从选金尾矿中提取绢云母微粉新材料[1]

1从选金尾矿中提取绢云母微粉新材料（山东省乳山市大业金矿）刘洪兴，王仁生，潘咏梅，刘洪，刘卫华【摘要】：山东省乳山市大业金矿选金尾矿绢云母含量高达23.3%。文中采用尾矿粗砂再磨，预选脱硫，将贵金属矿物二次回收，脱硫尾矿再分级回收绢云母的选矿工艺，分别得到一级品、二级品、三级品3个等级的绢云母新材料，平均粒径达到3.59μm。该项目具有投资少、成本低、材料性能好、价格优的明显优势，经济效益、环境效益显著，值得借鉴、推广。【关键词】选金尾矿浮选分级绢云母新材料目前我国的许多矿山企业经过多年的开采，已面临资源枯竭的问题，且经过多年的选冶，在矿山的尾矿库中堆集了大量的尾矿，既污染了环境，且尾矿中有可利用的资源被浪费了。山东省乳山市大业金矿所排放的尾矿中绢云母含量高达23.3%。为了充分的把资源优势变成经济优势，从尾中综合回收有用矿物，保护矿山周围环境，发展循环经济，提高矿山经济效益，乳山市大业金矿经过多年的研究和实验，成功地从选金尾矿中提取绢云母微粉新材料，使矿产资源得到有效的回收，从而减少了固体废弃物的排放，既保护了环境，同时又为橡胶、塑料、油漆等行业提供了一种新型的补强填充材料，其产业关联度极大，具有广阔的市场前景，成为大业金矿新的经济增长点。1、从选矿尾矿中提取绢云母技术现状和发展趋势国外有关从尾矿中回收绢云母的报道不多，据最新调查和科技查2新报告透露，日本以非选矿尾矿的高品位（大于50%）的绢云母作为处理对象，进行脱硫处理，脱硫尾矿作为高纯度绢云母的产品回收，一些西方发达国家报道从铀矿矿山尾矿中回收利用绢云母，回收率30%左右，回收品的细度均在+5微米以上级别。国内从矿山固体垃圾（尾矿）中回收绢云母的研究取得了较快进展。湖南有色金属研究院先后进行过从铜、铅、锌选矿尾矿中回收绢云母的研究，取得突破性进展，采用新工艺，使回收产品粒度达到+5微米。北京矿冶研究总院也曾报道过从河北某金矿选金矿尾矿中回收绢云母的研究，且提取的绢云母产品最小粒径+5.84微米。乳山市大业金矿是采用国内外未见的独创工艺方法和药剂，使回收的绢云母平均粒径达到3.59微米。目前，从矿山工业垃圾——金属选矿尾矿中回收绢云母已成发展趋势。2、工艺技术方案乳山市大业金矿创造性的开发了从选金尾矿中采用研磨、浮选、重选分级、高效深锥浓密、闪蒸干燥并经气流研磨和负压分级等一系列先进工艺技术，从而达到回收绢云母微粉之目的。2、1大业金矿选矿尾矿物质成分大业金矿尾矿中有价金属矿物含量不高，尾矿金品位为0.4～0.7g/t，主要由非金属矿物石英、玉髓、绢云母等矿物组成，其中绢云母有很好的回收利用价值。尾矿中主要矿物及其相对含量见表1。表1尾矿中主要矿物及相对含量（％）矿物名称金属矿物磁铁矿褐铁矿石英玉髓长石绢云母白云母（Au）g/t尾矿0.71.537.88.722.5＞0.4矿物名称白云石方解石绿泥石高岭石重晶石其它合计3尾矿22.43.42.01.0100.002、2绢云母生产的基本原理绢云母是白云母的亚种，具有白云母的基本特性，而粒度又甚细微，它混存于选金尾矿中，约占尾矿总量的23.3%。利用其粒度细微,易剥离,比重轻等特点,先对尾矿粗砂进行细磨，选出硫精矿、金、银等矿物之后，粗矿粒废弃物再作加气砼砌块砖，将大量的绢云母等细矿粒进行单一浮选、多重分级，采用高效的捕收剂、抑制剂和起泡剂达到回收绢云母的目的，再根据其结构常为致密状微晶集合体，单体粒度极小的特性，进行超细加工而获得小于2微米的绢云母微粉。2、3工艺流程乳山市大业金矿尾矿中所含有用成份Au为0.5～0.7克/吨，绢云母22～24％。考虑到综合回收利用，因此从尾矿中提取绢云母共分两个步骤：a、尾矿粗砂再磨，选出硫精矿、金、银等矿物，再将尾矿进行分级，将粗砂分给加气砼车间，细矿粒进入绢云母回收车间。b、绢云母回收：主要从细粒级尾矿中回收绢云母粉。采用预选脱硫，将金属矿物二次回收，脱硫尾矿再分级回收绢云母的选矿工艺流程,分别得到一级品、二级品、三级品三个等级的绢云母产品。由于尾矿中绢云母矿物粒度微细，与其它非金属矿物粒度差异较大，并且绢云母矿物基本单体解离，考虑到橡胶、塑料等行业对绢云母矿物填料的要求，故采用重选分级方法回收尾矿中的绢云母，回收的绢云母精矿可作为橡胶、塑料等行业的补强填充剂。经试验对比选择分级重选工艺回收绢云母方案，该回收工艺可靠且简单易行，所获结果较为理想。主要工艺过程为：浮选脱硫→水力旋流器分出粗粒、4预选→水力旋流器精选精矿３→水力旋流器选精矿2和精矿１→产品超细加工→包装出厂。见选矿尾矿综合利用流程试验工艺图（图１）。供应尾矿尾矿再磨酸性控制PH=6加1#药剂加2#药剂加2#油浮硫粗选扫选水力旋流器硫精矿（S，Au，Ag）水力旋流器+43μm-43μm水力旋流器+19μm-19μm二次尾矿-5μm精矿+5μm水力旋流器三级品精矿+35μm精矿-35μm二级品一级品图1、选矿尾矿回收利用工艺流程简图（1）、原矿系统：原矿从大业金矿尾矿输送一级泵站泵池扬送至原矿系统之搅拌桶规格为φ9.0m×h9.5m贮存。该搅拌桶有效容积600m3，贮存时间为11小时。（2）、浮选机：选用BF-8型机械搅拌式浮选机8台，BF-0.37型5机械搅拌式浮选机1台，用于前期硫化矿浮选。（3）、水力旋流器：选用CZ高效旋流器分级。CZ-125型8台，CZ-100型10台，CZ-75型2台，CZ-25型6台。（4）、精矿浓缩：绢云母精矿产品粒度细，难以沉降，采用常规浓缩设备难于获得理想效果。长沙矿冶研究院研制的高效深锥浓密机效率高，溢流水质好，并配有絮凝剂制备及自控系统。该设备经扩大试验，证明浓缩效果较好。设计选用HRC-6型高效深锥浓密机1台用于一、三级品脱水，HRC-9型高效深锥浓密机2台用于二级品脱水。（5）、精矿压滤：选用铸塑板框压滤机。选用一台20m2用于一级品，一台80m2用于二级品，一台40m2用于三级品。（6）、精矿干燥：在对各种干燥机的技术性能进行比较后，选用高效节能的旋转闪蒸干燥机进行精矿干燥。该种干燥机热效率高，能耗低，产品水份可降至1%以下。设计选用SKSZ-105型1台用于一级品，SKSZ-145型1台用于二级品，SKSZ-125型1台用于三级品。闪蒸干燥机配有成套的高效热风炉、旋风分离器、布袋捕集器和风机等附属设备。(7)、包装：三种产品分别包装，选用3台固定两嘴包装机。(8)、包装作业除尘：选用脉动微震袋式除尘器2台，管路并联供3台包装机使用。(9)、包装机供气系统：选用与包装机配套的压负、过滤、储气系统2台，管路并联，3台包装机共用。3、大业金矿绢云母产品的基本特征及性能指标3、1绢云母产品的基本特征：6（1）、粉体粒子呈微细鳞片状，粒径小，径厚比大；（2）、化学、物理性质稳定，耐酸碱，耐老化；（3）、绝缘、抗紫外线、隔热、阻燃等性能优良；（4）、具有丝绢或腊状光泽，表面滑腻，容易分散；（5）、高纵横比的片状结构、在制品中呈高度定向性的列序，使其屏蔽紫外线、微波、红外线的性能比所有的无机矿物填料要强，改善复合材料的界面性能；（6）、粉体粒子可解离为单片结构，提供一定程度的坚韧性和垂直平面的抗破裂性；（7）、粒度超细，晶格破坏使其具有极强的表面能，提供给材料优良的力学性能；3、2技术与性能指标表：（表3）表3技术与性能指标表产品项目特级品一级品二级品三级品改性一级品改性二级品改性三级品外观色泽银灰银灰银灰银灰银灰银灰银灰云母含量%≥90807065807065加热减量%≤1.0111111平均粒级µm2.04.06.08.04.06.08.0PH值7.0-8.07.0-8.07.0-8.07.0-8.07.0-8.07.0-8.07.0-8.0堆密度g/cm³0.250.25-0.290.3-0.330.34-0.370.25-0.290.3-0.330.34-0.374、市场前景回收的绢云母矿物产品，由于其具有径厚比大和大的比表面积特7性而有着广泛的用途，将绢云母加在生橡胶中，可作为橡胶的补强填充剂。将其配在橡胶原料中能增强橡胶的耐磨性、抗拉强度和抗撕裂强度，其耐热性较炭黑为优；将其应用于工程塑料中与玻璃纤维合用起到优势互补的作用。绢云母在绝缘、阻燃、胶粘剂中也有广泛用途。因而综合回收绢云母既可有着广泛的市场前途，又具有高附加值，有着较好的经济效益、社会效益、环境效益。综上所述，大业金矿从选金尾矿中提取超细绢云母微粉新材料不仅可以提高矿产资源综合利用，而且具有投资少、成本低、性能好、价格优的明显优势，对改善企业周边的环境质量，为企业多产品开发、调整产业结构、发展循环经济、安置富余人员，提高新的经济增长点起到积极的作用，经济效益和社会效益非常明显。目前乳山市大业金矿2009年生产绢云母粉10000吨，完成销售收入2000万元，利税1110万元。“从选金尾矿中回收绢云母新材料”项目于2002年被国家科技部授予科技型中小企业创新基金项目和山东省新技术产业推进项目。该产品于2004年荣获由国家科技部、商务部、国家质量监督检验总局和国家环境保护总局联合颁发的“国家重点新产品证书”。对于国内大多数资源面临枯竭、尾矿大量堆集的矿山来说，该项目具有较好的借鉴作用，非常值得推广。