合选矿和提纯方法，包括：高岭土分离工艺以及云母分离工艺、长石分离工艺、石英砂分离工艺、磁性产品分离工艺中的一种或几种。选矿工艺流程中物理的粒级分级、光学色选的矿物分离分选、浮选的矿物分离分选、超声学的矿物分离分级及分选等，达到了分级准确、分离充分、分选简单、产出产品品质纯度高、适用领域广泛和提升适用领域的产品品质目的。采用本发明能填补国内利用高岭土矿（或者高岭土尾矿）提取高纯度材料的空白，并为产品的进一步深加工硅材料垫定高纯度原材料品质基础。大幅度提高国内高岭土矿（或者高岭土尾矿）的价值产出水平，并解决大量的高岭土矿的开采和选矿产生的固体废物，绿色环保且循环节能。
Description
技术领域
本发明公开一种选矿和提纯方法，特别是一种高岭土矿或者高岭土尾矿的联合选矿和提纯方法。
背景技术
（1）高岭土产品主要应用领域：陶瓷、造纸、医药、纺织、耐火材料及水泥、光学玻璃、玻璃纤维用坩埚及实验室用坩埚、橡胶、化工石化工业、涂料、油漆、电线电缆、塑料、油墨、食品、化妆品等行业或产品的材料；
产品应用方式：依据产品化学、物理的技术指标，直接按应用领域产品的化学、物理等指标要求添加或加工。
（2）石英产品应用领域：半导体、芯片、电子、电器、电子玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、光伏、坩埚、陶瓷、医药、石油、耐火材料、橡胶、涂料、油漆、电线电缆、塑料、化妆品等行业或产品的材料；
产品应用方式：依据产品化学、物理的技术指标，直接按应用领域产品的化学、物理等指标要求添加或加工。
（3）云母产品应用领域：电子、电气、电器、陶瓷、医药、建材工业、耐火材料、橡胶、涂料、油漆、乳胶漆、电线电缆、塑料、化妆品、电焊条等行业或产品的材料；
产品应用方式：依据产品化学、物理的技术指标，直接按应用领域产品的化学、物理等指标要求添加或加工。
（4）长石产品应用领域：电器、电子玻璃、玻璃纤维、陶瓷、电瓷、搪瓷、电焊条、建材、钾肥、白炭黑、橡胶、冶炼、涂料、塑料等行业或产品的材料；
产品应用方式：依据产品化学、物理的技术指标，直接按应用领域产品的化学、物理等指标要求添加或加工。
由此可见，高岭土产品、石英产品、云母产品和长石产品等在人们生活中应用范围非常广泛，换言之，产业中对高岭土产品、石英产品、云母产品和长石产品等材料的需求量非常大。
现有技术中，高岭土矿（或者高岭土尾矿）的选矿和提纯现有技术通过破碎以及湿法分级、二次分级、分级精选、磨矿、分级、磁选、浮选、擦洗选矿等技术对原矿物进行选矿。选矿工艺流程设计不够完善，加之选矿分离工艺控制方法少，设备制造落后精度低，所用药剂与矿物理化特性不匹配等因素的影响；使得最终产品质量的化学成分纯度低，粒度分布不均匀、不稳定，粒形球形度低；应用领域少，适用领域的产品质量低。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的高岭土矿（或者高岭土尾矿）选矿和分离提纯技术落后，原矿产出成品种类少、产率和利用率低、产出成品质量品位低，工业适用领域窄，无高纯度产品产出的缺点，本发明选矿工艺流程中物理的粒级分级、光学色选的矿物分离分选、浮选的矿物分离分选、超声学的矿物分离分级及分选等，达到了分级准确、分离充分、分选简单、产出产品品质高纯的、适用领域广泛和提升适用领域的产品品质目的。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种高岭土矿或者高岭土尾矿的联合选矿和提纯方法，包括：高岭土分离工艺以及云母分离工艺、长石分离工艺、石英砂分离工艺、磁性产品分离工艺中的一种或几种。
本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
所述的高岭土分离工艺包括如下子步骤：
A、破碎磨矿：对原料破碎机破碎或磨机磨矿，解离开不同矿物；
B、分级：初步筛分分级不同粒级矿物；
C、浓缩：对泥浆或高岭土浆料进行浓缩，浓缩采用脱泥斗或者旋流器进行，利用水力重选脱泥的方式，获得的高岭土浆料；
D、脱水：对于浓缩后高岭土浆料进行压滤脱水处理，获得高岭土和滤液。
所述的云母分离工艺包括如下子步骤：
A、调浆加药：将调浆中加入药剂，调浆加药过程在高浓度矿浆搅拌槽中进行；
B、缓冲搅拌：在矿浆搅拌槽中进行缓冲搅拌；
C、云母粗选：利用浮选设备浮选出云母矿；
D、浓缩或超声波提纯：对浮选出来的矿物做超声波提纯，去除粗粒云母所附着的脉石，然后用脱泥斗进行浓缩；
E、沉淀或兼超声波分离提纯云母：对浓缩后的矿物做超声波提纯，进一步去除粗粒云母所含脉石，采用自然沉淀法获得回水和云母，上层水为回水，下层沉淀物为云母。
所述的长石分离工艺包括如下子步骤：
A、调浆加药：将调浆中加入药剂，调浆加药过程在高浓度矿浆搅拌槽中进行；
B、缓冲搅拌：在矿浆搅拌槽中进行缓冲搅拌；
C、云母粗选：利用浮选设备浮选出长石矿；
D、浓缩或超声波提纯：对浮选出来的矿物做超声波提纯，去除粗粒长石所附着的脉石，然后用脱泥斗进行浓缩；
E、沉淀或兼超声波分离提纯长石：对浓缩后的矿物做超声波提纯，进一步去除粗粒长石所含脉石，采用自然沉淀法获得回水和长石，上层水为回水，下层沉淀物为长石。
所述的石英砂分离工艺包括如下子步骤：
A、浓缩或超声波提纯：对石英砂浆料做超声波提纯，以去除粗粒石英砂所含脉石，然后采用脱泥斗进行浓缩；
B、自然沉淀或兼超声波分离提纯石英砂，对石英砂浆料进行自然沉淀，做超声波提纯，进一步去除石英砂中所含脉石，采用自然沉淀法获得回水和石英砂，上层水为回水，下层沉淀物为石英砂。
所述的磁性产品分离工艺包括如下子步骤：
A、磁选：对于合格粒级矿料磁选，磁选出的其中的磁性物；
B、沉淀：对于磁选出的磁性物进行自然沉淀，采用自然沉淀法获得回水和磁性产品，上层水即为回水，下层沉淀物即为磁性产品。
所述的方法还包括有分选/除杂工艺，采用圆筒筛根据粒径大小分离出杂质和有用物料。
所述的方法还包括有色选工艺，利用色选机进行光学色选，去除有色变质矿，提纯合格优质矿的质量品位。
所述的方法还包括有磨矿工艺，通过磨机进行磨矿处理，使其能达到目标产品的粒级。
所述的方法包括下述步骤：
步骤S1、一次高岭土分离：从高岭土矿或者高岭土尾矿中分离出明显的高岭土，并将其他剩余物料进行下一步处理；
步骤S2、一次分选：从高岭土分离后的剩余物料中分选出小颗粒物和大颗粒物；
步骤S3、一次云母分离：步骤S2中产生的小颗粒物中分离出云母和其他剩余物料；
步骤S4、一次长石分离：步骤S3中分离出云母后的其他剩余物料中分理出长石；
步骤S5、 色选：采用离线或在线色选装置进行物料色选，去除杂质，除杂后返回，色选分离出有色变质矿，其他物料进行进一步处理；
步骤S6、磨矿：对色选后的其他物料进行磨矿处理，使其由大颗粒物料转换成小颗粒物料；
步骤S7、二次云母分离：步骤S6中产生的小颗粒物中分离出云母和其他剩余物料；
步骤S8、二次分选：对于步骤S7产生的其他剩余物料进行二级分选，其中的大颗粒物返回步骤S6，进行进一步磨矿，小颗粒物进行后续处理；
步骤S9、二次高岭土分离：对于步骤S8产生的小颗粒物进行二次高岭土分离，获得高岭土和其他剩余物料；
步骤S10、磁性产品分离：对步骤S9产生的其他剩余物料进行磁选分离，分离出磁性产品和其他剩余物料；
步骤S11、三次云母分离：步骤S10中产生的其他剩余物料中分离出云母和其他剩余物料；
步骤S12、二次长石分离：步骤S11中分离出云母后的其他剩余物料中分理出长石和其他物料；
步骤S13、三次分选：对于步骤S12产生的其他剩余物料进行三次分选，大颗粒物和小颗粒物；
步骤S14、石英砂分离：对于步骤S13中大颗粒物和小颗粒物分别分离出石英砂。
本发明的有益效果是：采用本发明能填补国内利用高岭土矿（或者高岭土尾矿）提取高纯度材料的空白，推动高岭土矿（或者高岭土尾矿）选矿技术的进步，进口替代高纯度相关材料缺口，大幅度提高国内高岭土矿（或者高岭土尾矿）的价值产出水平，并解决大量的高岭土矿的开采和选矿产生的固体废物，是绿色环保和循环节能经济的选矿分离提纯技术。
对照现有的高岭土矿（或者高岭土尾矿）选矿和提纯工艺技术方案，本发明选矿工艺流程中物理的粒级分级、光学色选的矿物分离分选、浮选的矿物分离分选、超声学的矿物分离分级及分选，不同的矿物选矿提纯手段，有针对性的对矿物不同的物理、化学、光学、超声学特点，采用专业的针对性强的设备，达到了分级准确、分离充分、分选简单，提纯的高岭土、石英、云母、长石产品品位高，设备冗余度大、操作简单、质量稳定，产出产品品种多、产出效率高、产出量大、成品率高，综合产出价值规模大，产品适用领域广泛。最终产品可应用于电子级及芯片级工业应用领域，可填补国内高岭土矿（或者高岭土尾矿）选矿提纯的领域空白，可实现硅材料的部分高纯材料进口替代，综合工业效率效益和价值提高明显。
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明流程图。
图2为图1中A局部放大图。
图3为图1中B局部放大图。
图4为图1中C局部放大图。
图5为图1中D局部放大图。
图6为图1中E局部放大图。
具体实施方式
本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。
本发明主要应用于高岭土矿（或者高岭土尾矿）的选矿和提纯高纯高岭土、高纯石英、高纯白云母、铁锂云母、高纯长石联合选矿和提纯工艺。高岭土矿（或者高岭土尾矿）等非金属矿的选矿和提纯，包括：石英矿、白（锂）云母矿、锂长石矿、长石矿、钽铌矿等联合浮游选矿和提纯。
本发明为一种高岭土矿或者高岭土尾矿的联合选矿和提纯方法，其包括：高岭土分离工艺以及云母分离工艺、长石分离工艺、石英砂分离工艺、磁性产品分离工艺中的一种或几种。
本实施例中，高岭土分离工艺包括如下子步骤：
A、浓缩：对泥浆或高岭土浆料进行浓缩，浓缩采用脱泥斗进行，利用水力重选脱泥的方式，获得的高岭土浆料，浓缩后，泥浆或高岭土浆料的含水率大约为7%~15%；
B、脱水：对于浓缩后高岭土浆料进行压滤脱水处理，获得高岭土和滤液，本实施例中，压滤脱水采用板框压滤机或者陶瓷过滤机。
本实施例中，云母分离工艺包括如下子步骤：
A、调浆加药：将调浆中加入药剂，调浆加药过程在高浓度矿浆搅拌槽中进行，本实施例中，药剂选用江西省硕晶非金属材料有限公司生产的1#、2#浮选药剂；
B、缓冲搅拌：在矿浆搅拌槽中进行缓冲搅拌，本实施例中，搅拌时间30分钟，使浮选药剂与目标矿物充分吸附后进入浮选作业；
C、云母粗选：利用浮选设备浮选出云母矿，本实施例中，可采用现有技术中常用的浮选工艺及设备对云母矿进行粗选；
D、浓缩或超声波提纯：对浮选出来的矿物做超声波提纯，去除粗粒云母所附着的脉石，本实施例中，超声波提纯选用型号为SJC-1510-15的15kw的矿物超声精选机，然后用脱泥斗进行浓缩，浓缩后含水率小于45%；
E、沉淀或兼超声波分离提纯云母：对浓缩后的矿物做超声波提纯，进一步去除粗粒云母所含脉石，本实施例中，超声波提纯选用型号为SJC-1510-15的15kw的矿物超声精选机，采用自然沉淀法获得回水和云母，上层水为回水，下层沉淀物为云母。
本实施例中，长石分离工艺包括如下子步骤：
A、调浆加药：将调浆中加入药剂，调浆加药过程在高浓度矿浆搅拌槽中进行，本实施例中，调浆加药包括三个步骤，第一步、调浆，在第一段矿浆搅拌桶中搅拌30分钟，进行调浆操作，第二步、加药，将调浆后的矿浆转入到第二段矿浆搅拌桶中，进行加药、搅拌，矿浆的入矿量为10-20吨/小时，第二段矿浆搅拌桶中加入江西省硕晶非金属材料有限公司生产的型号为1#的药剂，药剂加入量为100-300ml/S，并在第二段矿浆搅拌桶中搅拌30分钟，第三步、加药，将调浆后的矿浆转入到第三段矿浆搅拌桶中，进行加药、搅拌，矿浆的入矿量为10-20吨/小时，第三段矿浆搅拌桶中加入江西省硕晶非金属材料有限公司生产的型号为2#的药剂，药剂加入量为150-500ml/S，并在第三段矿浆搅拌桶中搅拌30分钟；
B、缓冲搅拌：在矿浆搅拌槽中进行缓冲搅拌，本实施例中，搅拌时间30分钟，使浮选药剂与目标矿物充分吸附后进入浮选作业；
C、长石粗选：利用浮选设备浮选出长石矿，本实施例中，可采用现有技术中常用的浮选工艺及设备对长石矿进行粗选；
D、浓缩或超声波提纯：对浮选出来的矿物做超声波提纯，去除粗粒长石所附着的脉石，本实施例中，超声波提纯选用型号为SJC-1510-15的15kw的矿物超声精选机，然后用脱泥斗进行浓缩，本实施例中浓缩后的含水率小于45%；
E、沉淀或兼超声波分离提纯长石：对浓缩后的矿物做超声波提纯，进一步去除粗粒长石所含脉石，本实施例中，超声波提纯选用型号为SJC-1510-15的15kw的矿物超声精选机，采用自然沉淀法获得回水和长石，上层水为回水，下层沉淀物为长石。
本实施例中，石英砂分离工艺包括如下子步骤：
A、浓缩或超声波提纯：对石英砂浆料做超声波提纯，本实施例中可选用容积为3m3的超声波振动机，以去除粗粒石英砂所含脉石，然后采用脱泥斗进行浓缩，本实施例中，浓缩后含水率小于45%；
B、自然沉淀或兼超声波分离提纯石英砂，对石英砂浆料进行自然沉淀，做超声波提纯，本实施例中，可选用容积为3m3的超声波振动机，进一步去除石英砂中所含脉石，采用自然沉淀法获得回水和石英砂，上层水为回水，下层沉淀物为石英砂。
本实施例中，磁性产品分离工艺包括如下子步骤：
A、磁选：对于合格粒级矿料磁选，磁选出的其中的磁性物，本实施例中，磁选选用1.5G的立环高梯度磁选机；
B、沉淀：对于磁选出的磁性物进行自然沉淀，采用自然沉淀法获得回水和磁性产品，上层水即为回水，下层沉淀物即为磁性产品。
本实施例中，还包括有分选/除杂工艺，采用圆筒筛根据粒径大小分离出杂质和有用物料。
本实施例中，还包括有色选工艺，利用色选机进行光学色选，去除有色变质矿，提纯合格优质矿的质量品位。
本实施例中，还包括有磨矿工艺，通过磨机进行磨矿处理，使其能达到目标产品的粒级。
具体包括下述步骤：
步骤S1、 一次高岭土分离：从高岭土矿或者高岭土尾矿中分离出明显的高岭土，并将其他剩余物料进行下一步处理；
步骤S2、一次分选：从高岭土分离后的剩余物料中分选出小颗粒物和大颗粒物；
步骤S3、一次云母分离：步骤S2中产生的小颗粒物中分离出云母和其他剩余物料；
步骤S4、一次长石分离：步骤S3中分离出云母后的其他剩余物料中分理出长石；
步骤S5、 色选：采用离线或在线色选装置进行物料色选，去除杂质，除杂后返回，色选分离出有色变质矿，其他物料进行进一步处理；
步骤S6、磨矿：对色选后的其他物料进行磨矿处理，使其由大颗粒物料转换成小颗粒物料；
步骤S7、二次云母分离：步骤S6中产生的小颗粒物中分离出云母和其他剩余物料；
步骤S8、二次分选：对于步骤S7产生的其他剩余物料进行二级分选，其中的大颗粒物返回步骤S6，进行进一步磨矿，小颗粒物进行后续处理；
步骤S9、二次高岭土分离：对于步骤S8产生的小颗粒物进行二次高岭土分离，获得高岭土和其他剩余物料；
步骤S10、磁性产品分离：对步骤S9产生的其他剩余物料进行磁选分离，分离出磁性产品和其他剩余物料；
步骤S11、三次云母分离：步骤S10中产生的其他剩余物料中分离出云母和其他剩余物料；
步骤S12、二次长石分离：步骤S11中分离出云母后的其他剩余物料中分理出长石和其他物料；
步骤S13、三次分选：对于步骤S12产生的其他剩余物料进行三次分选，大颗粒物和小颗粒物；
步骤S14、石英砂分离：对于步骤S13中大颗粒物和小颗粒物分别分离出石英砂。
本发明完整的工艺步骤如下：
步骤S1、高岭土原矿（或者高岭土尾矿）进料：本实施例中，上料时采用铲车将高岭土原矿或者高岭土尾矿装入上料斗中，上料斗选用容积为2~4m3的上料斗，通过上料斗进行上料；
步骤S2、磨矿破碎（可选）：如果高岭土原矿或者高岭土尾矿颗粒较小，则无需进行磨矿破碎，粒径为自然粒径，因为原料是一种风化的沉积聚合体，如果高岭土原矿或者高岭土尾矿颗粒较大，则需要进行磨矿破碎，本实施例中，选用反击破式或颚式破碎机对颗粒较大的矿料进行磨碎破碎处理，具体实施时，可选用PE-400×600型颚式破碎机，将大块的物料破碎成的小颗粒高岭土矿或高岭土尾矿等非金属矿物；
步骤S3、除杂：用分级设备进行原矿除杂，分离出杂质和有用物料，杂质进行丢弃，有用物料进一步加工，本实施例中，除杂操作采用圆筒筛对物料进行筛分分级，圆筒筛孔径为15mm，可将粒径大于15mm的杂质筛除，粒径大于15mm的视作杂质，本实施例中，可选用直径为1m，长度为2m的圆筒筛，具体实施时，也可以选用其他尺寸的圆筒筛；
步骤S4、二次分级：可分离出高岭土产品和其他物料，本实施例中，二次分级可采用振动筛利用筛分分级原理将合格粒级高岭土矿或高岭土尾矿等非金属矿物和附产品尾泥或高岭土分开，本实施例中，振动筛选用1.8×4.8m，具体实施时，也可以选用其他尺寸的振动筛；
步骤S5、脱水：采用真空带式过滤机对分离出的高岭土产品进行脱水，产生回水（净化后排出或转作他用）和高岭土（可做进一步加工），本实施例中，采用真空带式过滤机的在高岭土产品中首次应用，提高了脱水效率和效果的进步，处理过程更环保（水分最高可控制在7-15%，通过控制滤布孔径和真空压力来调节），控制方式简单且对结果更容易控制，可能的替代方案是不同型号真空带式过滤机的选择或不同型号带式过滤机的选择，本实施例中，选用有效工作面积为8~12m2的过滤机，具体实施时，也可以选用其他型号的过滤机；
步骤S6、分级精选：将步骤S4产生的其他物料进行分级精选，以为后续工艺提供优质品级的原矿，粒级范围分级大小的选择或者分级级数的数量选择可根据实际需要具体而定，分级精选主要针对物料的粒径大小进行分级，本实施例中，分级精选采用圆筒筛，对物料进行筛分分级，本实施例中，可选用直径为1m，长度为2m的圆筒筛，具体实施时，也可以选用其他尺寸的圆筒筛，筛孔粒径在15mm至140目间可选， 1目~140目的物料分离出来，做下一步处理，转至步骤S7，+140目~+15mm的物料做进一步分选，转至步骤S15；
步骤S7、调浆加药：将分离出来的小颗粒物料进行调浆加药，调浆加药过程在高浓度矿浆搅拌槽中进行，矿浆搅拌槽采用直径1.5m，高度为2m 搅拌槽，具体实施时，也可以选用其他型号的搅拌槽；
步骤S8、缓冲搅拌：在矿浆搅拌槽中进行缓冲搅拌，本实施例中，矿浆搅拌槽采用直径1.5m，高度为2m 搅拌槽，具体实施时，也可以选用其他型号的搅拌槽；
步骤S9、云母粗选：利用浮选设备浮选出云母矿，转至步骤S10处理，其余尾矿转至步骤S12，本实施例中，第1级浮选采用型号为XCF的浮选机1台串联2台型号为KYF的浮选机，XCF浮选机和KYF浮选机采用串联方式连接；
步骤S10、浓缩或超声波提纯：对浮选出来的矿后的矿物做超声波提纯，以去除粗粒云母所附着的脉石，达到提纯云母和分离脉石的目的，目前，尚且没有此工艺的设计和应用，对于超声波设备的选择，可根据实际情况具体选择，浓缩产生回水（净化后排出或转作他用）和云母浓缩浆料，本实施例中，超声波提纯可选用容积为3m3的超声波振动机，具体实施时，也可以选用其他型号的，超声波振动提纯后，可选用脱泥斗进行浓缩；
步骤S11、沉淀或兼超声波分离提纯云母，对浓缩后的矿物做进一步超声波提纯，以进一步去除粗粒云母所含脉石，达到提纯云母和分离脉石的目的，对于超声波设备的选择，可根据实际情况具体选择，本实施例中，超声波提纯可选用容积为3m3的超声波振动机，具体实施时，也可以选用其他型号的，超声波振动提纯后，采用自然沉淀法获得回水（净化后排出或转作他用）和云母（可做进一步加工），上层水即为回水，下层沉淀物即为云母；
步骤S12、云母扫选：利用浮选设备进一步浮选出云母矿浆料，转至步骤S10处理，其余尾矿浆料转至步骤S13，本实施例中，第2级浮选采用XCF浮选机1台串联1台KYF型号浮选机；
步骤S13、浓缩或超声波提纯：对步骤S13产生的尾矿浆料做超声波提纯，以去除粗粒长石所附着的脉石，达到提纯长石和分离脉石的目的，目前，尚且没有此工艺的设计和应用，对于超声波设备的选择，可根据实际情况具体选择浓缩产生回水（净化后排出或转作他用）和长石浓缩浆料，本实施例中，超声波提纯可选用容积为3m3的超声波振动机，具体实施时，也可以选用其他型号的，超声波振动提纯后，可选用脱泥斗进行浓缩；
步骤S14、沉淀或兼超声波分离提纯长石，对浓缩后的长石浓缩浆料做进一步超声波提纯，以进一步去除粗粒长石所含脉石，达到提纯长石和分离脉石的目的，对于超声波设备的选择，可根据实际情况具体选择，本实施例中，超声波提纯可选用容积为3m3的超声波振动机，具体实施时，也可以选用其他型号的，超声波振动提纯后，采用自然沉淀法获得回水（净化后排出或转作他用）和长石（可做进一步加工），上层水即为回水，下层沉淀物即为长石；
步骤S15、分级精选粗粒级矿（粒径大于140目至15mm间可选），精选对原矿中+140目-15mm粒径的矿浆做精确分级，以为后续工艺提供优质品级的原矿，可能的替代方案包括此粒级范围分级为不同粒度的选择或者分级级数的数量的不同选择，本实施例中，分级精选采用圆筒筛，对物料进行筛分分级，本实施例中，可选用直径为1m，长度为2m的圆筒筛，具体实施时，也可以选用其他尺寸的圆筒筛，筛孔粒径在15mm至140目间可选；
步骤S16、色选：离线或在线色选除杂，除杂后返回，对分级后的优质粒级矿色选分离出有色变质矿，以便于提纯合格优质矿的质量品位，目前，国内还没有此工艺的设计和应用，本实施例中，采用6通道双层色选机进行光学色选，去除有色变质矿，具体实施时，色选机的选择也可根据实际需要具体选定；
步骤S17、磨矿：色选后保留的优质矿通过磨机进行磨矿处理，使其能达到目标产品的粒级；
步骤S18、分级或兼超声波提纯：将步骤S17磨矿后产生的物料进行分级精选，筛分分级选出合格粒级云母或和超声波提纯，以为后续工艺提供优质品级的原矿，粒级范围分级大小的选择或者分级级数的数量选择可根据实际需要具体而定，分级精选主要针对物料的粒径大小进行分级，粒径在+40目~1目的物料分离出来，做下一步处理，转至步骤S19，+325目~1目的物料做进一步分选，转至步骤S20；
步骤S19、沉淀或兼超声波分离提纯云母，对分选后的矿物做超声波提纯，以去除粗粒云母所含脉石，达到提纯云母和分离脉石的目的，对于超声波设备的选择，可根据实际情况具体选择，本实施例中，超声波提纯可选用容积为3m3的超声波振动机，具体实施时，也可以选用其他型号的，超声波振动提纯后，采用自然沉淀法获得回水（净化后排出或转作他用）和云母（可做进一步加工），上层水即为回水，下层沉淀物即为云母；
步骤S20、分级：步骤S18分离出的+325目~1目的物料进行进一步分级， 从中分离出+40~+8目的物料，转至步骤S17进行进一步磨矿处理，至合格粒级，-8目~-40目的物料转至步骤S21，本实施例中，分级采用圆筒筛，对物料进行筛分分级，本实施例中，可选用直径为1m，长度为2m的圆筒筛，具体实施时，也可以选用其他尺寸的圆筒筛；
步骤S21、脱泥：利用脱泥斗对步骤S20分选出的-8目~-40目的物料进行的脱泥处理，脱出的泥或高岭土转至步骤S22；
步骤S22、浓缩：对于步骤S21产生的泥或高岭土进行浓缩，浓缩采用脱泥斗进行，利用水里重选脱泥的方式，沉淀溢流产生的回水（净化后排出或转作他用），获得的高岭土浆料转至步骤S23；
步骤S23、脱水：对于步骤S22产生的高岭土浆料进行压滤脱水处理，获得高岭土（可做进一步加工）和滤液（净化后排出或转作他用），本实施例中，压滤脱水选用压滤机进行，工作效率为80~120pcs；
步骤S24、磁选：对于步骤S21中经脱泥斗脱完泥或高岭土后的合格粒级矿磁选，磁选出的其中的磁性物，本实施例中，磁选选用两级磁选机进行强磁除铁；
步骤S25、沉淀：对于步骤S24中磁选出的磁性物进行自然沉淀，采用自然沉淀法获得回水（净化后排出或转作他用）和磁性产品（可做进一步加工），上层水即为回水，下层沉淀物即为磁性产品；
步骤S26、真空脱水：对于步骤S24中磁选后的物料采用真空带式过滤机采用真空脱水方式进行脱水，产生的滤液（净化后排出或转作他用）和含水率为5~20%的其他浆料；
步骤S27、调浆加药：将步骤S26过滤后产生的其他浆料进行调浆加药，调浆加药过程在高浓度矿浆搅拌槽中进行，调浆加药过程在高浓度矿浆搅拌槽中进行，矿浆搅拌槽采用直径1.5m，高度为2m 搅拌槽，具体实施时，也可以选用其他型号的搅拌槽；
步骤S28、缓冲搅拌：在矿浆搅拌槽中进行缓冲搅拌，本实施例中，矿浆搅拌槽采用直径1.5m，高度为2m 搅拌槽，具体实施时，也可以选用其他型号的搅拌槽；
步骤S29、云母粗选：利用浮选设备浮选出云母矿，转至步骤S30处理，其余尾矿转至步骤S32，本实施例中，第1级浮选采用型号为XCF的浮选机1台串联2台型号为KYF的浮选机，XCF浮选机和KYF浮选机采用串联方式连接；
步骤S30、浓缩或超声波提纯：对浮选后的矿物做超声波提纯，以去除粗粒云母所附着脉石，达到提纯云母和分离脉石的目的，目前，尚且没有此工艺的设计和应用，对于超声波设备和分级设备的选择，可根据实际情况具体选择，浓缩产生回水（净化后排出或转作他用）和云母浓缩浆料，本实施例中，超声波提纯可选用容积为3m3的超声波振动机，具体实施时，也可以选用其他型号的，超声波振动提纯后，可选用脱泥斗进行浓缩；
步骤S31、沉淀或兼超声波分离提纯云母，对浓缩后的浆料做超声波提纯，以进一步去除粗粒云母所含脉石，达到提纯云母和分离脉石的目的，对于超声波设备的选择，可根据实际情况具体选择，本实施例中，超声波提纯可选用容积为3m3的超声波振动机，具体实施时，也可以选用其他型号的，超声波振动提纯后，采用自然沉淀法获得回水（净化后排出或转作他用）和云母（可做进一步加工），上层水即为回水，下层沉淀物即为云母；
步骤S32、云母扫选：利用浮选设备进一步浮选出云母矿，转至步骤S30处理，其余尾矿转至步骤S33，本实施例中，第2级浮选采用XCF浮选机1台串联1台KYF型号浮选机；
步骤S33、调浆加药：将步骤S32产生的尾矿进行调浆加药，调浆加药过程在高浓度矿浆搅拌槽中进行，矿浆搅拌槽采用直径1.5m，高度为2m 搅拌槽，具体实施时，也可以选用其他型号的搅拌槽；
步骤S34、缓冲搅拌：在矿浆搅拌槽中进行缓冲搅拌，本实施例中，矿浆搅拌槽采用直径1.5m，高度为2m 搅拌槽，具体实施时，也可以选用其他型号的搅拌槽；
步骤S35、浓缩或超声波提纯：对磨矿后的矿物做超声波提纯，以去除粗粒长石所含脉石，达到提纯长石和分离脉石的目的，目前，尚且没有此工艺的设计和应用，对于超声波设备和分级设备的选择，可根据实际情况具体选择，浓缩产生回水（净化后排出或转作他用）和长石浆料，本实施例中，超声波提纯可选用容积为3m3的超声波振动机，具体实施时，也可以选用其他型号的，超声波振动提纯后，可选用脱泥斗进行浓缩；
步骤S36、自然沉淀或兼超声波分离提纯长石，对步骤35产生的长石浆料进行自然沉淀，做超声波提纯，以进一步去除粗粒长石所含脉石，达到提纯云母和分离脉石的目的，对于超声波设备的选择，可根据实际情况具体选择，本实施例中，超声波提纯可选用容积为3m3的超声波振动机，具体实施时，也可以选用其他型号的，超声波振动提纯后，采用自然沉淀法获得回水（净化后排出或转作他用）和长石（可做进一步加工），上层水即为回水，下层沉淀物即为长石；
步骤S37、长石扫选：利用浮选设备进一步浮选出长石矿，转至步骤S35处理，其余尾矿转至步骤S38，长石扫选进行一次或两次，本实施例中，第2级浮选和第3级浮选均采用XCF浮选机1台串联1台KYF型号浮选机；
步骤S38、分级：通过水力分级机对于步骤S37产生的尾矿进行分级，按照140目粒径为界限，分为大粒径浆料和小粒径浆料，由于大粒径浆料和小粒径浆料处理过程相同，分别转至步骤S39；
步骤S39、浓缩或超声波提纯：对分级后的大粒径浆料和小粒径浆料做超声波提纯，以去除粗粒石英砂所含脉石，达到提纯石英砂和分离脉石的目的，目前，尚且没有此工艺的设计和应用，对于超声波设备和分级设备的选择，可根据实际情况具体选择，浓缩产生回水（净化后排出或转作他用）和石英砂浆料，本实施例中，超声波提纯可选用容积为3m3的超声波振动机，具体实施时，也可以选用其他型号的，超声波振动提纯后，可选用脱泥斗进行浓缩；
步骤S40、自然沉淀或兼超声波分离提纯石英砂，对步骤39产生的大粒径石英砂浆料和小粒径石英砂浆料分别进行自然沉淀，做超声波提纯，以进一步去除石英砂中所含脉石，达到提纯石英砂和分离脉石的目的，对于超声波设备的选择，可根据实际情况具体选择，本实施例中，超声波提纯可选用容积为3m3的超声波振动机，具体实施时，也可以选用其他型号的，超声波振动提纯后，采用自然沉淀法获得回水（净化后排出或转作他用）和石英砂（可做进一步加工），上层水即为回水，下层沉淀物即为石英砂。
本发明中产生的回水、溢流水和滤液可通过水回收系统进行回收，以进行磨矿、分级和调浆之用。
本发明中，第1级浮选采用型号为XCF的浮选机1台串联2台型号为KYF的浮选机，第2级浮选采用型号为XCF浮选机1台串联1台型号为KYF的浮选机进行联合浮选，在石英浮选、云母浮选、长石浮选等非金属矿选矿工艺中没有设计应用，此联合浮选机组的浮选分离质量优于传统的1台XCF浮选机串联2台及以上KYF浮选机，可能的替代方案是传统的1台XCF浮选机串联2台及以上KYF型号浮选机的连接方式机组，本发明中选用两种型号联合浮选机组的组合连接方式在浮选时泡沫稳定性、浮选液面稳定性、浮选槽内气泡稳定性和快速矿化粘附效果有明显的提高（提高20%以上），浮选槽内紊流稳定性和湍流强化有明显的提高（提高20%以上）。
本发明主要包括高岭土原矿破碎（或者高岭土尾矿）以及湿法分级初选、二次分级、分级精选、色选、磨矿、云母的物理选矿分选、云母或其矿浆的超声波分离和提纯、不同粒级云母的物理分级、多级脱泥、多级磁选、真空脱水、不同粒级云母浮选、不同粒级云母的超声波分离提纯、云母分离后的矿浆真空脱水、长石浮选、长石的超声波分离提纯、石英砂物理分级、石英砂的超声波分离提纯。
采用本发明选矿工艺流程选矿提纯的理化指标控制手段多、流程完善、一次产出品质高、产出高纯产品多、适用领域宽，并可填补国内高岭土矿（或者高岭土尾矿）选矿提纯的空白领域，进口替代高纯相关产品。
本发明的整个工艺流程由五个功能区组成，五个功能区有独立的选矿功能和又相互组合成就更高质量品位成品的产出功能，因此，这五个选矿功能区是可以拆开重新组合的，重组功能区后产出的产品类似，品质会有差别，应用领域相近，适用工业行业以及适用行业的产品品质会有差别（关键指标差值在0.1-0.5%及以上，如二氧化硅、三氧化二铝的含量）。
本专利的选矿和分离提纯工艺设计先进，选矿提纯设备选型精密度高，并拥有设备专利，所用药剂与矿物理化特征匹配度高和提纯效果好，产品理化指标高且稳定，适用领域广泛并提升适用领域产品品质和应用领域。
涵盖物理、化学、超声学、光学技术以及目前国内国外先进的相关设备，在精细磨矿、精细分级、重选、磁选、色选、浮选、超声波选矿的联合选矿技术。为实现高化学纯度、高球形物理形态还发明相关的浮选设备和超声波提纯设备以及创新完善了中国现有的高岭土矿、高岭土尾矿和非金属矿联合选矿工艺，并为产品的进一步深加工硅材料垫定高纯原材料品质基础。
Claims (10)
1.一种高岭土矿或者高岭土尾矿的联合选矿和提纯方法，其特征是：所述的方法包括：高岭土分离工艺以及云母分离提纯工艺、长石分离提纯工艺、石英砂分离提纯工艺、磁性产品分离工艺中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的高岭土矿或者高岭土尾矿的联合选矿和提纯方法，其特征是：所述的高岭土分离工艺包括如下子步骤：
A、破碎磨矿：对原料破碎机破碎或磨机磨矿，解离开不同矿物；
B、分级：初步筛分分级不同粒级矿物；
C、浓缩：对泥浆或高岭土浆料进行浓缩，浓缩采用脱泥斗或者旋流器进行，利用水力重选脱泥的方式，获得的高岭土浆料；
D、脱水：对于浓缩后高岭土浆料进行压滤脱水处理，获得高岭土和滤液。
3.根据权利要求1所述的高岭土矿或者高岭土尾矿的联合选矿和提纯方法，其特征是：所述的云母分离工艺包括如下子步骤：
A、调浆加药：将调浆中加入药剂，调浆加药过程在高浓度矿浆搅拌槽中进行；
B、缓冲搅拌：在矿浆搅拌槽中进行缓冲搅拌；
C、云母粗选：利用浮选设备浮选出云母矿；
D、浓缩或兼超声波分离提纯：对浮选出来的矿物浓缩或浓缩同时做超声波提纯，去除粗粒云母所附着的脉石，然后用脱泥斗进行浓缩，步骤D和步骤E可任选一种；
E、沉淀或兼超声波分离提纯云母：对矿物沉淀或沉淀同时做超声波分离提纯，进一步去除粗粒云母所含脉石，采用自然沉淀法获得回水和云母，上层水为回水，下层沉淀物为云母。
4.根据权利要求1所述的高岭土矿或者高岭土尾矿的联合选矿和提纯方法，其特征是：所述的长石分离工艺包括如下子步骤：
A、调浆加药：将调浆中加入药剂，调浆加药过程在高浓度矿浆搅拌槽中进行；
B、缓冲搅拌：在矿浆搅拌槽中进行缓冲搅拌；
C、长石粗选：利用浮选设备浮选出长石矿；
D、浓缩或兼超声波分离提纯：对浮选出来的矿物浓缩或浓缩同时做超声波提纯，去除粗粒长石所附着的脉石，然后用脱泥斗进行浓缩，步骤D和步骤E可任选一种；
E、沉淀或兼超声波分离提纯长石：对矿物沉淀或沉淀同时做超声波分离提纯，进一步去除粗粒长石所含其它脉石，采用自然沉淀法获得回水和长石，上层水为回水，下层沉淀物为长石。
5.根据权利要求1所述的高岭土矿或者高岭土尾矿的联合选矿和提纯方法，其特征是：所述的石英砂分离工艺包括如下子步骤：
A、浓缩或兼超声波分离提纯石英砂：对石英砂浆料浓缩或浓缩同时做超声波提纯，以去除粗粒石英砂所含其它脉石，然后采用脱泥斗进行分离浓缩；
B、自然沉淀或兼超声波分离提纯石英砂，对石英砂浆料进行自然沉淀或沉淀同时做超声波提纯，进一步去除石英砂中所含其它脉石，采用自然沉淀法获得回水和石英砂，上层水为回水，下层沉淀物为石英砂。
6.根据权利要求1所述的高岭土矿或者高岭土尾矿的联合选矿和提纯方法，其特征是：所述的磁性产品分离工艺包括如下子步骤：
A、磁选：对于合格粒级矿料磁选，磁选出其中的磁性物；
B、沉淀：对于磁选出的磁性物进行自然沉淀，采用自然沉淀法获得回水和磁性产品，上层水即为回水，下层沉淀物即为磁性产品。
7.根据权利要求1所述的高岭土矿或者高岭土尾矿的联合选矿和提纯方法，其特征是：所述的方法还包括有分选/除杂工艺，采用圆筒筛根据粒径大小分离出杂质和有用物料。
8.根据权利要求1所述的高岭土矿或者高岭土尾矿的联合选矿和提纯方法，其特征是：所述的方法还包括有色选工艺，利用色选机进行光学色选，去除有色变质矿，提纯合格优质矿的质量品位。
9.根据权利要求1所述的高岭土矿或者高岭土尾矿的联合选矿和提纯方法，其特征是：所述的方法还包括有磨矿工艺，通过磨机进行磨矿处理，使其能达到目标产品的粒级并充分解离所磨的混合矿物。
10.根据权利要求1所述的高岭土矿或者高岭土尾矿的联合选矿和提纯方法，其特征是：所述的方法包括下述步骤：
步骤S1、一次高岭土分离：从高岭土矿或者高岭土尾矿中分离出明显的高岭土，并将其他剩余物料进行下一步处理；
步骤S2、两次分选：从高岭土分离后的剩余物料中分选出小颗粒物和大颗粒物；
步骤S3、一次云母分离：步骤S2中产生的小颗粒物中分离出云母和其他剩余物料；
步骤S4、一次长石分离：步骤S3中分离出云母后的其他剩余物料中分理出长石；
步骤S5、 色选：采用离线或在线色选装置进行物料色选，去除杂质，除杂后返回，色选分离出有色变质矿，其他物料进行进一步处理；
步骤S6、磨矿：对色选后的其他物料进行磨矿处理，使其由大颗粒物料转换成小颗粒物料；
步骤S7、二次云母分离：步骤S6中产生的小颗粒物中分离出云母和其他剩余物料；
步骤S8、二次分选：对于步骤S7产生的其他剩余物料进行二级分选，其中的大颗粒物返回步骤S6，进行进一步磨矿，小颗粒物进行后续处理；
步骤S9、二次高岭土分离：对于步骤S8产生的小颗粒物进行二次高岭土分离，获得高岭土和其他剩余物料；
步骤S10、磁性产品分离：对步骤S9产生的其他剩余物料进行磁选分离，分离出磁性产品和其他剩余物料；
步骤S11、三次云母分离：步骤S10中产生的其他剩余物料中分离出云母和其他剩余物料；
步骤S12、二次长石分离：步骤S11中分离出云母后的其他剩余物料中分理出长石和其他物料；
步骤S13、三次分选：对于步骤S12产生的其他剩余物料进行三次分选，大颗粒物和小颗粒物；
步骤S14、石英砂分离：对于步骤S13中大颗粒物和小颗粒物分别分离出石英砂。
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