一文解读:2025{极悦平台}新标准,金属矿石大都属低品位矿石,尤其是贵金属、有色金属等矿石的品位更低,在此类金属矿的采矿、选矿、冶炼加工生产过程中产生90%以上的固体废弃物。尤以选矿尾矿最为典型,多年以来,受资源危机和环境危机的双重压力,世界各国特别是发达国家对矿产资源的回收利用倍加重视。
绢云母是存在于金属尾矿中的主要非金属矿物之一,它是云母族中呈细微细鳞片状产出的白云母亚种,与白云母一样属于层状结构的高钾高铝酸盐矿物。它的化学通式为:Kal
3AlO10](OH,F)2,化学成分的理论值为:SiO245.3%、Al2O338.4%、K2O 11.8%、H2O 4.5%。绢云母具有与白云母相类似的性质,如:片状、弹性、抗拉、抗压、抗剪、阻燃、耐热绝缘体和化学性质稳定、有吸湿、吸水性等,湿水后具滑感、粘结性和可塑性。因此和白云母一样,绢云母可广泛用于橡胶、塑料、涂料、绝缘材料、建材等行业。本文主要介绍金属尾矿中绢云母矿物的回收及其在橡胶、涂料、塑料等行业的应用技术研究。
2O3、CaO、K2O、MgO,主要组成矿物是绢云母、石英、白云石等非金属矿物,有价金属的含量不高,具有回收价值的非金属矿物有绢云母和石英。本研究以绢云母为主要回收对象。原料化学多元素分析结果见表1,原料中主要矿物及其相对含量见表2。表1 原料化学多元素分析结果 (%)
由于尾矿中的绢云母矿物绝大部分存在于-0.037mm的细颗粒中,所以在二次回收有价金属后采用重选的方法分级抛粗。螺旋溜槽具有占地面积小、设备投资少、分选粒度适中、易于操作控制、动力消耗低等优点,十分适合尾矿的分级。用螺旋溜槽的分级粗砂(+0.037mm)和细泥(-0.037mm)的产率分别为56.57%和43.43%。其中-0.037mm部分10μm以下的占68.89%,平均粒径为5.34μm。
试验的尾矿中,石英、白云石等非金属矿物是绢云母矿物的主要伴生矿物,要实现绢云母的富集就必须解决绢云母与其他非金属矿物的分离问题。由于分级后入选物料的平均粒径为5.34μm,低于常规浮选物料的临界粒径(10μm),而且绢云母与石英、白云石等矿物的可浮性、比重、比磁化系数相近,采用常规浮选技术难以使绢云母与石英有效分离,所以,寻求高选择性捕收剂和高效抑制剂是选别绢云母的关键。经过试验对比和筛选,采用自行研制的3ACH作为绢云母的捕收剂、F-1为石英的抑制剂,使绢云母矿物粒子被3ACH选择性捕集、相互黏着、形成絮团进入泡沫层,达到与其他非金属矿物的有效分离。试验结果见表3。
本技术从尾矿中进一步回收有价的金属和非金属矿物,减少了尾矿的排放量,可延长尾矿库的使用期。工艺废水水质符合国家工业废水排放标准。在工艺中实施循环利用。干燥系统的粉尘为产品,采用相应的收尘技术加以回收,二次尾矿可用于生产建筑材料。
在橡胶、塑料、涂料等行业中各种无机填料的使用,不仅可以降低生产成本,而且通过无机填料在粒子细化、表面改性等技术可赋予上述材料某些特殊的功能。绢云母的层状结构、较细的粒径、较大的径厚比和比表面积等特征使它具有优良的物理性质和稳定的化学性质,在许多领域中有广泛的用途。
结果表明:绢云母在丁苯橡胶中的补强填充性能,如硬度、扯断强度、定伸强度等高于一般无机填充料,达到半补强炭黑的水平;与半补强炭黑相比硫比特性好、烧焦时间慢,这时提高胶料加工的安全性和粘结性十分有利。更值得一提的是,在以绢云母替代通作炭黑作补强填充剂的轮胎侧胶的重要工艺性能-耐屈扰龟裂性能有大幅度提高(耐屈扰龟裂转数比通用炭黑高出近9万转次)。
填充剂在塑料中的应用目的随塑料种类及用途的不同有着相当的差异。作为共同的目的可概括为如下几点:降低塑料制品的成本;提高制品的尺寸稳定性、耐热性、硬度、耐候性;赋予隐藏性。此外,在个别场合中使用填充剂还有些特定的目的,如改善塑料的机械强度等。采用合理的填料添加量,对保证塑料制品的质量、降低生产成本等都是十分有利的。但添加量过高,会导致物料黏度过大、流动性降低,使塑料加工难度增加。试验进行了绢云母在PA-6(聚酰胺-6)中的配方研究,结果见表7。
塑料的热变型从试验结果看出,随着PA-6中绢云母配合量的增加,塑料的拉伸强度、弯曲强度和热变形温度等性能均呈明显上升趋势。当绢云母配合量为40PHR时,塑料热变形温度提高25℃,而此时对塑料的加工成型工艺仍无太大影响。说明绢云母对塑料具有良好的填充改性性能,它可能提高温度,改善其机械强度。
绢云母的片状结构以及化学性质稳定决定了它在涂料中的应用前景广阔。它的耐酸碱、耐高温、耐腐蚀、耐候性好的特点十分符合各种涂料对填充材料的要求。有资料表明:在107水性内墙涂料中绢云母添加量可达30%~35%,涂料无结块、沉淀、絮凝;涂膜外观平整,光色泽均匀;遮盖力好,无脱落;耐水性好,浸水24h无脱落、不起皱皮;符合JC361-85行业标准要求。
绢云母是存在于金属选矿尾矿中主要的非金属矿物之一,采用超细分级和超细疏水絮团浮选技术可以从尾矿中回收不同级别的绢云母产品,通过相应的改性技术分别用于橡胶、塑料、涂料等行业,取得较好的效果。该技术已在部分有色金属矿山实施产业化。1998年在江西铜业公司银山铅锌矿建成年产3000t绢云母的生产线年在山东乳山大业金矿建成年产10000t绢云母的生产线,产品销往橡胶、涂料等行业。随着技术的发展,绢云母产品继续向微细化、功能化方向发展,其应用领域也将进一步扩大到特种材料和功能材料中。