CN108636591B - 一种从铁尾矿中回收石英的方法 - Google Patents
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Abstract
一种从铁尾矿中回收石英的方法，首先对铁尾矿进行强磁除铁工艺，去除了尾矿中的绝大部分Fe2O3，以降低后期处理难度，强磁除铁后利用水力旋流器脱掉绝大部分细泥，降低了杂质含量，提高SiO2的品位，再利用球磨机与高频细筛组成闭路，进行石英精矿的细度和质量的筛选再加工，并最终利用反浮选工艺和浮选工艺除杂并得到石英精矿，而将石英精矿进行酸洗后即可得到石英产品成品。本发明适用于低品位、高杂质含量的铁尾矿，能将其中的二氧化硅充分回收，能有效提高尾矿产品的附加值。
Description
技术领域
本发明涉及尾矿处理技术领域，具体为一种从铁尾矿中回收石英的方法。
背景技术
近年来，随着我国工业化、城镇化和现代化建设的推进，矿产资源需求将持续大幅度增加，矿产资源供需矛盾日益突出，环境压力也越来越大，积极推进矿产资源、工业废物的综合利用和再生资源的回收利用是也越来越得到国家政策支持和提倡。由于受选矿技术和设备的限制或选矿工艺流程不够合理，造成选矿回收率低，致使大量有用组分留存在尾矿中，使得矿山尾矿的开发利用成为矿产综合利用范围最广、潜力最大、经济和社会效益最好的领域之一。
其中，在铁尾矿处理领域中，由于作为原料的铁尾矿中的SiO2含量一般在60～80％之间，而铁尾矿中Fe2O3含量在8～17％，Al2O3含量一般大于3％。传统技术对于铁尾矿的提纯处理过程中，通常也只是回收了其中的铁，而领域内一般认为铁和石英互为杂质，将铁尾矿中的铁进行回收，必然会导致回收铁后的二次尾矿中含有过多硅类物质，而这些二次尾矿，在传统工艺中基本上只会用于生产砖块或者其他建筑材料，产品附加值低，也导致了铁尾矿综合利用率低下的情况。如果能通过工艺改进，来对回收铁后的二次尾矿中的石英进行提取回收，并将回收的石英提纯至矿品等级，即可用于生产硅砂、石英耐火材料和烧制硅铁，还可以用于制造精密仪器的轴承、研磨材料、玻璃、陶瓷等产品，在创造经济价值的同时还能有效减少尾矿堆存对空间的占用以及石英原矿的开采对生态环境造成的破坏，因而具有相当重要社会意义和经济价值。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种从铁尾矿中回收石英的方法，这种工艺方法能有效回收铁尾矿中的石英，并对其进行处理，使其成为原料级工业材料，同时应用该方法还能有效提高铁尾矿的综合利用率，降低废置率，以解决上述技术背景中的缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种从铁尾矿中回收石英的方法，具体包括以下操作步骤：
1)首先将选取铁尾矿，除去其中的浮土和灰渣，然后将除杂后的铁尾矿用水将调制成质量浓度10～20％的铁尾矿浆，将铁尾矿矿浆加入强磁选机进行强磁粗选，并通过强磁选机的强磁粗选将矿料分成两份，其中一份为含铁量较多的铁粗精矿，而另一份为石英含量较多的石英粗精矿。
2)将步骤1)中分离的石英粗精矿通过水力旋流器进行分级，脱掉细泥，而通过水力旋流器分级后的沉沙料中的全铁品位会降至2％以下，而SiO2的含量则大于90％。
3)将步骤2)中处理后的沉沙料送入长筒型球磨机进行磨矿，同时球磨机与高频细筛组成闭路，利用球磨机与高频细筛的协同作用将石英颗粒与杂质颗粒进行分离。
4)将步骤3)中的高频细筛筛下矿浆经浓缩，浓缩成质量浓度30～40％的铁尾矿浆后给入浮选机中进行浮选，并采用反浮选工艺除去杂质。
5)在步骤4)中除杂后的矿浆中加入调整剂，调整矿浆的整体pH值至2～3，加入捕收剂，然后经一次粗选和多次扫选的反浮选工艺得到SiO2品位大于99％，Fe2O3含量小于0.2％的一次石英精矿。
6)将所述一次石英精矿进行脱水处理，并将脱水后的石英精矿再次进行调浆，调制成质量浓度10～20％的矿浆后送入强磁选机进行强磁精选，磁场强度高于步骤1)中的强磁粗选采用的磁场强度，以除去在工艺过程中所带入的及前面强磁未选净的铁杂质，得二次石英精矿。
7)在步骤6)处理后的二次石英精矿中加入HCl和HF的混合酸中，在20～80℃，酸浸浓度40～60％的条件下，搅拌浸出，得到SiO2品位大于99.7％，Fe2O3含量小于0.03％的石英产品成品。
作为本发明的进一步限定：
所述步骤1)的强磁粗选过程中，先通过加水对铁尾矿进行调浆，将矿浆浓度调整到质量比10～20％的比例，然后再给入强磁选机进行磁选除铁，以获得最优的磁选效果。
所述步骤1)的强磁粗选过程中，强磁选机的磁场应大于0.8T，而通过实践证明，这种大于0.8T的强磁磁选，可使筛选的所述石英粗精矿部分中的Fe2O3小于2％。
所述步骤1)的强磁粗选过程中，为获得较佳的分类效果，在粗选的过程中可夹杂进行若干次扫选作业。
所述步骤5)中采用的调整剂为质量浓度5～30％的H2SO4或者HF。
所述步骤5)中采用的捕收剂为胺类阳离子捕收剂，其优选加入量为300g/t～900g/t。
所述步骤7)中采用的HCl和HF的混合酸中，采用的HCl的质量浓度为10～20％，而HF的质量浓度为0.1～3％。
在本发明中，所述步骤1)中强磁粗选出来的铁粗精矿可用作提取铁精矿。
在本发明中，通过在铁尾矿或者是回收铁后的二次铁尾矿的操作步骤中前置强磁磁选操作，能够在不进行二次磨矿的条件下，利用物理强磁方式进行矿物分离，即在进行回收操作前进行一次粗选除铁，简化了后期工艺，降低了后期处理成本。而若在尾矿处理的过程中，采用先磨细在处理的方法，会因而尾矿的粒度变细，而导致后期去除难度越大，而为了避免磨矿后矿物颗粒变细，增加剔除难度，所以本发明的技术方案不先进行二次磨矿；另外，由于铁与石英的伴生关系复杂，导致细磨后的矿粒中也容易出现一些铁与石英的嵌布关系比较复杂的矿物颗粒进入下一段工艺中，增加后续工艺处理难度，而进行预选，则能有效减少这种类型矿粒出现的可能性。同时，在本发明的强磁粗选操作后可通过后续系列操作的重新组合，通过依次设置的旋流分选、球磨、浮选、一次粗选、扫选、强磁精选和酸洗操作后得到石英产品成品。
有益效果：本发明的从铁尾矿中回收石英的方法，适用于低品位、高杂质含量的铁尾矿，且尤其适合于进行过提铁操作后的二次铁尾矿，使回收低品位、高杂质的铁尾矿中的石英成为可能，同时石英可以作为进一步深加工的原料，提高了尾矿产品的附加值。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的操作流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示以及实施例，进一步阐述本发明。
参见图1的一种从铁尾矿中回收石英的方法的实施例的流程示意图，在本实施例中，对铁尾矿直接进行回收，回收处理前，首先对铁尾矿进行清理，除去其中的浮土和灰渣，然后加水调制成质量浓度16％的铁尾矿浆，将上述铁尾矿浆加入强磁选机，设定磁场强度1T进行强磁粗选，并通过强磁粗选将矿料分成两份，其中一份为含铁量较多的铁粗精矿，而另一份为石英含量较多的石英粗精矿。其中，筛分出来的铁粗精矿可进入提铁工艺用作提取铁精矿的原料；而石英粗精矿则通过水力旋流器进行分级，脱掉细泥，而通过水力旋流器分级操作得到的沉沙料中，在本实施例中，经过上述操作后，沉沙料中全铁品位降至质量比1.7％以下，而SiO2的含量则提升至大于92.5％。
将上述步骤中得到的沉沙料送入长筒型球磨机进行磨矿，同时球磨机与高频细筛组成闭路，利用球磨机与高频细筛的协同作用将石英颗粒与杂质颗粒进行分离。选取高频细筛筛下矿浆进行浓缩，浓缩成质量浓度33％的铁尾矿浆后给入浮选机中进行浮选，并采用反浮选工艺除去杂质。除杂后的矿浆中加入质量浓度26％的H2SO4作为调整剂，调整矿浆的整体pH值至2.6，并按600g/t的量加入胺类阳离子捕收剂，然后经一次粗选和多次扫选的反浮选工艺得到SiO2品位至99.3％，而Fe2O3含量为0.15％的一次石英精矿。
将上述一次石英精矿，进行脱水处理，并在脱水后的石英精矿中加水，调制成质量浓度18％的矿浆后送入强磁选机，设定磁场强度为1.2T进行强磁精选，得二次石英精矿。将此二次石英精矿加入HCl和HF的混合酸中，且该混合酸中HCl的质量浓度为18％，而HF的质量浓度为0.18％。将上述混合物在反应温度45℃、酸浸浓度52％的条件下搅拌浸出即得到SiO2品位大于99.8％，Fe2O3含量小于0.02％的石英产品成品。
另外，在本发明中还设置有另外九组实施例，这九组实施例均采用说明书中技术方案中的技术组作为对比组，其操作方式的差别仅在于操作方法中工艺参数选择的不同，将这九组实施例与实施例一的各处理步骤的结构进行记录，得到如下表所示的参数数据：
由此可得，本发明的方法能有效低品位、高杂质含量的铁尾矿进行筛分，其筛分的铁粗精矿能用于铁的二次回收，而石英粗精矿在后续工艺中能有逐步提升SiO2含量，降低Fe2O3含量，以最终得到符合工业需求的石英产品成品。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种从铁尾矿中回收石英的方法，其特征在于，具体包括以下操作步骤：
1）首先将选取铁尾矿，除去其中的浮土和灰渣，然后将除杂后的铁尾矿用水将调制成质量浓度10～20%的铁尾矿浆，将铁尾矿矿浆加入强磁选机进行强磁粗选，并通过强磁选机的强磁粗选将矿料分成两份，其中一份为含铁量较多的铁粗精矿，而另一份为石英含量较多的石英粗精矿；
2）将步骤1）中分离的石英粗精矿通过水力旋流器进行分级，脱掉细泥，而通过水力旋流器分级后的沉沙料中的全铁品位会降至2%以下，而SiO2的含量则大于90%；
3）将步骤2）中处理后的沉沙料送入长筒型球磨机进行磨矿，同时球磨机与高频细筛组成闭路，利用球磨机与高频细筛的协同作用将石英颗粒与杂质颗粒进行分离；
4）将步骤3）中的高频细筛筛下矿浆进行浓缩，浓缩成质量浓度30～40%的铁尾矿浆后给入浮选机中进行浮选，并采用反浮选工艺除去杂质；
5）在步骤4）中除杂后的矿浆中加入调整剂，调整矿浆的整体pH值至2～3，加入捕收剂，然后经一次粗选和多次扫选的反浮选工艺得到SiO2品位大于99%，Fe2O3含量小于0.2%的一次石英精矿；
6）将所述一次石英精矿进行脱水处理，并将脱水后的石英精矿再次进行调浆，调制成质量浓度10～20%的矿浆后送入强磁选机进行强磁精选，磁场强度高于步骤1)中的强磁粗选采用的磁场强度以除去在工艺过程中所带入的及前面强磁未选净的铁杂质，得二次石英精矿；
7）在步骤6）处理后的二次石英精矿中加入HCl和HF的混合酸中，在20～80℃，酸浸浓度40～60%的条件下，搅拌浸出，得到SiO2品位大于99.7%，Fe2O3含量小于0.03%的石英产品成品。
2.根据权利要求1所述的从铁尾矿中回收石英的方法，其特征在于，所述步骤1）的强磁粗选过程中，强磁选机的磁场大于0.8T。
3.根据权利要求1所述的从铁尾矿中回收石英的方法，其特征在于，所述步骤1）的强磁粗选过程中夹杂进行若干次扫选作业。
4.根据权利要求1~3中任一一种所述的从铁尾矿中回收石英的方法，其特征在于，所述步骤1）中强磁粗选出来的铁粗精矿可用作提取铁精矿。
5.根据权利要求1所述的从铁尾矿中回收石英的方法，其特征在于，所述步骤5）中采用的调整剂为质量浓度5~30%的H2SO4或者HF。
6.根据权利要求1所述的从铁尾矿中回收石英的方法，其特征在于，所述步骤5）中采用的捕收剂为胺类阳离子捕收剂，其加入量为300g/t~900g/t。
7.根据权利要求1所述的从铁尾矿中回收石英的方法，其特征在于，所述步骤7）中采用的HCl和HF的混合酸中，HCl的质量浓度为10~20%，HF的质量浓度0.1~3%。
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