从泥质尾砂中回收细金刚石的方法

本发明属于一种从天然金刚石的选矿泥质尾砂中回收细金刚石的方法。

目前国内金刚石原生矿的选矿工艺的主要工序为：碎矿、磨矿、洗矿、筛分、跳汰选、油脂选、粒浮选、X光选和镜下手选，金刚石砂矿的选矿工艺无碎矿和磨矿两道工序，其他与原生矿的选矿工序相同。金刚石的最小回收粒度为0.2毫米，以上两种现行工艺均将小于0.2毫米的金刚石混入泥质尾砂而弃除，造成了极大的浪费。

在工业上小于0.2毫米的金刚石有着极其广泛的用途。目前国内的这种粒度的天然金刚石的主要来源：1、将较大粒度的金刚石破碎而成;2、利用钻石工业的边角余料（以上两种方法所得的小于0.2毫米细金刚石质量较差、晶型不完整、强度低、磨削性能差）;3、从国外进口，但价格昂贵。而我国有不少金刚石的矿产资源，金刚石生产的大量实践表明，当从金刚石原生矿中选获到一颗大粒度的金刚石时，同时可选获到许多小粒度的金刚石。无论矿体的形状、大小、贫富如何不同，各种粒度的金刚石所占的总颗粒数和总重量数的百分比变化不大。如在选获到一颗-4+2毫米的大粒度金刚石时，同时可获得许多比它小的金刚石，这类小金刚石占总矿体中金刚石总颗粒数的99%左右，占总重量的85%左右，金刚石砂矿是由原生矿演变而成，情况类同。镜检经验证明：凡是产有大粒度金刚石的原生矿或砂矿的尾砂，均发现有小于0.2毫米的金 刚石。所以建立一种从金刚石的选矿泥质尾砂中回收小于0.2毫米细金刚石的方法是十分必要的。

本发明的目的是提供一种从天然金刚石的选矿泥质尾砂中回收小于0.2毫米细金刚石的方法。当尾砂含有大于或等于万分之一的小于0.2毫米细金刚石时，可使小于0.2毫米细金刚石的百分之八十以上得到回收利用。

下面结合附图对发明加以详细叙述。

参见图1，它是合理样检测工艺图。在实施本发明前要从尾砂中合理取样并进行检测，简称合理样检测，以便判断是否应该回收尾砂中小于0.2毫米的金刚石。

供回收小于0.2毫米细金刚石的泥质尾砂中，在有代表性的地段，沿纵向和横向合理地采取5米3泥质砂样。利用现行的脱泥设施和技术去除真正的泥质物质，并搅拌均匀，按四分法从中取1米3左右的合理样，将该合理样摆成10米长的条形，并沿长度方向截成10等份，将各等份分别搅拌均匀。又采用四分法分别从各份砂样中合理地采取50克小样，并分别经80目筛网筛分，筛上物在镜下手选，统计其中金刚石的数目和重量。筛下物先按常规的酸处理工艺作硝酸煮沸处理，然后投入200毫升的聚四氟乙烯烧杯中，并盛入一定量的氢氟酸（至少使氢氟酸淹没物料），水浴加热，待该烧杯中的绝大部份物料被溶解或挥发之后，倒去残液，用净水多次洗净沉淀物（主要含有金刚石和锆石之类的重砂），将沉淀物干燥后，作镱下手选，统计其金刚石的数目和重量。合计以上10等份各50克样品经上述处理后，两次镱下手选所得的金刚石总颗粒数和总重量，便可以得出平均单颗粒重量。将全部金刚石进行系统筛分，统计各种粒度的金刚石 比例，作为后面工序的依据。

当10批小样中金刚石的总重量大于或等于50毫克时，则认为采用本发明从泥质尾砂中回收小于0.2毫米细金刚石是具有经济价值的，即可以大批量的投入生产。

参见图2，它是本发明的工艺流程图。当经过合理样检测并确定回收小于0.2毫米细金刚石具有经济价值时，则可将尾砂大批量投入生产。其主要工序如下：

（1）脱泥：将尾砂按现行的脱泥技术，洗脱尾砂中的真正泥质物料。

（2）筛分：脱泥后的砂样采用现行的多层筛砂机和筛砂技术，将尾砂筛分成+80目、80目、100目和-120目四个粒度群。

（3）重选：将尾砂脱泥后筛分所得+120目的物料按目数分别进行水力旋流器作重力分选，所得重砂（即为分选精矿）又按目数分别进行粒浮分选。

（4）粒浮分选：

矿浆的加工：待分选的物料在加入粒浮油剂之前，应保持80～85%的浓度，加入粒浮油剂后的搅拌时间不应小于5分钟，然后静置5分钟，待粒浮油剂充分与物料颗粒表面作用后方可进行分选。

粒浮油剂的配方与制作：

粒浮油剂的配方是机油∶柴油＝1∶1（该比例应随分选物料的粒度变化作适当调整），其中难溶于水的机油作捕收剂，柴油作为分散剂。

粒浮油剂的制作：依据上述配方，用量筒量取所需的各种油料，注入同一容器内，并用搅拌机作强力搅动，搅拌时间不得少于5分 钟，使之完全混合均匀。配完后搁置时间不宜过长，以免机油与柴油产生分层现象而影响粒浮的效果。

现行的粒浮分选技术是利用金刚石晶体表面的亲油疏水性质及表面张力作用而进行的一种选矿方法，回收率一般在95%左右，精矿产率约为0.5%。其粒浮分选设施为现行的单辊粒浮机和双辊粒浮机。分选前将适量的特制粒浮油剂加到被分选的物料内，搅拌均匀（即成矿浆）后，则使金刚石及其他亲油矿物粘附一层油的薄膜。分选时在一定量的上升水流条件下，矿浆经矿斗均匀地供给在连续旋转的辊子表面，辊面的一半在水面上，一半浸没在水中，当物料与水面接触时，金刚石及亲油矿物借油膜及表面张力的作用浮于水面，并随水流从粒浮机排往精矿槽，即为粒浮精矿。非亲油性的矿物，因本身的重力作用沉入水底，即为粒浮尾矿。

粒浮分选工序得到的精矿应加入适量的苏打和水，并加热使之除去油污。精矿被烘干后按目数分别进行界电分离。

（5）反浮选：

尾砂脱泥后筛分所得-120目的物料进行反浮选（即浮选出将要弃除的脉石），将上述物料投入现行的浮选容器中，并将适量的比重为2.8克/厘米3的现行无毒浮选药剂倒入同一容器内，充分搅拌，使物料在选矿药剂内呈悬浮状，而大部份脉石浮起来并被弃除。

（6）离心沉淀：

将上述悬浮物投入离心机使重砂被强行离心沉淀，当料液静置一定时间后，小心溢出沉淀物上层的料液，取出沉淀物，并进行脱药。

为洗脱沉淀物所沾附的浮选药剂，将其沉淀物置于一盛有净水（或现行脱药试剂）的容器内，加热煮沸一定时间后，使物料沉淀， 溢出料液。对沉淀物作多次冲洗、沉淀、直至物料脱药甚净后再进行干燥，干燥后的物料进行界电分离。

（7）界电分离：

现行的界电分离技术是一项利用不同物质（微粒）的界电特性的差异而进行的一项分选技术。金刚石是碳的同素异构体，它与前述重砂中所夹带的重金属矿杂质和脉石杂质的界电特性相差甚远，采用现行的中频界电分离仪对上述重砂进行分选，金刚石的分离纯度可达98%以上。调整好该仪器的有关操作参数，即可实现金刚石与杂质的有效分离。界电分离所得金刚石精矿进入提纯工序。

（8）提纯与检测：

界电分离所得金刚石精矿含有少量的金属氧化物、碳酸盐、硅酸盐等矿物杂质，将该精矿先用硝酸煮沸，去除金属氧化物、碳酸盐化合物。然后将其不溶物料倒入聚四氟乙烯烧杯中，加入氢氟酸并进行水浴加热，去除金刚石砂样中的硅酸盐等杂质。提纯后的产品采用现行金刚石的杂质检测设备与技术作杂质含量分析。若杂质含量不超过0.5%，则为合格产品，可分级出厂。

本发明具有以下优点：

（1）方法简便，设备投资较少，易投产、见效快。

（2）与较大粒度级别的金刚石生产相比，它免除了开矿费用，且选矿成本较低。

（3）若与较大粒度级别的金刚石生产线形成配套工艺，则整个金刚石的生产成本可大幅度下降。

下面对附图加以说明：

图1：合理样检测工艺图。

图2：从泥质尾砂中回收细金刚石流程图。

下面是本发明的一个最佳实施例。

本发明的最佳实施例：

在沉积有人工淘洗金刚石的泥质尾砂的泥塘中，通过前述合理样检测工序，确定其尾砂中金刚石含量为1.5×10-4。

取2800公斤的该泥质尾砂，经脱泥和粗筛（去除大于2毫米的砂砾），获-2毫米的泥质砂样2560公斤。经细筛分后，获+80目物料255公斤，80目物料512公斤，100目物料514公斤，-120目物料1278公斤。

+120目物料经4小时的水力旋流器重力分选获+80目精矿6.5公斤，80目精矿19.3公斤，100目精矿16公斤。经7小时的粒浮分选，获+80目精矿0.05公斤，80目精矿0.1公斤，100目精矿0.08公斤。上述精矿经脱胶，洗脱物料的浮选药剂后投入界电分离工序。采用现行的中频界电分离仪工作2小时，耗用乙醇0.5公斤，选出金刚石砂样，其中+80目为180克拉，80目为364克拉，100目为312克拉。经4小时的酸处理，提纯后得出金刚石，获+80目金刚石176克拉（内含15颗1.5毫米金刚石），80目金刚石305克拉，100目金刚石306克拉。经杂质检测，+80目含杂质0.1%，80目含0.25%，100目含4%。

经筛分所得的1279公斤的-120目砂样，经14小时的反浮选，获精矿6.4公斤，经21小时的界电分离（耗乙醇40公斤），获金刚石893.4克拉。杂质含量为0.4%。

以上金刚石总计为1680.4克拉。

前述2800公斤泥质尾砂，经以上全部工序后，金刚石的回收率为80%。