CN115121370A - 铁尾矿及赤泥电化学提铁铝除硅酸盐系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铁尾矿及赤泥电化学提铁铝除硅酸盐系统，设有永磁筒体、传动装置、给矿管、分选槽体、磁系、磁系调整装置、机架，设有脉冲电源(1)，电化学氧化铅阳极电极(9)、电化学多孔金属锡阴极电极(10)，电化学氧化铅阳极电极(9)和电化学多孔金属锡阴极电极(10)，置于永磁筒体(2)与分选槽体(5)之间，电化学氧化铅阳极电极(9)与电化学多孔金属锡阴极电极(10)间隔15cm，(9)和电化学阴极(10)和分选槽体(5)分别隔有绝缘材料(11)，电化学氧化铅阳极电极(9)和电化学多孔金属锡阴极电极(10)之间设有铝精矿排出口(12)。对含高硅酸盐铁尾矿和赤泥可获得低的二氧化硅含量、高的铁铝回收率，解决了现有技术对微细铁矿和赤泥提铁铝效果差的问题。
Description
一、技术领域
本发明提供了一种铁尾矿及赤泥电化学提铁铝除硅酸盐系统，属于选矿的技术领域。
二、背景技术
铁尾矿及赤泥资源的回收再利用，是一项利于环境保护和国民经济发展的重要项目。但铁尾矿及赤泥通常包含着大量的硅酸盐杂质，硅酸盐杂质的存在对铁尾矿及赤泥选铁的再选利用和提高铁精矿品位具有不利的影响，因此必须将铁尾矿及赤泥物质中的硅酸盐含量大幅的降低，从而提高铁尾矿及赤泥的再选铁铝精矿的品位。
从铁尾矿及赤泥的再选铁铝中除去硅酸盐的一种常见方法为泡沫反浮选和磁选方法，其中浮选硅酸盐富集在泡沫中，且含铁的目的铁精矿存在于反浮选设备底部分级中。
我国有大量的含铁硅酸盐矿无法利用，除了极高能耗的无经济价值的氧化焙烧法外，至今也没有经济又环保的选矿技术将硅酸铁进行铁与硅酸盐的分离选矿法。
在现有技术中提出了各种反浮选药剂和设备及磁选设备，以提高铁铝回收率，同时降低二氧化硅水平。而这些反浮选药剂溶液通常涉及将矿石研磨成细颗粒，而当将矿石非常细碎地研磨至充分解离矿物质时，反浮选中的泡沫结构就会发生反浮选问题，细颗粒矿物会对泡沫体积的产生和泡沫的稳定性和反浮选效果产生不利影响。
现有浮选技术的浮选药剂功能都比较单一，特别对含硅酸铁的铁矿无法将硅酸铁与铁进行分离浮选，导致我国大量的含硅酸铁的铁矿无法利用。
赤泥是氧化铝工业生产过程中产生，由于矿石中的铁、钛等杂质与大部分的硅不溶解而形成的固体废渣，因多呈红色或褐色而得名。具有粒度细、组成复杂、放射性和强碱性的特点，极易引起土壤碱化、地下水污染、大气污染、放射性污染等一系列环境问题，而且还有赤泥坝溃坝风险。但同时，赤泥中含有铁、铝、钛、钠及多种稀土元素，是一种宝贵的二次资源。
目前的赤泥处理方式均存在很大的安全隐忧，主要有以下几个方面：一是赤泥填海会使其中的碱性废液、重金属离子和放射性元素进入海洋，破坏海洋生态平衡；二是赤泥的长时间堆存，会引起土壤碱化、地下水污染等一系列问题，对当地农业及渔业生产造成危害；三是风干后的赤泥，堆体极易发生表层剥离，引起扬尘，增加大气含尘量，造成大气污染；四是赤泥中放射性元素的存在会危害周边动植物的健康生长；五是赤泥坝的建设不仅占用土地资源，而且随着赤泥堆存量的不断增大，赤泥堆场的维护费用日益加大，且极易发生溃坝风险，因此发明赤泥回收利用的技术，显得优为重要，
三、发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种铁尾矿及赤泥电化学提铁铝除硅酸盐系统，克服了现有技术对微细弱磁性铁尾矿和赤泥浮选或磁选效果差的缺点。本发明通过使用、设备部件的特定组合，构成一种铁尾矿及赤泥电化学提铁铝除硅酸盐系统，对矿石进行电化学和磁选组合提铁铝去除硅酸盐。发现该组合系统可对含高硅酸盐铁尾矿和赤泥可获得低的二氧化硅含量、高的铁铝回收率，解决了现有技术对微细铁矿和赤泥提铁铝效果差的问题，所述铁尾矿及赤泥电化学提铁铝除硅酸盐系统包含：
电化学阳极电极、电化学阴极电极、脉冲电源、圆筒、磁系和槽体等六个主要部分构成。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种铁尾矿及赤泥电化学提铁铝除硅酸盐系统，其特征在于：由电化学阳极电极、电化学阴极电极、脉冲电源、圆筒、磁系和槽体等六个主要部分构成。电化学阳极电极为氧化铅阳极电极、电化学阴极电极为多孔金属锡阴极电极，并设有脉冲电源，电化学氧化铅阳极和电化学多孔金属锡阴极置于永磁筒体与分选槽体之间，电化学阳极与电化学阴极间隔15cm，电化学阳极和电化学阴极和分选槽体分别隔有绝缘材料。电化学阳极(9)和电化学阴极(10)之间设有铝精矿排出口。
使用方法：铁尾矿粒度74um占95-100％，矿浆浓度21-36％，开启圆筒电动机，进矿浆，待有矿浆从系统流出时，开启电化学电源，并向系统连续进矿浆，对矿浆进行电化学磁选选矿。圆筒磁吸附的是铁矿，阴电极和阳电极之间排出的是铝矿，系统底部排出的是硅酸盐等杂质尾矿。
与现有永磁机相比，本发明采用上述技术方案后，具有如下优点：
1、电化学的作用是在脉冲电场的作用下，氧化铅阳极电极在矿浆中产生质子化酸预先对铁矿物质进行离子化，同时对脉石与铁的结合体有极强的离子化晶格分散作用，达到去除铁矿结合的硅酸盐解离目的。多孔金属锡阴极电极对离子化晶格分散的铁有很好的还原作用使铁矿磁性增强，再利用特定磁场对有较好的磁性铁矿进行磁选，使铁与硅酸盐脉石充分地分离，解决了硅酸盐铁矿不能使用的历史性问题。
2、由于组合系统的上述协同功能作用，从而提高了铁矿物的选择性分离，提高了铁精矿的回收率和品位，同时铝也得到了充分回收，解决了现有磁选和泡沫反浮选中存在的夹杂、选择性差、对微细弱磁性铁矿磁选和浮选效果差、或泡沫发粘、精矿夹杂的问题。
3、所述的氧化铅阳极电极和金属锡阴极电极的制作方法：
取10cm×16cm面积的金属铅板作为阳电极，取10cm×16cm面积的金属锡板作为阴电极，将金属铅板和金属锡板插入容积为1000毫升的塑料电解槽中，阳电极与阴电极相距10cm，金属铅板接直流电源的正极，金属锡板接直流电源的负极，在容积为1000毫升的塑料电解槽中加入600-800毫升10％-15％的次氯酸钠溶液作为电解液，向电解槽中通直流电，电流密度为16mA/cm2-36mA/cm2，每次正向通电15-30分钟，再反向通电1-3分钟，所述的正向通电和反向通电，就是将电源的正负电极端调换，这样反复电解氧化还原3-6小时，在金属铅表面形成一层氧化铅，即为氧化铅阳极电极。在金属锡表面形成一种多孔金属锡层，即为金属锡阴极电极。
四、附图说明
图1为本发明铁尾矿及赤泥电化学提铁铝除硅酸盐系统主视结构简图。
图2为图1中沿A-A向剖视图。
四、具体实施方式
为了达到本发明的目的，下面结合附图和使用方法对铁尾矿及赤泥电化学提铁铝除硅酸盐系统作更详细的说明。
由图1所示的本发明铁尾矿及赤泥电化学提铁铝除硅酸盐系统主视结构简图结合图2可以看出，本发明铁尾矿及赤泥电化学提铁铝除硅酸盐系统构造包含脉冲电源(1)、永磁筒体(2)、传动装置(3)、给矿管(4)、分选槽体(5)、磁系(6)、磁系调整装置(7)、机架(8)，电化学氧化铅阳极电极(9)、电化学多孔金属锡阴极电极(10)，永磁筒体(2)置于分选槽体(5)中，电化学氧化铅阳极电极(9)和电化学多孔金属锡阴极电极(10)置于永磁筒体(2)与分选槽体(5)之间，电化学氧化铅阳极电极(9)与电化学多孔金属锡阴极电极(10)间隔15cm，电化学氧化铅阳极电极(9)和电化学多孔金属锡阴极电极(10)和分选槽体(5)分别隔有绝缘材料(11)，在电化学氧化铅阳极电极(9)和电化学多孔金属锡阴极电极(10)之间设有铝精矿排出口(12)，分选槽体(5)底部设有尾矿排出口(13)，在电化学氧化铅阳极电极(9)与永磁筒体(2)之间的上部设有铁精矿冲洗口(14)，在分选槽体(5)的上部设有铁精矿逆向冲洗口(15)，磁系(6)置于永磁筒体(2)内的下部，在分选槽体(5)的一侧设有铁精矿排出口(16)。
铁尾矿及赤泥电化学提铁铝除硅酸盐系统的使用方法：铁尾矿粒度74um占95-100％，矿浆浓度21-36％，开启圆筒电动机，进矿浆，待有矿浆从系统流出时，开启脉冲电源，并向系统连续进矿浆，对矿浆进行电化学磁选选矿。圆筒磁吸附的是铁矿，电化学氧化铅阳极电极和电化学多孔金属锡阴极电极之间排出的是铝矿，尾矿排出口(13)排出的是硅酸盐等杂质尾矿。
Claims (3)
1.一种铁尾矿及赤泥电化学提铁铝除硅酸盐系统，其特征在于：设有永磁筒体(2)、传动装置(3)、给矿管(4)、分选槽体(5)、磁系(6)、磁系调整装置(7)、机架(8)，磁系(6)置于永磁筒体(2)内的下部，分选槽体(5)底部设有尾矿排出口(13)，在分选槽体(5)的上部设有铁精矿逆向冲洗口(15)，在分选槽体(5)的一侧设有铁精矿排出口(16)。
2.根据权利要求1所述的铁尾矿及赤泥电化学提铁铝除硅酸盐系统，其特征在于：设有脉冲电源(1)，电化学氧化铅阳极电极(9)、电化学多孔金属锡阴极电极(10)，电化学氧化铅阳极电极(9)和电化学多孔金属锡阴极电极(10)置于永磁筒体(2)与分选槽体(5)之间，电化学氧化铅阳极电极(9)与电化学多孔金属锡阴极电极(10)间隔15cm，电化学氧化铅阳极电极(9)和电化学多孔金属锡阴极电极(10)和分选槽体(5)分别隔有绝缘材料(11)，在电化学氧化铅阳极电极(9)和电化学多孔金属锡阴极电极(10)之间设有铝精矿排出口(12)，在电化学氧化铅阳极电极(9)与永磁筒体(2)之间的上部设有铁精矿冲洗口(14)，在电化学氧化铅阳极电极(9)和电化学多孔金属锡阴极电极(10)之间设有铝精矿排出口(12)。
3.根据权利要求1所述的铁尾矿及赤泥电化学提铁铝除硅酸盐系统，其特征在于：氧化铅阳极电极和金属锡阴极电极的制作方法，取10cm×16cm面积的金属铅板作为阳电极，取10cm×16cm面积的金属锡板作为阴电极，将金属铅板和金属锡板插入容积为1000毫升的塑料电解槽中，阳电极和阴电极相距10cm，金属铅板接直流电源的正极，金属锡板接直流电源的负极，在容积为1000毫升的塑料电解槽中加入600-800毫升10％-15％的次氯酸钠溶液作为电解液，向电解槽中通直流电，电流密度为16mA/cm2-36mA/cm2，每次正向通电15-30分钟，再反向通电1-3分钟，所述的正向通电和反向通电，就是将电源的正负电极端调换，这样反复电解氧化还原3-6小时，在金属铅表面形成一层氧化铅，即为氧化铅阳极电极；在金属锡表面形成一种多孔金属锡层，即为金属锡阴极电极。
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