某长石尾矿综合利用研究

摘要

某长石矿山在长期开发过程中堆积了大量选矿尾矿和低品位的夹石，尾矿的堆积不仅占用了大量的场地，还给周边环境造成危害。针对这一问题，本文就该尾矿的综合利用进行了系统的研究。
　　在对国内外长石尾矿资源化利用研究进行综述基础上，系统地研究了该尾矿特性、选矿试验、药剂与矿物表面作用机理、浮选废水处理方法，并对环境及经济效益进行了初步分析。
　　该尾矿中主要的化学组成为:SiO272.79％、K2O4.74％、Na2O3.34％、Fe2O30.94％，矿物组成主要是长石和石英，此外，还有少量黑云母和白云母等矿物。
　　降铁试验研究结果表明，适宜的磨矿细度为-0.074μm60％左右。试验室条件下，最佳的弱磁和强磁场强度分别为0.28T和1.0T，经过弱磁-强磁降铁后，尾矿中Fe2O3去除率达77％。浮选条件试验表明，采用无氟少酸浮选，可以得到产率49.36％，含K2O9.0％、Na2O4.3％、Fe2O30.21％的长石精矿，产率43.03％的含Fe2O30.11％、SiO298.3％的石英。长石精矿、石英分别达到《中华人民共和国建材行业标准-平板玻璃用长石》(JC/T857-2000)一级品要求和《中华人民共和国轻工行业标准-日用陶瓷用石英》(QB/T1637-1992)中一等品要求。
　　在长石、石英单矿物的浮游差异性和表面电性差异最显著的条件下，对二者与捕收剂作用后的透射和衰减全反射红外光谱研究表明，十二胺在长石和石英表面均只存在物理吸附，十二烷基磺酸钠在长石表面既存在物理吸附，还与Al-O形成化学吸附，而在石英表面仅存在物理吸附，十二胺与十二烷基磺酸钠混合捕收剂在长石表面既有物理吸附，还存在氢键作用，而在石英表面仅存在物理吸附;芘荧光探针试验研究表明，相同浓度条件下单一捕收剂和混合捕收剂溶液中的长石表面疏水性比石英强，混合捕收剂溶液中的矿物表面疏水性比单一捕收剂强，且在矿物表面形成胶束浓度要比单一捕收剂低。
　　对一次浮选废水再用于浮选用水的研究表明，由于浮选废水中悬浮物、有机物含量较高，成分复杂，不宜直接回用。针对该废水特点，采用石灰乳进行沉淀吸附的方法处理，试验表明，当石灰乳用量为5kg/m3时，对CODcr和SS去除率分别达到69％和86％，出水可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级排放标准。按该工艺处理一吨尾矿，成本约165元，获得的长石、石英产品总价值约210元，可获得约45元利润，环境经济效益明显。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 长石尾矿综合利用现状

1．2．1 降铁技术

1．2．2 长石与石英的分离

1．2．3 钾长石与钠长石的分离

1．3 研究意义、内容和目标

1．3．1 研究意义

1．3．2 研究内容

1．3．3 研究目标

2 矿样、试剂、仪器和研究方法

2．1 矿样制备

2．1．1 长石、石英单矿物样品制备

2．1．2 尾矿样品制备

2．2 主要的试剂和设备

2．2．1 主要试剂

2．2．1 主要仪器设备

2．3 研究方法

2．3．1 选矿研究方法

2．3．2 矿物与捕收剂作用机理研究方法

3 尾矿特性

3．1 尾矿宏观特征

3．2 尾矿物质组成

3．2．1 尾矿的化学成分

3．2．2 尾矿的矿物组成及含量

3．3 尾矿工艺矿物学特征

3．3．1 各粒级尾矿的成分

3．3．2 解离度

3．3．3 尾矿的结构特征

3．3．4 尾矿的构造特征

3．4 本章小结

4 尾矿选矿试验研究

4．1 磨矿方式的选择

4．1．1 钢球磨矿效率

4．1．2 钢棒磨矿效率

4．1．3 磨矿方式的确定

4．2 尾矿降铁条件试验

4．2．1 磨矿细度对弱磁选效果的影响

4．2．3 弱磁选磁场强度对降铁效果的影响

4．2．4 强磁选磁场强度对降铁效果的影响

4．2．5 小结

4．3 浮选条件对长石-石英分离效果的影响

4．3．1 磨矿细度的影响

4．3．2 脱泥量的影响

4．3．3 混合捕收剂配比的影响

4．3．4 粗选捕收剂用量的影响

4．3．5 扫选次数的影响

4．3．6 扫选捕收剂用量的影响

4．3．7 六偏磷酸钠用量的影响

4．4 最优条件下的浮选指标

4．4．1 开路浮选

4．4．2 闭路浮选

4．5 回水用量对长石-石英浮选分离的影响

4．6 产品检查

4．7 本章小结

5 捕收剂与矿物表面作用机理研究

5．1 单矿物性质

5．1．1 单矿物化学分析

5．1．2 单矿物X射线衍射分析

5．2 pH值和捕收剂浓度对单矿物浮游行为的影响

5．2．1 pH值的影响

5．2．2 捕收剂浓度的影响

5．2．3 小结

5．3 捕收剂对单矿物表面电性的影响

5．3．1 纯水中矿物表面电性

5．3．2 捕收剂对单矿物表面电性的影响

5．3．3 小结

5．4 矿物与捕收剂作用前后的红外光谱(FTIR)研究

5．4．1 矿物与阳离子捕收剂作用前后的红外光谱

5．4．2 矿物与阴离子捕收剂作用前后的红外光谱

5．4．3 矿物与混合捕收剂作用前后的红外光谱

5．4．4 小结

5．5 衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)研究

5．5．1 矿物与阳离子捕收剂作用的衰减全反射红外光谱

5．5．2 矿物与阴离子捕收剂作用的衰减全反射红外光谱

5．5．3 矿物与混合捕收剂作用的衰减全反射红外光谱

5．6 矿物-捕收剂表面吸附层结构的荧光探针研究

5．6．1 阳离子捕收剂中矿物表面微极性

5．6．2 阴离子捕收剂中矿物表面微极性

5．6．3 混合捕收剂中矿物表面微极性

5．7 本章小结

6 浮选废水处理与环境经济效益初步分析

6．1 浮选废水处理

6．1．1 浮选废水水质分析

6．1．2 浮选废水处理

6．2 环境经济效益初步分析

6．3 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文