含钽铌、锡石、长石、锂辉石的伟晶岩综合利用方法 |
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| 申请号 | CN202210108823.0 | 申请日 | 2022-01-28 | 公开(公告)号 | CN114588998B | 公开(公告)日 | 2024-01-30 |
| 申请人 | 山东华特磁电科技股份有限公司; | 发明人 | 彭少伟; 王建磊; 杜伟; 王前; 卢昊; 王世华; 李军; 张金庆; 安峰文; 魏守江; 窦海涛; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及选矿技术领域，具体涉及一种含钽铌、 锡 石、 长石 、锂辉石的伟晶岩综合利用方法。伟晶岩综合利用方法的步骤为原 矿石 进行 破碎 磨矿后，进行浮选、 磁选 、重选、浓缩、脱 水 、沉淀、澄清联合选矿工艺，可回收伟晶岩中所含的 云 母、钽铌矿、锡石、长石、锂辉石、建材砂等有价矿物资源，且可实现对锂辉石精矿和长石精矿产品等的高品质回收，综合 回收利用 率高，而且可实现 尾矿 与尾水接近零排放，还适合于大规模生产应用，可以保持较为稳定的选矿指标。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种含钽铌、锡石、长石、锂辉石的伟晶岩综合利用方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 含钽铌、锡石、长石、锂辉石的伟晶岩综合利用方法技术领域[0001] 本发明涉及选矿技术领域，具体涉及一种含钽铌、锡石、长石、锂辉石的伟晶岩综合利用方法。 背景技术[0002] 花岗伟晶岩常富集着锂辉石、钽铁矿、铌铁矿、锆英石、萤石、石英、长石、锡石、稀土、白云母、绿柱石等多种有用矿物，是伟晶岩中分布最广、经济价值最大的一种，常达到最低工业品位要求并具有选矿回收价值的矿物主要有锂辉石、钽铁矿、铌铁矿、锡石、云母、长石、石英等。锂作为化学制品原料，广泛应用于锂化工、冶金、玻璃、陶瓷等行业，享有工业味精的美，锂辉石是主要的含锂矿物；钽铌矿是一种贵重的稀有金属矿，广泛应用于电子、生物医学、特种合金、化工、超导工业及精密陶瓷玻璃等领域；锡石主要应用于电子工业领域；云母主要应用于无线电、航空、电气、工程塑料等工业领域；长石广泛应用于玻璃、陶瓷、化工、涂料、橡胶等工业领域。因此，对伟晶岩中具有回收价值的矿物进行有效提取可以提高资源的开发价值。 [0003] 目前国内外针对伟晶岩的选矿研究及选矿厂实际生产中，大部分采用单一浮选锂辉石或从浮选尾矿中回收长石的工艺，其对锂辉石和长石的回收效果较差，且对花岗伟晶岩所含的其他有价矿物没有综合回收。专利(申请号2021103437104)公开了一种伟晶岩型锂多金属矿的选矿方法，对伟晶岩中的矿物进行了回收，但选矿工艺步骤并不能够准确快速分选出高品质的工业产品，其分选效率较低且产品中含有杂质较多，致使选出的工业产品附加值较低，综合回收利用率不足导致尾矿废弃物也较为明显。这些局限性的选矿工艺不仅影响到矿山选厂的经济效益，同时造成多种有价矿物甚至战略性矿物等资源的浪费。随着绿色环保矿山政策的实施，对选矿工艺的优化改造工作尤为重要。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种含钽铌、锡石、长石、锂辉石的伟晶岩综合利用方法，其利用伟晶岩所含有价矿物的元素含量、矿物组成、比磁化率、密度、解离度、可浮性等理化性能的差异，采用合理的磨矿、浮选、强磁选、重选等选矿设备与工艺流程，综合回收云母、钽铌、锡石、锂辉石、长石等工业产品，且可分选出能够直接应用于工业生产的品质较高的工业产品，分选效率较高，得到的工业产品所含杂质少，而且可将原矿石几乎完全转化为可用的工业产品，实现尾矿接近零排放，适合于大规模生产应用的同时可以保持较为稳定的选矿指标。 [0005] 为实现上述目的，本发明提供一种含钽铌、锡石、长石、锂辉石的伟晶岩综合利用方法，包括以下步骤： [0007] S20、优先浮选：将分选出的所述细料产品进行调浆，调浆后的矿浆进入第一浮选机，向所述第一浮选机中加入第一组合捕收剂进行优先浮选，优先浮选获得第一非泡沫产品和含有云母、萤石的易浮泡沫产品，所述易浮泡沫产品为尾矿并排入尾矿沉淀池； [0008] S30、一次磁选‑重选：优先浮选获得的第一非泡沫产品进行第一段强磁选作业，第一段强磁选的磁场强度范围为0.9T‑1.1T，第一段强磁选获得第一磁性物和第一非磁性物，所述第一非磁性物中包含弱磁性物，所述第一磁性物进行第一段重选，第一段重选获得的第一重矿物为钽铌粗精矿，第一段重选获得的第一轻矿物排入尾矿沉淀池； [0009] S40、二次浮选：第一段强磁选获得的第一非磁性物进入第二浮选机进行浮选，向第二浮选机中加入第二组合捕收剂进行二次浮选，二次浮选获得第二泡沫产品和第二非泡沫产品，所述第二泡沫产品为锂辉石精矿； [0010] S50、二次磁选‑重选:二次浮选获得的第二非泡沫产品进行第二段强磁选作业，第二段强磁选作业的磁场强度范围为1.3T‑1.5T，第二段强磁选获得所述弱磁性物和第二非磁性物，所述弱磁性物排入尾矿沉淀池，所述第二非磁性物进行第二段重选，第二段重选分选出的第二重矿物为锡粗精矿，第二段重选分选出的第二轻矿物为长石精矿； [0011] S60、三次浮选：进入尾矿沉淀池的优先浮选的易浮泡沫产品、第一段重选的第一轻矿物和第二段强磁选的弱磁性物在尾矿沉淀池内混合得到混合产品，混合产品调浆后进入第三浮选机，向第三浮选机中加入第三组合捕收剂进行浮选，三次浮选获得的第三泡沫产品为云母，浮选获得的第三非泡沫产品为建材砂。 [0013] 进一步的，步骤S40包括一次粗选、两次扫选和至少两次精选，以获得品位不小于6.82％锂辉石精矿产品。 [0014] 进一步的，步骤S20中，所述第一组合捕收剂采用碳酸钠做矿浆调整剂，第一组合捕收剂还包括阴离子脂肪酸类和丁基黄药。 [0016] 进一步的，步骤S30中，对钽铌粗精矿进行收集，将收集后的钽铌粗精矿进行磨矿再重选，以获得钽铌精矿产品。 [0017] 进一步的，所述步骤S50中，对锡粗精矿进行收集，经收集后的锡粗精矿进行磨矿再重选，以获得锡精矿产品。 [0018] 进一步的，S70、浓缩‑脱水：对S30步骤中获得的第一重矿物进行脱水，得到钽铌粗精矿产品；对S40步骤中获得的第二泡沫产品进行固液分离，得到锂辉石精矿产品；对S50步骤中获得的第二重矿物进行脱水，得到锡粗精矿产品，对S50步骤中获得的第二轻矿物进行固液分离，得到长石精矿产品；对S60步骤中的第三泡沫产品和第三非泡沫产品进行固液分离，可分别得到云母产品和建材砂产品。 [0019] 进一步的，综合选矿方法还包括步骤S70中，对S30步骤中获得的第一重矿物通过立环高梯度磁选机和离心选矿机组合进行脱水；对S40步骤中获得的第二泡沫产品通过深锥浓密机和板框压滤机进行固液分离；对S50步骤中获得的第二重矿物通过真空过滤机进行，对S50步骤中获得的第二轻矿物通过深锥浓密机和板框压滤机进行固液分离；对S60步骤中的第三泡沫产品和第三非泡沫产品通过深锥浓密机和板框压滤机进行固液分离。 [0020] 进一步的，综合选矿方法还包括步骤S80、沉淀‑澄清：步骤S30、S40和S50经过浓缩脱水后得到的水经过沉淀、澄清后分别返回步骤S30、S40和S50中循环利用；步骤S60经过浓缩脱水后得到的水经沉淀、澄清后返回步骤S60中循环利用。 [0021] 本申请提供的含钽铌、锡石、长石、锂辉石的伟晶岩综合利用方法，其有益效果在于：该方法利用伟晶岩所含有价矿物的元素含量、矿物组成、比磁化率、密度、解离度、可浮性等理化性能的差异，采用合理的磨矿分级、多次浮选、强磁除杂、磁尾重选、磁精浮选、混尾浮选等选矿设备与工艺流程，综合回收云母、钽铌、锡石、锂辉石、长石等工业产品，综合回收利用率高。 [0023] 综合利用方法具有工艺科学、流程明简、配置合理、适用性强等优点，适合于大规模生产应用，且可以保持较为稳定的选矿指标。当伟晶岩所含的软锰矿、钛铁矿、绿柱石、电气石、石榴石、稀土等矿物的元素含量达到工业品位具有选矿价值时，可在本发明提供的方法上，依据矿物理化性能的差异做合理调整或增加工艺流程，以达到综合选矿回收利用高价值矿物的目的，因此本申请提供的综合利用方法更加适用于大规模实际生产使用。附图说明 [0024] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： [0025] 图1为本申请提供的含钽铌、锡石、长石、锂辉石的伟晶岩综合利用方法的流程示意图。 具体实施方式[0027] 需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施方式的限制。 [0028] 在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。 [0029] 本申请以四川某锂辉石选矿厂为例进行选矿，研究发现，该矿山属于花岗伟晶岩矿床，主要金属矿物有锂辉石、钽铁矿、铌铁矿、锡石、褐铁矿、钛铁矿、软锰矿、黄铁矿、稀土等，主要非金属矿物有石英、长石、白云母、锂云母、方解石、硅线石、石榴石、磷灰石、萤石、锆石等。原花岗伟晶岩矿含Li2O 1.42％、Ta2O50.009％、Nb2O50.017％、Sn 0.034％、SiO2 69.68％、Al2O3 14.36％、K2O 3.13％、Na2O 2.98％、Fe2O3 1.48％。 [0030] 如图1所示，本申请实施例的含钽铌、锡石、长石、锂辉石的伟晶岩的综合利用方法，包括以下步骤： [0031] S10、破碎‑磨矿：将原矿石经破碎机进行破碎后进入闭路磨矿系统，分选出粗料产品和‑200目72.40％细度的细料产品，所述粗料产品返回所述闭路磨矿系统进行再次磨矿。 [0032] 由于伟晶岩为颗粒较大的矿物，因此需经破碎磨矿以获得较小的矿物颗粒，其中，可通过颚式破碎机和圆锥破碎机进行破碎至‑15mm后进入球磨机和螺旋分级机闭路磨矿系统，磨矿至接近‑200目72.40％细度的细料产品，通过控制细料产品的细度，可使得后续步骤作业中对细料产品矿物进行充分分选，同时可使原矿石仅经过一段破碎磨矿即可，还能减少多段磨矿带来的生产难度和生产费用的增加。通过破碎和闭路磨矿作业，可使各矿物间得到较为充分的单体解离，得到细料产品可使得原矿石中的元素充分分布到各细粒产品中，有利于提高后续步骤对矿物的分选效率，可在一定程度上提高矿物的分选指标。 [0033] S20、优先浮选：将分选出的所述细料产品进行调浆，调浆后的矿浆进入第一浮选机，向所述第一浮选机中加入第一组合捕收剂进行优先浮选，优先浮选获得第一非泡沫产品和含有云母、萤石的易浮泡沫产品，所述易浮泡沫产品为尾矿并排入尾矿沉淀池。其中，在步骤S20中，第一组合捕收剂可采用碳酸钠做矿浆调整剂，以调整矿浆的PH值，第一组合捕收剂还包括阴离子脂肪酸类和丁基黄药，以将部分云母、磷灰石、萤石、钛铁矿、软锰矿、褐铁矿、方解石、氧化铁、黄铁矿、硫化物等易浮矿物作为泡沫产品选出，进而为后续步骤清除矿物中的部分杂质，尤其是对锂辉石进行浮选时可使得易浮矿物杂质明显变少，以提高锂辉石浮选的效率和品质。具体的，在优选浮选中，由于易浮矿物较易浮选出，对于易浮矿物的浮选可加入少量的第一组合捕收剂即可。 [0034] S30、一次磁选‑重选：优先浮选获得的第一非泡沫产品进行第一段强磁选作业，第一段强磁选的磁场强度范围为0.9T‑1.1T，第一段强磁选获得第一磁性物和第一非磁性物，所述第一非磁性物中包含弱磁性物，第一磁性物中包括钽铌矿及部分其他含铁矿物，所述第一磁性物进行第一段重选，由于钽铌矿相比其他含铁矿物硬度较大，因此第一段重选获得的第一重矿物为钽铌粗精矿，第一段重选获得的第一轻矿物排入尾矿沉淀池。 [0035] 通过控制立环高梯度磁选机的磁场范围，可将矿物中的具有较强磁性的钽铁矿和铌铁矿高效地选出，在选出较多的钽铁矿和铌铁矿的同时，可将矿物中的部分石榴石、电气石、褐铁矿、软锰矿、钛铁矿等中等磁性的杂质矿物选出，因此进一步降低了进入后续步骤中的杂质矿物的含量。通过离心选矿机的重选，可较为充分地选出第一磁性物中比重较大的钽铌粗精矿产品。在优选浮选及第一段强磁选清除原矿石中的云母、萤石、第一非磁性物后进行重选，一方面可提高重选选出钽铌粗精矿的效率，另一方面可通过减少杂质矿物来减少重选的工作量，使得综合选矿的设备可较为持续的长时间使用。 [0036] S40、二次浮选：第一段强磁选获得的第一非磁性物进入第二浮选机进行浮选，向第二浮选机中加入第二组合捕收剂进行二次浮选，二次浮选获得第二泡沫产品和第二非泡沫产品，所述第二泡沫产品为锂辉石精矿。 [0037] 其中，在优先浮选和一次磁选重选清除矿物中的部分杂质的前提下，在步骤S40中，第二组合捕收剂可采用碳酸钠和氢氧化钠做矿浆调整剂，氯化钙做活化剂，第二组合捕收剂还可包括脂肪酸类和氧化石蜡，因此可浮选获得品位大于6.5％的高品质锂辉石精矿产品，大大提高了锂辉石精矿产品的品位。二次浮选可包括一次粗选、两次扫选和至少两次精选，以使第一非磁性物中的锂辉石充分富集，以获得品位不小于6.82％锂辉石精矿产品，当然，对于粗选、扫选及精选的次数可以进行调整，均在本申请的保护范围之内。优先浮选中的第一组合捕收剂可在一定程度上捕收矿浆中的含铁杂质，且通过第一段强磁选可进一步清除矿物中的含铁杂质，同时，在步骤S20和步骤S30中已将易浮矿物、钽铌矿和其他磁性矿物进行选出，因此在二次浮选中由于杂质矿物较少，可使锂辉石精矿的品位得到提高，可得到品位不小于6.82％的锂辉石精矿产品，从而带来更高的经济价值。 [0038] S50、二次磁选‑重选:二次浮选获得的第二非泡沫产品进行第二段强磁选作业，第二段强磁选作业的磁场强度范围为1.3T‑1.5T，第二段强磁选获得所述弱磁性物和第二非磁性物，弱磁性物包括硅酸铁等，所述弱磁性物排入尾矿沉淀池，所述第二非磁性物进行第二段重选，锡的比重较大，因此第二段重选分选出的第二重矿物为锡粗精矿，第二段重选分选出的第二轻矿物为长石精矿。 [0039] 长石在花岗伟晶岩中含量占比较大，通常达到50％以上，因此对花岗伟晶岩中长石的高价值分选尤为重要。在二次磁选中，通过设置较高的磁场强度可将比磁化系数较低的褐铁矿、钛铁矿、软锰矿、石榴石、电气石及云母等矿物选出，充分降低长石和锡粗精矿中的杂质含量，尤其是降低含铁杂质的含量。通过在第二段重选之前进行两段强磁选，可更为充分地将矿物中的含铁杂质清除。进一步通过螺旋选矿机进行重选，可在第二非磁性物中将长石精矿和比重较大的锡粗精矿进行分离，从而得到锡粗精矿和长石精矿并实现收集，提高了对与原矿石的分选经济价值。而且螺旋选矿机可将长石精矿与密度较大的杂质矿物分离，从而使得长石精矿的白度大于等于65％，可作为一级品的长石精矿直接用于制作优质陶瓷等，大大提高了长石精矿的产品附加值。 [0040] S60、三次浮选：进入尾矿沉淀池的优先浮选的易浮泡沫产品、第一段重选的第一轻矿物和第二段强磁选的弱磁性物在尾矿沉淀池内混合得到混合产品，混合产品调浆后进入第三浮选机，向第三浮选机中加入第三组合捕收剂进行浮选，三次浮选获得的第三泡沫产品为云母，浮选获得的第三非泡沫产品为建材砂。 [0041] 在步骤S60中，第三组合捕收剂可采用淀粉、硅酸钠和六偏磷酸钠做抑制剂，抑制剂可抑制氧化铁钛锰、磷灰石、萤石、石英、方解石、白云石等含铁、钛、锰、磷、钙、氟、镁的矿物，第三组合捕收剂还包括阴离子脂肪酸类和阳离子十二胺，通过捕收剂可获得二级品位以上的云母，提高了选出云母的品质，且三次浮选获得的第三非泡沫产品为建材砂，建材砂的成份、粒度、硬度、摩擦系数等理化性能可适用于制作加气砖及非承重混凝土用砂等建材或水泥原料，因此使得分选原矿石时产生的尾矿可被使用，明显提高了生产效益，同时减少甚至避免了尾矿库容的压力，进一步提高了经济效益。 [0042] S70、浓缩‑脱水：对S30步骤中获得的重矿物进行脱水，得到钽铌粗精矿产品；对S40步骤中获得的泡沫产品进行固液分离，得到锂辉石精矿产品；对S50步骤中获得的重矿物进行脱水，得到锡粗精矿产品，对S50步骤中获得的轻矿物进行固液分离，得到长石精矿产品；对S60步骤中的泡沫产品和非泡沫产品进行固液分离，可分别得到云母产品和建材砂产品。 [0043] 在步骤S70中，可依据不同步骤中产品的产率和物理性能来选择不同的设备进行脱水或固液分离，在一种具体的实施方式中，对S30步骤中获得的重矿物通过立环高梯度磁选机和离心选矿机组合进行脱水；对S40步骤中获得的泡沫产品通过深锥浓密机和板框压滤机进行固液分离；对S50步骤中获得的重矿物通过真空过滤机进行，对S50步骤中获得的轻矿物通过深锥浓密机和板框压滤机进行固液分离；对S60步骤中的泡沫产品和非泡沫产品通过深锥浓密机和板框压滤机进行固液分离。经过充分浓缩脱水后，可分别获得钽铌粗精矿产品、锂辉石精矿产品、锡粗精矿产品、长石精矿产品、云母产品和建材砂产品六种可直接使用的工业产品。 [0044] S80、沉淀‑澄清：步骤S30、S40和S50经过浓缩脱水后得到的水经过沉淀、澄清后分别返回步骤S30、S40和S50中循环利用；步骤S60经过浓缩脱水后得到的水经沉淀、澄清后返回步骤S60中循环利用。 [0045] 通过沉淀、澄清作业，可将各步骤沉淀产生的沉淀物与三次浮选获得的非泡沫产品合并成建材砂，用作建材或水泥原料。各步骤中澄清后得到的水可返回相应的步骤中循环使用，做到尾水的循环使用，减少或避免了尾水排泄对资源的浪费和对环境的污染。步骤S60中浮选云母所用的组合捕收剂含有较多的药剂，因此步骤S60产生的固液混合物可排入指定的沉淀池，澄清后仅可返回步骤S60的第三浮选机中，因此不会使得药剂对其他步骤产生影响。 [0046] 示例性的，可参见下表所提供的采用本申请提供的实施例对花岗伟晶岩的综合利用选矿指标： [0047] [0048] 其中，锂辉石精矿的品位可达到6.82％，可直接作为一级品位的锂辉石精矿产品进行使用，有效提高了产出锂辉石精矿产品的经济价值，充分利用了矿石中的锂资源；长石精矿产品产率为53.46％，长石精矿产品的铁含量0.10％、白度66.70％，因此选出的长石精矿可直接作为一级品陶瓷用长石精矿产品，可直接提高选出长石精矿产品的使用价值；从多个步骤的尾矿的混合产品中充分分选出二级品的云母精矿产品，可使得综合选矿产品的市场价值得到提高；多个步骤的尾矿的混合产品浮选出云母后，剩余的物料主要为经过充分破碎磨矿而颗粒均匀的各种矿物，其中含硅较多，较为适合制作加气砖、非承重混凝土用建材砂或水泥原料，其中直接用作加气砖和混凝土价值较高。 [0049] 因此，通过本申请提供的伟晶岩综合选矿方法，可分选出多种能够直接使用的品位较高的产品，以对伟晶岩中的矿物资源进行较高价值的利用。而且分选各产品产率较高，且没有废料产生，伟晶岩矿物均被分选为具有经济价值的工业产品，实现了伟晶岩矿物的充分利用，矿物利用率高。 [0050] 而且对于选矿厂来说，能够选出高品位的锂辉石精矿、长石精矿及云母等直接应用的高价值工业产品明显提高了企业的经济效益，更重要的是，选出品位更高的产品可实现对矿产资源的充分高效利用，对保护环境及杜绝资源浪费具有重要的意义。 [0051] 至此，已经结合前文的多个实施例描述了本公开的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本公开的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本公开技术原理的前提下，本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本公开的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本公开的保护范围之内。 [0052] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。 |
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