CN108940569B - 一种花岗岩的综合利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种花岗岩的综合利用方法，属于矿物利用技术领域。该方法采用两段破碎‑筛分闭路流程、利用立式冲击式破碎机制砂，强磁辊式磁选机预先分离出黑云母，再采用色选机预分离出黑石英粗矿、高钾长石矿和钾钠混合矿，并将分离出来的各类产品分别进行分级和物理方法提纯，所得到的最终产品均能满足下游产业的需求。整个生产过程都是采用物理方法，无需添加任何化学药剂、也不会产生任何废弃物，真正做到“绿色生产”。本发明将花岗岩中各种有价成分进行了充分开发利用，提高了资源的综合利用率，产品附加值大幅度提高，社会效益、经济效益显著，在花岗岩类矿物的开发和利用上有着广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及矿物利用技术领域，特别是指一种花岗岩的综合利用方法。
背景技术
花岗岩是大陆的标志性岩石，是构成大陆上部地壳的基础，由此可见花岗岩的储量丰富，大部分花岗岩由于缺乏有效的开发利用，目前仍处于待开发状态，即使有少部分已经在开发利用，也仅仅是选择性的进行切割、打磨，用做道路的基石、广场砖、或建筑的阶石。这些产品不但生产过程中的环境恶劣、而且所生产出来的产品质低价廉，附加值不高，造成资源浪费严重、对生态环境也构成了隐患。
花岗岩尽管成分复杂，但主要还是由石英及正长石及微斜长石，及其他杂质成分：角闪石、电气石、云母等构成。而单一的石英、长石矿物的利用和开发，国内技术已经较为成熟，而把花岗岩作为一种矿物进行综合利用的研究和报道却鲜有耳闻。分析其原因，可能是把花岗岩仅作为一种矿物对象，和石英相比，SiO2含量不够，和长石矿相比，K2O、Na2O及Al2O3含量又偏低，且杂质含量超标，白度达不到下游产品的要求。根据其矿物成分中以长石为主的特点，如果采用以往长石矿常规提纯的方法，采用浮选除云母，不仅会因为花岗岩中云母含量偏高，造成药剂成本高，环保压力大。另外长石和石英的分离也同样存在难度。因而，尽管储量丰富，但国内对花岗岩综合利用的研究尚处于空白。
石英、长石、云母在整个非金属矿中占有非常重要的位置，他们的应用涉及到建筑、陶瓷、电子、航天等众多领域，如果能将花岗岩中的石英、长石、和云母进行有效分离，让他们分别进入到各自领域发挥优势，将是件利国利民的大事。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种花岗岩的综合利用方法，通过该方法能将花岗岩中的石英、长石、云母进行有效分离，并在分离的过程中进行提纯、从而达到综合利用的目的。
该方法具体包括步骤如下：
(1)将花岗岩进行两段破碎-筛分闭路流程，得到1～4mm的花岗岩颗粒和-1mm的筛下物；
(2)将1～4mm的花岗岩颗粒进行干式磁选，得到黑云母和磁选尾矿；
(3)将磁选尾矿进行色选，得到黑石英粗矿，红长石粗矿和白长石粗矿；
(4)将步骤(3)色选得到的黑石英粗矿，采用棒磨机磨矿-筛分闭路流程、水力分级机分级，将物料粒度控制在40～180目，依次通过立环中磁机除去机械铁和强磁性矿物，再通过立环强磁机，除去弱磁性矿物，得到黑石英精矿，弱磁性矿物和强磁性矿物合并成为磁性矿物一；
(5)将步骤(3)色选得到红长石粗矿，通过球磨机磨矿，再通过水力分级机和受阻沉降器将物料粒度控制在60-120目之间，水力分级机的溢流浓缩后，通过高频振动筛筛分，筛上物料为细粒级云母一，筛下为细粒级长石一；细粒级云母一和细粒级长石一依次通过立环磁机级磁选，分别去除矿物加工过程中混入的机械铁及强磁性矿物、黑云母、电气石及弱磁性矿物，磁选后的产品通过浓缩、带式过滤机过滤、烘干，得到高钾长石精矿，磁选得到的所有磁性矿物合并，成为磁性矿物二；
(6)将步骤(3)色选得到的白长石粗矿和步骤(1)得到的-1mm的筛下物混合，通过球磨机磨矿，再利用水力分级机和受阻沉降器将物料粒度控制在60-120目之间，水力分级机的溢流浓缩后，通过高频振动筛筛分，筛上物料为细粒级云母二，筛下为细粒级长石二，细粒级云母二和细粒级长石二依次通过立环磁机级磁选，分别去除矿物加工过程中混入的机械铁及强磁性矿物、黑云母、电气石及弱磁性矿物，磁选过后的产品通过浓缩、带式过滤机过滤、烘干，得到钾钠混合长石精矿，磁选得到的所有磁性矿物合并，成为磁性矿物三；
(7)步骤(5)中得到的细粒级云母一、细粒级长石一和步骤(6)中得到的细粒级云母二、细粒级长石二以及破碎筛分、干式磁选、色选过程中所产生的粉尘合并成为细粒级物料，将细粒级物料混合后，加水配浆，通过搅拌桶搅拌、均化，依次采用立环中磁机、立环强磁选机、浆料式磁选机磁选提纯，磁选后的产品浓缩后采用板框压滤机压滤、烘干，得到细粒级的长石精矿，磁选得到的所有磁性矿物合并，成为磁性矿物四；
(8)将步骤(4)得到的磁选矿物一、步骤(5)得到的磁选矿物二、步骤(6)得到的磁选矿物三和步骤(7)得到的磁选矿物四合并后，采用浓缩斗浓缩，振动筛脱水后，集中堆放，作为水泥厂、砖厂的配料。
其中，步骤(2)中干式磁选采用干式辊式磁选机，干式辊式磁选机表面场强为11000Gs。
步骤(4)中立环强磁机背景场强为1.5T。
步骤(5)和步骤(6)中球磨机均采用石英球和石英衬板，立环磁机级磁选的背景场强依次为0.4T、1.0T和1.5T。
步骤(7)中立环中磁机磁场强度为0.4T，立环强磁选机磁场强度为1.3T，浆料式磁选机磁场强度为1.3T。
上述步骤中所有浓缩环节的溢流及振动筛脱水后的滤液及其他废水均进入浓密机浓缩，浓密机溢流水作为回水利用，浓密机底流通过板框式压滤机压滤后，作为水泥、砖厂的配料产品。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明采用两段破碎-筛分闭路、立式冲击式破碎机制砂、干式磁选分选黑云母、色选分离黑石英和高钾长石、多级磁选分别提纯的方法使得花岗岩类矿物达到综合利用的目的，本发明具有如下特点：
1、本发明两段破碎后、采用立式冲击式破碎机制砂，不仅使得花岗岩粒度在所需要的范围内，且粒度相对均匀、粒形较好、引入的机械污染较少。
2、在色选前利用干式磁选预先分离出90％以上的黑云母，为后续的色选作业扫清了障碍。
3、利用二次色选，分离出了颜色差异较大的黑石英、高钾红长石，对颜色差异不大的矿物颗粒作为钾钠混合矿处理。
4、本发明中对黑云母的处理方式为：干式磁选、水力分级、立环强磁选三重保障，确保长石中云母能去除得彻底。
5、本发明中长石磨矿均采用石英球和石英衬板，避免了机械污染，减少了以往高铝球或中铝球的细渣对后续陶瓷加工中造成的影响。
6、本发明将长石中的细粒级物料，单独分离出来，合并处理、利用立环磁选机中磁和强磁梯度配合，针对物料细的特点采用浆料磁选机最终把关，最终做出高质量的细粒长石精矿。
7、本发明中所采用的选矿、提纯方法均为物理方法，没有废气产生，对各作业的粉尘、废水都进行了合理化处理，生产环境友好，真正做到“绿色生产”。
本发明不受生产规模限制，将花岗岩中的有价矿物成分石英、云母、长石分离后、分别进行提纯从而达到综合利用的目的。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种花岗岩的综合利用方法。
该方法在具体实施过程中，步骤如下：
1、破碎-制砂：将花岗岩经过颚式破碎机粗碎，直线振动筛筛分，筛上产品返回粗碎，筛下(-3cm)产品进入圆锥破碎机细碎，再次利用直线振动筛筛分，筛上产品返回至细碎，筛下(-1.3cm)左右的细矿石，进入立式冲击式破碎机，并通过直线振动筛筛分，得到1～4mm的花岗岩颗粒和-1mm的筛下物。 1～4mm的颗粒进入干式磁选；-1mm的筛下物作为细粒级物料处理。
2、干式磁选：将1～4mm的花岗岩颗粒通过布料器均匀的给到干式辊式磁选机(表面场强为11000Gs),分选出片状的黑云母。
3、色选：将干式磁选尾矿进行一次色选，得到黑石英混合矿和长石混合矿，两种混合矿分别进行二次色选，二次色选得到的精矿分别为黑石英粗矿和红长石粗矿(以下简称为高钾矿物)、尾矿合并成为白长石粗矿(以下称为钾钠混合矿)。
4、黑石英提纯：将色选得到的黑石英粗矿，采用棒磨机磨矿-筛分闭路流程、筛上物料返回再磨，筛下物料进入水力分级机分级，将物料粒度控制在 40～180目，依次通过立环中磁机除去机械铁和强磁性矿物，再通过立环强磁机(背景场强为1.5T)，除去矿物里的弱磁性矿物，得到黑石英精矿，中磁和强磁性矿物合并成为磁性矿物1。
5、高钾长石提纯：将色选得到高钾矿物，通过球磨机磨矿(采用石英球和石英衬板)，通过水力分级机和受阻沉降器将物料粒度控制在60-120目之间，水力分级机的溢流浓缩后，通过高频振动筛筛分，筛上物料为细粒级云母1，筛下为细粒级长石(以下简称为细粒级长石1)。60-120目的物料依次通过立环磁选机磁选、背景场强依次为0.4T、1.0T和1.5T，分别去除矿物加工过程中混入的机械铁及强磁性矿物、少量黑云母、电气石及矿物中的Fe2O3等弱磁性矿物，磁选过后的产品通过浓缩、带式过滤机过滤、烘干，得到高钾长石精矿。所有磁性矿物合并、成为磁性矿物2。
6、钾钠混合矿提纯：将色选得到的钾钠混合矿物和破碎制砂段的-1mm 的筛下料混合，通过球磨机磨矿(采用石英球和石英衬板)，通过水力分级机和受阻沉降器将物料粒度控制在60-120目之间，水力分级机的溢流浓缩后，通过高频振动筛筛分，筛上物料为细粒级云母2，筛下为细粒级长石(以下简称为细粒级长石2)。60-120目的物料依次通过立环磁机级磁选、背景场强依次为0.4T、1.0T和1.5T，分别去除矿物加工过程中混入的机械铁及强磁性矿物、少量黑云母、电气石及矿物中的Fe2O3等弱磁性矿物，磁选过后的产品通过浓缩、带式过滤机过滤、烘干，得到钾钠混合长石精矿。所有磁性矿物合并、成为磁性矿物3。
7、细粒级物料提纯：细粒级物料的组成为高钾物料提纯过程中所产生的细粒级物料1和钾钠混合矿提纯过程中所产生的细粒级物料2，以及破碎筛分、干式磁选、色选过程中所产生的粉尘。将这部分物料混合后，加水配浆，通过搅拌桶搅拌、均化，采用依次采用立环中磁机(0.4T)、立环强磁选机(1.3T)、浆料式磁选机(1.3T)磁选提纯，磁选后的产品浓缩后采用板框压滤机压滤、烘干，便得到细粒级的长石精矿。所有磁性矿物合并、成为磁性矿物4。
8、磁性矿物的处理：磁性矿物主要为以上四种物料提纯过程中磁选段所得到的磁性矿物，主要包含加工过程中所引入的机械铁以及矿物中的强磁性矿物、以及电气石、云母等弱磁性矿物，这类矿物汇集后，采用浓缩斗浓缩，振动筛脱水后，集中堆放，产品可作为水泥厂、砖厂的配料。
9、本工艺中所有浓缩环节的溢流及振动筛脱水后的滤液及其他废水均进入浓密机浓缩，浓密机溢流水作为回水利用，浓密机底流通过板框式压滤机压滤后，作为水泥、砖厂的配料产品。
运用本发明的方法对某花岗岩进行研究，所得产品主要成分含量及用途如下表：
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种花岗岩的综合利用方法，其特征在于：包括步骤如下：
(1)将花岗岩进行两段破碎-筛分闭路流程，得到1～4mm的花岗岩颗粒和-1mm的筛下物；
(2)将1～4mm的花岗岩颗粒进行干式磁选，得到黑云母和磁选尾矿；
(3)将磁选尾矿进行色选，得到黑石英粗矿、红长石粗矿和白长石粗矿；
(4)将步骤(3)色选得到的黑石英粗矿，采用棒磨机磨矿-筛分闭路流程、水力分级机分级，将物料粒度控制在40～180目，依次通过立环中磁机除去机械铁和强磁性矿物，再通过立环强磁机，除去弱磁性矿物，得到黑石英精矿，弱磁性矿物和强磁性矿物合并成为磁性矿物一；
(5)将步骤(3)色选得到红长石粗矿，通过球磨机磨矿，再通过水力分级机和受阻沉降器将物料粒度控制在60-120目之间，水力分级机的溢流浓缩后，通过高频振动筛筛分，筛上物料为细粒级云母一，筛下为细粒级长石一；细粒级云母一和细粒级长石一依次通过立环磁机级磁选，分别去除矿物加工过程中混入的机械铁及强磁性矿物、黑云母、电气石及弱磁性矿物，磁选后的产品通过浓缩、带式过滤机过滤、烘干，得到高钾长石精矿，磁选得到的所有磁性矿物合并，成为磁性矿物二；
(6)将步骤(3)色选得到的白长石粗矿和步骤(1)得到的-1mm的筛下物混合，通过球磨机磨矿，再利用水力分级机和受阻沉降器将物料粒度控制在60-120目之间，水力分级机的溢流浓缩后，通过高频振动筛筛分，筛上物料为细粒级云母二，筛下为细粒级长石二，细粒级云母二和细粒级长石二依次通过立环磁机级磁选，分别去除矿物加工过程中混入的机械铁及强磁性矿物、黑云母、电气石及弱磁性矿物，磁选过后的产品通过浓缩、带式过滤机过滤、烘干，得到钾钠混合长石精矿，磁选得到的所有磁性矿物合并，成为磁性矿物三；
(7)步骤(5)中得到的细粒级云母一、细粒级长石一和步骤(6)中得到的细粒级云母二、细粒级长石二以及破碎筛分、干式磁选、色选过程中所产生的粉尘合并成为细粒级物料，将细粒级物料混合后，加水配浆，通过搅拌桶搅拌、均化，依次采用立环中磁机、立环强磁选机、浆料式磁选机磁选提纯，磁选后的产品浓缩后采用板框压滤机压滤、烘干，得到细粒级的长石精矿，磁选得到的所有磁性矿物合并，成为磁性矿物四；
(8)将步骤(4)得到的磁选矿物一、步骤(5)得到的磁选矿物二、步骤(6)得到的磁选矿物三和步骤(7)得到的磁选矿物四合并后，采用浓缩斗浓缩，振动筛脱水后，集中堆放，作为水泥厂、砖厂的配料。
2.根据权利要求1所述的花岗岩的综合利用方法，其特征在于：所述步骤(2)中干式磁选采用干式辊式磁选机，干式辊式磁选机表面场强为11000Gs。
3.根据权利要求1所述的花岗岩的综合利用方法，其特征在于：所述步骤(4)中立环强磁机背景场强为1.5T。
4.根据权利要求1所述的花岗岩的综合利用方法，其特征在于：所述步骤(5)和步骤(6)中球磨机均采用石英球和石英衬板，立环磁机级磁选的背景场强依次为0.4T、1.0T和1.5T。
5.根据权利要求1所述的花岗岩的综合利用方法，其特征在于：所述步骤(7)中立环中磁机磁场强度为0.4T，立环强磁选机磁场强度为1.3T，浆料式磁选机磁场强度为1.3T。
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