CN115121364A - 一种黑钨矿废石综合利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种黑钨矿废石综合利用的方法。本发明采用三段制砂工艺流程，将黑钨矿废石破碎、整形、筛分、洗砂，最终获得四种骨料以及制砂产生的次生细泥。粗骨料经智能分选得到颜色、硬度合格骨料。次生细泥经过强磁粗选，得到磁选粗精矿，将磁选粗精矿筛分为+0.074mm与‑0.074mm两个粒级并进行摇床精选，最终得到合计品位为14.44％，总回收率为82.06％的黑钨精矿。磁选尾矿与重选尾矿合计损失率为17.94％。整个工艺流程基本完成黑钨矿废石的完全综合利用。采用湿式强磁粗选‑摇床精选的重磁联合工艺回收次生细泥中黑钨矿，未使用浮选药剂，环境友好，作业回收率高，工艺简单。

Description

一种黑钨矿废石综合利用的方法
技术领域
本发明属于矿产资源综合利用领域，具体涉及一种黑钨矿废石综合利用的方法。
背景技术
我国是世界第三大矿业大国，拥有各种矿山十五万座左右。同时，我国矿山废石和尾矿的堆存量大、排放增长速度快、排放强度高，在矿产资源的开发利用过程中每年会排出大量的废石和尾矿。到目前为止，我国矿山固体废弃物堆存量近700亿吨，其中采选废石堆存520亿吨。矿山废石任意堆放不仅造成资源的大量浪费，而且容易引发一系列的环境问题。矿产资源开发还会引发一系列的地质灾害和环境污染，对矿山及周边的生态环境造成严重的破环。目前，我国大量的矿山废石只能长期堆存在废石库、尾矿库或矿山周围的排土场，有些技术落后的小矿山甚至直接将矿山废石排放到河沟、山沟之中，严重危害跨周边环境。堆存在废石库、排土场中的废石，也会对矿区周围环境造成严重的污染，矿山废石大量堆存在一起，形成“二次矿山”，废石中没有被提取的有价成分以及有毒有害物质会通过各种环境介质进入矿区的生态圈，对矿山周边的空气、水体以及土壤环境造成严重的污染，危害动植物的健康。矿山废石的危害主要表现在占用土地，造成资源浪费、引发地质灾害以及污染环境等方面。
钨是一种重要的战略金属资源，因为钨金属优异的理化性能和机械性能，钨被广泛应用于特种合金、硬质合金、石油化工以及集成电路等高技术领域，钨的需求量也在急剧增加。目前，在自然界中发现的钨矿物和含钨矿物已经超过二十种，如黑钨矿族、白钨矿族、钨华类矿物等。但是，其中只有黑钨矿[(Fe,Mn)WO4]和白钨矿[CaWO4]具有开采经济价值，其中黑钨矿约占钨矿资源的30％。黑钨矿开采历史悠久，且黑钨矿的贫化率较高，其质量采剥比能达到十几比一，导致黑钨矿采矿废石产生量十分庞大，长期以来对其资源化利用并没有受到重视，只是简单的堆存处理，导致大量黑钨矿采矿废石堆存在废石场中。对黑钨矿废石进行资源化综合利用不仅可以解决废石堆存带来的各种安全问题和环境问题，还可以变废为宝，回收其中的资源，解决资源浪费与部分资源紧张的问题，同时具有良好的经济效益和环境效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种黑钨矿废石综合利用方法，以实现黑钨矿废石的资源综合利用。
本发明提供的这种黑钨矿废石综合利用的方法，包括如下步骤：
1)采用三段制砂工艺将黑钨矿废石破碎、整形、筛分、洗砂，得到-31.5mm+20mm、-20mm+10mm、-10mm+5mm三种粒度的粗骨料、-5mm+1mm细骨料和-1mm次生细泥；
2)将步骤1)所得的-31.5mm+20mm、-20mm+10mm、-10mm+5mm三种粒度的粗骨料分别进行智能分选，选出其中黑色、灰色等强度高的骨料；
3)将步骤1)所得的-1mm次生细泥进行磁选，得到磁选精矿1和磁选中矿1；将磁选中矿1进行再次磁选，得到磁选精矿2和磁选中矿2；将磁选精矿1和磁选精矿2合并成磁选精矿，然后筛分得到+0.074mm与-0.074mm两个粒级的粗精矿,将两次磁选的尾矿合并成磁选尾矿；
4)将步骤3)得到的+0.074mm粗精矿摇床重选，得到钨精矿1和摇床中矿1；对摇床中矿1再次摇床重选，得到钨精矿2和摇床中矿2，将两次摇床重选的尾矿合并成摇床尾矿1；
5)将步骤3)得到的-0.074mm粗精矿摇床重选，得到钨精矿3和摇床中矿3；对摇床中矿3再次摇床重选，得到钨精矿4和摇床中矿4，将两次摇床重选的尾矿合并成摇床尾矿2。
所述步骤1)中，三段制砂工艺流程具体为：黑钨矿废石经一段粗碎、二段中碎两段破碎后进行第一次筛分，得到+31.5mm、-31.5mm+5mm、-5mm三种粒度颗粒；+31.5mm粒度颗粒返回二段中碎破碎；-31.5mm+5mm粒度颗粒经破碎整形后，进行第二次筛分，得到-31.5mm+20mm、-20mm+10mm、-10mm+5mm三种粒度的粗骨料和-5mm的细颗粒；-5mm颗粒经洗砂，得到-5mm+1mm细骨料和-1mm次生细泥。
作为优选，所述一段粗碎在颚式破碎机中进行，二段中碎在圆锥破碎机中进行。
作为优选，所述第一次筛分使用两层振动筛，其中筛孔大小从上至下分别为31.5mm、5mm。
作为优选，所述破碎整形在冲击破碎整形制砂机中进行。
作为优选，所述第二次筛分使用三层振动筛，其中筛网孔径大小从上至下分别为20mm、10mm、5mm。
作为优选，所述洗砂在螺旋洗砂机中进行。
所述步骤2)中，使用CCD系列光电智能分选机对骨料进行智能分选；将-31.5mm+20mm、-20mm+10mm、-10mm+5mm三种粒度的粗骨料分别进行智能分选，选出其中黑色、灰色等强度高的骨料，用于公路路面基层，抛掉白色、白加黑等颜色和硬度不达标的石料。
所述步骤3)中，两次磁选都在湿式强磁选机中进行，磁场强度为1.4T。
将步骤3)得到的磁选尾矿，步骤4)和步骤5)得到的摇床尾矿合并，用于制备陶瓷材料。
本发明的有益效果：
本发明采用三段制砂工艺流程对黑钨矿废石进行破碎制砂处理，得到四种骨料以及制砂产生的次生细泥。次生细泥可用于回收黑钨矿，重选与磁选的尾矿用作制备陶瓷的材料，整个工艺流程基本完成黑钨矿废石的完全综合利用。采用湿式强磁粗选-摇床精选的重磁联合工艺回收次生细泥中黑钨矿，未使用浮选药剂，环境友好，作业回收率高，工艺简单。
附图说明
图1为黑钨矿废石XRD图谱；
图2为制砂生产工艺流程图；
图3为粗骨料智能分选效果图；
图4为次生细泥中回收黑钨矿工艺流程图；
图5为本发明工艺流程图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明作详细说明。
本实施例黑钨矿废石取自湖南瑶岗仙废石堆，废石场中废石主要为黑钨矿采矿剥离的围岩，以及黑钨矿预选抛废的废石。图1为黑钨矿废石的XRD分析结果。该黑钨矿废石的主要矿物组成为石英、云母和绿泥石，其中SiO2的含量接近70％，是优良的机制砂原料。
机制砂生产工艺(采用三段制砂工艺流程)：
(1)将黑钨矿废石经颚式破碎机进行一段粗碎，再经圆锥破碎机进行二段中碎，两段破碎后经振动筛进行第一次筛分，第一次筛分使用两层振动筛，筛孔大小从上至下分别为31.5mm、5mm，经筛分得到+31.5mm、-31.5mm+5mm、-5mm三种筛分产品，+31.5mm颗粒返回二段中碎圆锥破碎机破碎，-31.5mm+5mm颗粒进入冲击破碎整形制砂机，-5mm颗粒进入螺旋洗砂机，利用洗砂机分离出粒度为-5mm+1mm的细骨料与粒度为-1mm的次生细泥。
(2)-31.5mm+5mm颗粒进入冲击破碎整形制砂机破碎整形后全部进入三层振动筛进行第二次筛分，从上至下筛网孔径大小分别为20mm、10mm和5mm，经过筛分得到-31.5mm+20mm、-20mm+10mm、-10mm+5mm三种粒度的粗骨料和-5mm的细颗粒，-5mm颗粒进入螺旋洗砂机，得到-5mm+1mm细骨料和-1mm次生细泥，洗砂的水经过沉淀可以作为回水反复使用。其中次生细泥的产率为7％，次生细泥作为回收黑钨矿的原料。
粗骨料智能分选：
使用CCD系列光电智能分选机对-31.5mm+20mm、-20mm+10mm、-10mm+5mm三种粒度的粗骨料进行分选，选出其中黑色、灰色等强度高的骨料，用于公路路面基层，抛掉白色、白加黑等颜色和硬度不达标的石料。从图3可以看出，目标矿物样品中白色石子几乎全部剔除，达到分选预期效果。
次生细泥中回收黑钨矿工艺：
步骤一：将-1mm次生细泥在磁场强度为1.4T下进行强磁粗选，得到磁选精矿1和磁选中矿1，同时，为进一步保证强磁粗选的WO3回收率，对磁选中矿1进行再次磁选，得到磁选精矿2和磁选中矿2；将两次磁选的精矿合并获得WO3品位为3.25％，回收率83.90％的磁选粗精矿，将磁选精矿筛分为+0.074mm与-0.074mm两个粒级粗精矿，再分别进入摇床进行精选。将两次磁选的尾矿合并成磁选尾矿，可用于制备陶瓷材料。
步骤二：将+0.074mm粒级粗精矿经过摇床精选，获得钨精矿1和摇床中矿1，其中，钨精矿1中WO3的品位为63.31％、作业回收率为62.26％、总回收率为28.23％；对摇床中矿1再次摇床精选，获得钨精矿2和摇床中矿2，钨精矿2中WO3的品位为71.53％、作业回收率为13.15％、总回收率为5.96％。将两次摇床重选的尾矿合并成摇床尾矿1，可用于制备陶瓷材料。
步骤三：将-0.074mm粒级粗精矿经过摇床精选，获得钨精矿3和摇床中矿3，其中，钨精矿3中WO3的品位为45.26％，作业回收率为49.75％，总回收率为19.19％；对摇床中矿3再次摇床精选，获得钨精矿4和摇床中矿4，其中，钨精矿4中WO3的品位为53.28％，作业回收率为13.02％，总回收率为5.02％。将两次摇床重选的尾矿合并成摇床尾矿2，可用于制备陶瓷材料。
步骤四：次生细泥回收WO3试验结果如表1所示。根据工业生产的实际需求，可以将-0.074mm和+0.074mm两个粒级的4个摇床重选精矿合并，得到WO3合计品位为55.75％，总回收率为58.39％的黑钨精矿；也可以将两个粒级的摇床中矿与摇床精矿全部合并，得到WO3合计品位为14.44％，总回收率为82.06％的黑钨精矿。
表1次生细泥回收WO3试验结果
Figure BDA0003720367910000051
以上实施例只是本发明的优选实施例，并非是对本发明做其它形式的限制，不能以此限定本发明权利范围，对于本领域相关技术人员而言，在不改变本发明原理前提下的任何改进，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种黑钨矿废石综合利用的方法，包括如下步骤：
1)采用三段制砂工艺将黑钨矿废石破碎、整形、筛分、洗砂，得到-31.5mm+20mm、-20mm+10mm、-10mm+5mm三种粒度的粗骨料、-5mm+1mm细骨料和-1mm次生细泥；
2)将步骤1)所得的-31.5mm+20mm、-20mm+10mm、-10mm+5mm三种粒度的粗骨料分别进行智能分选，选出其中黑色、灰色等强度高的骨料；
3)将步骤1)所得的-1mm次生细泥进行磁选，得到磁选精矿1和磁选中矿1；将磁选中矿1进行再次磁选，得到磁选精矿2和磁选中矿2；将磁选精矿1和磁选精矿2合并成磁选精矿，然后筛分得到+0.074mm与-0.074mm两个粒级的粗精矿；将两次磁选的尾矿合并成磁选尾矿；
4)将步骤3)得到的+0.074mm粗精矿摇床重选，得到钨精矿1和摇床中矿1；对摇床中矿1再次摇床重选，得到钨精矿2和摇床中矿2，将两次摇床重选的尾矿合并成摇床尾矿1；
5)将步骤3)得到的-0.074mm粗精矿摇床重选，得到钨精矿3和摇床中矿3；对摇床中矿3再次摇床重选，得到钨精矿4和摇床中矿4，将两次摇床重选的尾矿合并成摇床尾矿2。
2.根据权利要求1所述的黑钨矿废石综合利用的方法，其特征在于，所述步骤1)中，三段制砂工艺流程具体为：黑钨矿废石经一段粗碎、二段中碎两段破碎后进行第一次筛分，得到+31.5mm、-31.5mm+5mm、-5mm三种粒度颗粒；+31.5mm粒度颗粒返回二段中碎破碎；-31.5mm+5mm粒度颗粒经破碎整形后，进行第二次筛分，得到-31.5mm+20mm、-20mm+10mm、-10mm+5mm三种粒度的粗骨料和-5mm的细颗粒；-5mm颗粒经洗砂，得到-5mm+1mm细骨料和-1mm次生细泥。
3.根据权利要求2所述的黑钨矿废石综合利用的方法，其特征在于，所述一段粗碎在颚式破碎机中进行，二段中碎在圆锥破碎机中进行；所述+31.5mm粒度颗粒返回二段中碎破碎。
4.根据权利要求2所述的黑钨矿废石综合利用的方法，其特征在于，所述第一次筛分使用两层振动筛，其中筛孔大小从上至下分别为31.5mm、5mm。
5.根据权利要求2所述的黑钨矿废石综合利用的方法，其特征在于，所述破碎整形在冲击破碎整形制砂机中进行。
6.根据权利要求2所述的黑钨矿废石综合利用的方法，其特征在于，所述第二次筛分使用三层振动筛，其中筛网孔径大小从上至下分别为20mm、10mm、5mm。
7.根据权利要求2所述的黑钨矿废石综合利用的方法，其特征在于，所述洗砂在螺旋洗砂机中进行。
8.根据权利要求1所述的黑钨矿废石综合利用的方法，其特征在于，所述步骤2)中，使用CCD系列光电智能分选机对骨料进行智能分选。
9.根据权利要求1所述的黑钨矿废石综合利用的方法，其特征在于，所述步骤3)中，两次磁选都在湿式强磁选机中进行，磁场强度均为1.4T。
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