楊有洪,申 滔
(江西銅業(yè)集團銀山礦業(yè)有限責(zé)任公司,江西 德興 334201)
關(guān)鍵字:尾礦;資源利用;浮選;絹云母
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,礦產(chǎn)資源的需求量迅速增加,礦產(chǎn)作為一種不可再生的資源,已顯露出日益匱乏的趨勢。尾礦就是在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟條件下可以利用的有用礦物提取以后留下的產(chǎn)物[1]。
目前我國礦山尾礦已在多方面進行綜合利用,其應(yīng)用廣泛,一方面通過再選回收尾礦中的有價金屬及其它礦物,一方面用于礦山采空區(qū)充填料,另外在建筑方面可使用尾礦作為建筑原材料,如利用鐵尾礦配合砂子、粘土等和石灰經(jīng)過處理后可以作為路面基料,可以達到二級公路對路基強度的要求;也可以用作肥料或土壤改良劑,可以生產(chǎn)各種微量元素肥料、作土壤改良劑等;還可用來制磚、生產(chǎn)水泥、造地復(fù)田,植被綠化等等[2]。
銀山礦業(yè)是江西銅業(yè)公司下屬礦山之一,隨著選礦尾礦排放年限增加,大量尾礦的堆存,不僅造成資源的浪費,污染環(huán)境,破壞生態(tài),占用土地,而且存在嚴(yán)重的安全隱患[3]。銀山礦尾礦分為鉛鋅尾礦與銅硫尾礦,尾礦中絹云母含量高達20%(Al2O3+K2O)左右,資源浪費嚴(yán)重,因此,對銀山礦尾礦的綜合利用十分必要。
銀山礦尾礦主要由SiO2、Al2O3、K2O等組成,屬于SiO2-Al2O3-K2O化學(xué)系列。另尾礦中的銅、鉛、鋅大部分以硫化礦的形式存在,硫主要以黃鐵礦形式存在。尾礦中多元素分析結(jié)果如表1所示。
表1 尾礦多元素分析(%)
鉛鋅、銅硫、尾礦粒度分布如表2所示。
表2 尾礦粒度分布(%)
尾礦多元素分析、粒度分析表明,銀山礦選礦尾礦中絹云母含量較高,而且其存在粒度細,是綜合回收與利用的主要對象。根據(jù)方案探索對比,最終確定采用浮選法回收。
由于絹云母分布粒度細,進行了尾礦再磨細度條件試驗,試驗結(jié)果見表3。
表3 尾礦再磨與不再磨對絹云母選別的影響(%)
產(chǎn)品2 10.55 20.59 13.68產(chǎn)品1 14.31 20.94 19.06 79.4產(chǎn)品2 9.79 20.80 12.99產(chǎn)品1 14.45 20.62 18.85 89.6產(chǎn)品2 9.68 20.18 12.56
從表3中可以看出,尾礦再磨對絹云母選別無明顯的效果,再磨后雖精礦產(chǎn)率增加,但品位下降,回收率影響不大,更重要的是再磨將增加能耗和成本,并對二次回收帶來流程銜接等問題。因而確定回收絹云母工藝中不增加再磨工序。
采用X-1為其他脈石礦物的抑制劑,通過不同抑制劑用量條件試驗,確定抑制劑最佳用量,試驗結(jié)果見表4。
表4 抑制劑用量對絹云母選別的影響(%)
從表4中可以看出,X-1用量在100g/t為宜。
采用MA做為絹云母捕收劑,通過使用不同捕收劑用量條件試驗,確定抑制劑最佳用量,試驗結(jié)果見表5。
表5 捕收劑用量對絹云母選別的影響(%)
試驗結(jié)果表明,隨著捕收劑用量增加,回收率隨之增加,品位下降幅度不大,適宜用量為600g/t。
由于絹云母可浮性差,與其他脈石礦物較為接近,因而選擇合理的藥劑制度及工藝流程是回收技術(shù)的關(guān)鍵。經(jīng)藥劑條件試驗,最后選擇X-1為其他脈石礦物的抑制劑,最佳用量為100g/t,MA為絹云母的選擇性捕收劑,最佳用量為600g/t。
經(jīng)過大量試驗確定絹云母回收浮選工藝流程為先行選出硫化礦物,然后通過一粗一掃四精回收絹云母精礦,流程圖如圖1,產(chǎn)品分為產(chǎn)品1與產(chǎn)品2兩種,其產(chǎn)率及含量如表6。
圖1 尾礦絹云母浮選工藝流程圖
表6 絹云母產(chǎn)率及含量(%)
絹云母具有較好的機械強度、剝分性和柔韌性;具有較好的耐熱性,550℃高溫上不改變性質(zhì),700℃時脫水,800℃時機械性能改變,1050℃時結(jié)構(gòu)破壞,熔點為1260-1290℃;熱膨脹性在500℃以下時很??;難溶于酸堿溶液;化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。
將絹云母添加在生橡膠里,可作為橡膠的補強和填充劑,為橡膠工業(yè)提供了新的填充劑品種,將其配在橡膠原料中能增加橡膠的耐磨性、抗拉強度和抗扯裂性[4]。
精制的絹云母可作造紙行業(yè)涂料、顏料等的配合原料。日本學(xué)者研究了絹云母鱗片對造紙性能的影響,研究認(rèn)為,絹云母作為填料,粒度對紙張長、平滑度和緊度的影響較為明顯,而填料的形狀則沒有影響[5,6]。
絹云母在纖維工業(yè)中,將其制成的糊狀料附著在線上,可防止斷線;將其填加在電線用的乙烯樹脂上,能提高耐熱和絕緣的穩(wěn)定性。
(1)銀山礦已存有大量的尾礦,尾礦礦物主要由石英和絹云母組成,并含有少量的綠泥石、黃鐵礦,其中有回收價值的礦物主要為絹云母。
(2)研究表明,通過浮選的方法,選用X-1為其他脈石礦物的抑制劑,MA為絹云母的選擇性捕收劑,可以得到Al2O3品位為28%與20%的高品質(zhì)的絹云母,可大幅度提高資源綜合利用系數(shù),減少尾礦排放量,降低尾礦對環(huán)境的危害。
(3)絹云母具有較好的剝分性、柔韌性、機械強度和耐熱性等,在橡膠、造紙工業(yè)、陶瓷、纖維工業(yè)等方面應(yīng)用有較優(yōu)的效果。