一种选取煤矸石中有价矿物的方法 |
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| 申请号 | CN202111474396.X | 申请日 | 2021-12-03 | 公开(公告)号 | CN114247554A | 公开(公告)日 | 2022-03-29 |
| 申请人 | 内蒙古科技大学; | 发明人 | 李科; 杜红伟; 赵东波; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种选取 煤 矸石中有价矿物的方法，该方法首先将煤矸石 破碎 和 研磨 ，作用是通过机械方式改变矿物粒度和微观结构，实现矿物的初步分离；然后在亚临界或超临界 水 下活化，作用是降低矿物的化学 稳定性 ，发生晶型转变转为无定形态，分离 铝 硅 连接，提高活性；再通过水利旋流器强大离心作用 力 分离有机液相和固体渣相；再通过摇床分选以将固体渣相中的杂质和 硅酸 盐分选出去；然后进入电选机进行电选，分离出有价矿物。本发明提供的方法通过矿物的 电阻 不同可将煤矸石中 碳 、 石英 、 长石 等有价矿物分离出来，可以实现煤矸石中碳、长石和石英等有价矿物的回收，同时也可以解决煤矸石废弃物占地、污染等问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种选取煤矸石中有价矿物的方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种选取煤矸石中有价矿物的方法技术领域[0001] 本发明涉及有价矿物提取技术领域，尤其是一种选取煤矸石中有价矿物的方法。 背景技术[0002] 煤矸石是一种煤炭的伴生矿，由于其碳含量低，一直被国内外煤矿当作废弃物堆放在露天环境中。这样不仅污染环境，还占用大量的土地。在现有的技术中煤矸石中石英和长石的分离，一直是一个没有很好解决办法的难题。因为其硬度、质量分数几乎相同，所以无论是旋流器，还是摇床都很难将其分开。 发明内容[0004] 为实现上述目的，本发明提出一种选取煤矸石中有价矿物的方法，包括以下步骤： [0008] S4：向经过步骤S3的固体渣相中加入调整剂，混匀，烘干，送入电选机中进行电选，分离出有价矿物。 [0009] 与现有技术相比，本发明的有益效果有： [0010] 本发明提供的选取煤矸石中有价矿物的方法，首先将煤矸石破碎和研磨，作用是通过机械方式改变矿物粒度和微观结构，实现矿物的初步分离；然后在亚临界或超临界水下活化，作用是降低矿物的化学稳定性，发生晶型转变转为无定形态，分离铝硅连接，提高活性；再通过水利旋流器强大离心作用力分离有机液相和固体渣相；再通过摇床分选以将固体渣相中的杂质和硅酸盐分选出去；然后进入电选机，矿物经给矿斗落到鼓面而进入电晕电场，由于空间带有电荷，此时不论导体和非导体矿物均能获得负电荷(如果电极为正电，则矿粒带正电荷)，但由于导体和非导体矿物的电性质不同，导体矿粒获得的电荷立即传走(经鼓筒至接地线)，并受到鼓筒转动所产生的离心力及重力分力的作用，在鼓筒的前方落下；非导体矿粒则不同，由于其导电性很差，所获电荷不能立即传走，甚至较长时间也不能传走，吸附于鼓筒面上而被带到后方，然后用毛刷强制刷下而落到矿斗中，两者的轨迹显然不同，故能使之分开。本发明提供的方法通过矿物的电阻不同可将煤矸石中碳、石英、长石等有价矿物分离出来，可以实现煤矸石中碳、长石和石英等有价矿物的回收，剩下的直接可以回归农田或者铺垫路基。因此，本发明的方法可以解决煤矸石废弃物占地、污染等问题。附图说明 [0011] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。 [0012] 图1为本发明提供的选取煤矸石中有价矿物的方法流程图； [0013] 图2为电选机工作原理图。 [0014] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 具体实施方式[0015] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。 [0016] 另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。 [0017] 无特殊说明，所使用的药品/试剂均为市售。 [0018] 本发明提出一种选取煤矸石中有价矿物的方法，如图1所示，包括以下步骤： [0019] S1：将破碎研磨后的煤矸石在亚临界或者超临界水条件下进行活化处理，通过活化处理使矿物进一步解离，得到活化矿浆。 [0020] 优选地，破碎研磨后的煤矸石尺寸为75～500μm。电选机选矿是有粒径要求的，根据不同矿物和不同的分选条件选择粒径组成。 [0022] S2：利用水力旋流器对所述活化矿浆进行分离，得到有机液相和固体渣相。 [0023] 优选地，所述活化矿浆的质量浓度为15～30％ [0024] 优选地，所述水力旋流器的溢流口直径为30mm，沉沙口直径20mm，旋流器整体高度为761.5mm。 [0025] 优选地，所述水力旋流器的压力控制在0.1～0.3Mpa。 [0026] S3：利用摇床对所述固体渣相进行分选，以将固体渣相中的杂质和硅酸盐分选出去。 [0027] 优选地，所述摇床的冲程1～1.5cm，冲次为320～380次/分，横向角度为1～5°，纵向角度为1～5°。 [0028] S4：向经过步骤S3的固体渣相中加入调整剂，混匀，烘干，送入电选机中进行电选，分离出有价矿物。 [0029] 在固体渣相干燥前，将调整剂以干粉末、溶液或蒸汽形式添加到固体渣相中。 [0030] 采用调整剂对矿粒进行表面改性，一些难选矿物用一般电选方式无法分开，即本发明添加化学药剂进行处理，以改变其表面电性，以提高电选的效果。表面处理可以在水介质中进行，也可以将调整剂与固体物料混合，使调整剂对矿物表面起作用。 [0031] 例如：氢氟酸对长石与石英既有清洗作用，又有化学作用，可在钾长石表面生成导电性优于钾长石的氟化钾。脂肪酸类调整剂可以防止细粒矿的互相粘附。在金刚石与重矿物的分选中，NaCl吸附于重矿物表面后增加了重矿物的导电性，而金刚石的导电性不变，从而提高了分选效果。 [0032] 电选是利用自然界各种矿物和物料电性质的差异而使之分选的方法。如常见矿物中的磁铁矿、钛铁矿、锡石、自然金等，其导电性都比较好；石英、锆英石、长石、方解石、白钨矿以及硅酸盐类矿物，则导电性很差，从而可以利用它们电性质的不同，用电选分开。 [0033] 电选的原理如图2所示，图2为鼓筒式高压电选机简图。转鼓接地，鼓筒旁边为通以高压直流负电的尖削电极，此电极对着鼓面放电而产生电晕电场。矿物经给矿斗落到鼓面而进入电晕电场时，由于空间带有电荷，此时不论导体和非导体矿物均能获得负电荷(如果电极为正电，则矿粒带正电荷)，但由于导体和非导体电性质不同，导体矿粒获得的电荷立即传走(经鼓筒至接地线)，并受到鼓筒转动所产生的离心力及重力分力的作用，在鼓筒的前方落下；非导体矿粒则不同，由于其导电性很差，所获电荷不能立即传走，甚至较长时间也不能传走，吸附于鼓筒面上而被带到后方，然后用毛刷强制刷下而落到矿斗中，两者的轨迹显然不同，故能使之分开。 [0035] 优选地，所述调整剂为有机物质、无机物质或者酸与酸酐混合物； [0036] 所述有机物质为氨基脂肪酸或者油酸钠； [0037] 所述无机物质为氢氟酸或者氯化钠； [0038] 所述酸与酸酐混合物为混合脂肪酸。 [0039] 本专利电选主要分选的是长石与石英，选取的调整剂优选为氢氟酸。氢氟酸对长石与石英既有表面清洗作用，又有化学作用，可在钾长石表面生成导电性优于钾长石的氟化钾。 [0040] 优选地，所述调整剂的加入量为100～200/t。加的多了浪费调整剂，加少了影响分选的效率。 [0042] 实施例1 [0043] 本实施例提供一种选取煤矸石中有价矿物的方法，包括以下步骤： [0044] S1：将煤矸石矿破碎、研磨至180μm，在250℃、20MPa条件下亚临界活化30min，通过活化处理使矿物进一步解离，得到活化矿浆；活化后大部分碳和二氧化硅暴露出来。 [0045] S2：利用水力旋流器对所述活化矿浆进行分离，得到有机液相和固体渣相；对有机液相进行回收处理。 [0046] S3：利用摇床对固体渣相进行分选，以将固体渣相中的杂质和硅酸盐分选出去； [0047] S4：向经过步骤S3的固体渣相中加入150g/t的调整剂，混匀，烘干，送入电选机中进行电选，电极放电电压为5kv，滚筒旋转速度为60r/min。通过电选得到碳、钾长石和石英，碳品位为71％，钾长石的品位为75％，石英的品位为80％。在这个流程条件下得到的碳和富集矿的品位一般。 [0048] 实施例2 [0049] 本实施例提供一种选取煤矸石中有价矿物的方法，包括以下步骤： [0050] S1：将煤矸石矿破碎、研磨至75μm，在280℃、7.8MPa条件下亚临界活化30min，通过活化处理使矿物进一步解离，得到活化矿浆；活化后大部分碳和二氧化硅暴露出来。 [0051] S2：利用水力旋流器对所述活化矿浆进行分离，得到有机液相和固体渣相；对有机液相进行回收处理。 [0052] S3：利用摇床对固体渣相进行分选，以将固体渣相中的杂质和硅酸盐分选出去； [0053] S4：向经过步骤S3的固体渣相中加入150g/t的调整剂，混匀，烘干，送入电选机中进行电选，电极放电电压为5kv，滚筒旋转速度为60r/min。通过电选得到碳、钾长石和石英，碳的品位为60％，钾长石的品位为55％，石英的品位为68％。在这个流程条件下得到碳和富集矿的品位一般，由于矿物颗粒度较小，导致部分矿物不能解离，影响最终品位和收率。 [0054] 实施例3 [0055] 本实施例提供一种选取煤矸石中有价矿物的方法，包括以下步骤： [0056] S1：将煤矸石矿破碎、研磨至500μm，在250℃、20MPa条件下亚临界活化30min，通过活化处理使矿物进一步解离，得到活化矿浆；活化后大部分碳和二氧化硅暴露出来。 [0057] S2：利用水力旋流器对所述活化矿浆进行分离，得到有机液相和固体渣相；对有机液相进行回收处理。 [0058] S3：利用摇床对固体渣相进行分选，以将固体渣相中的杂质和硅酸盐分选出去； [0059] S4：向经过步骤S3的固体渣相中加入150g/t的调整剂，混匀，烘干，送入电选机中进行电选，电极放电电压为5kv，滚筒旋转速度为60r/min。通过电选得到碳、钾长石和石英，碳的品位为90％，钾长石的品位为82％，石英的品位为91％。在这个流程条件下得到碳和富集矿的品位较好。 [0060] 实施例4 [0061] 本实施例提供一种选取煤矸石中有价矿物的方法，与实施例3相比，步骤S4中电极放电电压为10kv，其他步骤同实施例3。 [0062] 本实施例通过电选得到碳、钾长石和石英，碳的品位为65％，钾长石的品位为55％，石英的品位为62％。由于电压过高，电荷量负载过多，导电矿物放电不彻底，导致得到碳和富集矿的品位一般。 [0063] 实施例5 [0064] 本实施例提供一种选取煤矸石中有价矿物的方法，与实施例3相比，步骤S4中滚筒旋转速度为100r/min，其他步骤同实施例3。 [0065] 本实施例通过电选得到碳、钾长石和石英，碳的品位为55％，钾长石的品位为50％，石英的品位为65％。由于鼓筒旋转速度过快，将大部分矿粒都带到最后的收集槽内，导致得到碳和富集矿的品位一般。 [0066] 实施例6 [0067] 本实施例提供一种选取煤矸石中有价矿物的方法，与实施例3相比，步骤S4中向经过步骤S3的固体渣相中加入200g/t的调整剂，其他步骤同实施例3。 [0068] 本实施例通过电选得到碳、钾长石和石英，碳的品位为75％，钾长石的品位为85％，石英的品位为86％。在这个流程条件下得到碳和富集矿的品位较好。 [0069] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。 |
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