一种利用稀贵重金属的尾矿砂及钽铌浸出冶炼渣制取超细纤维的方法

摘要

本发明提供一种利用稀贵重金属的尾矿砂及钽铌浸出冶炼渣制取超细纤维的方法，包括1)取选矿尾矿砂及钽铌浸出冶炼渣，加入一定量还原剂和熔剂，确保酸度系数3≥Mk≥1.6，氧硅复合离子比值(O/Si)4.0‑4.8，混合压制成粒度30‑150mm的球砖，干燥；2)将干燥得到的球砖采用电炉进行1250‑1550℃的高温熔炼，通过采用高速离心成纤机或超音速喷吹将熔渣制成超细纤维。本发明不仅能够对选矿尾矿砂及钽铌浸出冶炼出的废渣中的稀贵重金属得到回收，而且还提高尾矿砂及钽铌浸出冶炼渣的附加值。

说明书

技术领域

本发明涉及一种超细纤维的制备方法，尤其涉及一种利用稀贵重金属的尾矿砂及钽铌浸出冶炼渣制取超细纤维的方法。

背景技术

超细纤维(也称岩棉)制品在建筑、石油、化工、电力、冶金、交通运输、农业等行业有广泛的应用。超细纤维(岩棉)制品的生产及其应用属于绝热节能和噪音治理材料行业，是以天然岩石，如玄武岩、白云石、尾矿砂、冶炼渣等为主要原料，经高温熔化、纤维化处理、毡板成型及制品后加工而制成的节能和噪音治理材料。超细纤维(岩棉)制品具有优良的绝热性能、防火性能、吸声隔音性能。特别对于节能，据有关部门测试，在工业热力设备上每采用lm3的超细纤维(岩棉)制品进行保温，平均可节省能量2500千卡/小时，相当于每年节省3吨标准煤。在建筑上使用l吨超细纤维(岩棉)制品进行保温，一年至少可节省相当于l吨石油的能量。

稀贵重金属(锡矿、钨矿、钽铌矿及其伴生矿)的选矿尾矿砂及钽铌浸出冶炼出的废渣含SiO₂、Al₂O₃、CaO和MgO都较高，合起来可达70％以上，同时都含一定量的锡、钽、铌等金属物，具有较大的利用价值。目前这些尾矿及浸出冶炼渣大都填埋，少量用于陶瓷和水泥。这样一方便其中的稀贵重金属物没有得到回收，同时少量被利用的附价值也不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用稀贵重金属的尾矿砂及钽铌浸出冶炼渣制取超细纤维的方法，本发明不经能够对选矿尾矿砂及钽铌浸出冶炼出的废渣中的稀贵重金属得到回收，而且还提高尾矿砂及钽铌浸出冶炼渣的附加值。

为实现发明目的，本发明采取如下的技术方案：

一种利用稀贵重金属的尾矿砂及钽铌浸出冶炼渣制取超细纤维的方法，包括如下操作步骤：

1)取选矿尾矿砂及钽铌浸出冶炼渣，加入一定量还原剂和熔剂，确保酸度系数3≥Mk≥1.6，氧硅复合离子比值(O/Si)4.0-4.8，混合压制成粒度30-150mm的球砖，干燥；

2)将干燥得到的球砖采用电炉进行1250-1550℃的高温熔炼，电炉中高温熔融液的上层为熔渣和钽铌等氧化物，较重的金属锡沉在炉子的下层；上层熔渣和钽铌等氧化物熔液从炉子的上口排出来，采用高速离心成纤机或超音速喷吹将熔渣制成超细纤维，下层的金属锡从炉子的下口排出，用锡包罐装，再进行氧化吹炼以进一步去除杂质，再浇然后注成粗锡锭；烟气通过冷却净化、脱硫剂氮氧化物操作后外排；

3)将步骤2得到超细纤维a采用软化改性剂进行改性处理，同时旋流除渣；然后进行浓缩、脱水、干燥及成型、包装；或者b对其进行喷胶、打褶、纵切、贴面横切及冷却包装；钽铌等氧化物不成纤维，在离心成纤机或超音速喷吹时变成渣粒沉在集棉室下面而从无机盐分离出来。

本发明通过步骤1)能将钽铌浸出冶炼渣用作制纤原料之一，既解决了钽铌浸出冶炼渣无法资源化利用、造成污染环境的问题，又利用了其中的水、钙及殘余的锡、钨、钽铌等金属氧化物。

进一步的，所述步骤1)制成的30-150mm球砖进行干燥至水分≤3％后送进电炉内冶炼。

进一步的，所述步骤2)中的高速离心成纤机制成超细纤维的转速≥4500r/min或者直接以超音速喷吹。

进一步的，制备得到的超细纤维酸度系数3≥Mk≥1.6，直径为2-9长径比为1-10500。

进一步的，步骤3)中采用a方法干燥后可继续对其进行喷胶、打褶、纵切、贴面横切及冷却包装。

进一步的，步骤1)中的还原剂为为焦炭、烟煤或无烟煤，其添加量为200-300kg/t纤维(金属)，所述的溶剂为生石灰、石灰石或白云石，其添加量为200-500kg/t原料。

进一步的，步骤3中的软化改进剂为软化改性剂为为市售品，也可是选择稳定的水分散性的1.2％羧甲基纤维素钠和0.8％的十二烷基硫酸钠，再加2％上两性离子表面活性BS-12。

本方法的工艺特点：

1、提高了产品的附价值，如将其中的有用金属或金属氧化物进一步分离出来了，提高价值；无机超细纤维(岩棉)及改性无机纤维(岩棉)价值比水泥高得多。

2、将尾矿砂、冶炼渣及还原剂、熔剂(粘结剂)按要求的配比配料，然后制成球(块)，再自然干燥或机械强制干燥至水分≤3％后送进电炉内冶炼，提高电炉内透气性。减少烟气中的粉尘含量。

3、将选矿难选出的金属或金属氧化物(如锡、钨及钽铌等)进一步分离出来了。

4、充分利用了电炉还原冶炼将难处理的钽铌浸出冶炼废渣进行了资源化的利用，既解决了渣的环境污染问题，又对其中的钙、钽铌等金属氧化物进行了利用。

5、通过调整优化渣成分，渣中所有成分都制成了有一定价值的成品：无机盐物质变成了无机超细纤维(岩棉)，不能成纤维的渣粒(球)富含金属或金属氧化物(如锡、钨及钽铌等)，无任何弃渣，循环经济原则。

6、利用了尾矿砂硅含量高的特性及与冶炼渣的成份酸碱互补的特点，可制取酸度系数3≥Mk≥1.6、氧硅复合离子比值(O/Si)4.0-4.8的高质量超细无机纤维(岩棉)，超细无机纤维(岩棉)直径为2-9长径比为1-10500。

7、低碳环保，在整个工艺过程无任何废渣、废水排放；废气只经过净化处理达标排放。

说明书附图

图1是本实用发明利用稀贵重金属的尾矿砂及钽铌浸出冶炼渣制取超细纤维的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

实施例1

一种利用稀贵重金属的尾矿砂及钽铌浸出冶炼渣制取超细纤维的方法，包括如下操作步骤：

1)取选矿尾矿砂及钽铌浸出冶炼渣1t，加入200kg焦煤和200kg石灰石，进行混合得到酸度系数Mk为1.6，氧硅复合离子比值(O/Si)4.0，压制成粒度30mm的球砖，干燥；

2)将干燥得到的球砖采用电炉进行1250℃的高温熔炼，电炉中高温熔融液的上层为熔渣和钽铌等氧化物，较重的金属锡沉在炉子的下层；上层熔渣和钽铌等氧化物熔液从炉子的上口排出来，采用高速离心成纤机或超音速喷吹将熔渣制成超细纤维，下层的金属锡从炉子的下口排出，用锡包罐装，再进行氧化吹炼以进一步去除杂质，再浇然后注成粗锡锭；烟气通过冷却净化、脱硫剂氮氧化物操作后外排；

3)将步骤2得到超细纤维a采用软化改性剂(市售品)进行改性处理，同时旋流除渣；然后进行浓缩、脱水、干燥及成型、包装；钽铌等氧化物不成纤维，在离心成纤机或超音速喷吹时变成渣粒沉在集棉室下面而从无机盐分离出来。

所述步骤1)制成的30mm球砖进行干燥至水分3％后送进电炉内冶炼；所述步骤2)中的高速离心成纤机制成超细纤维的转速4500r/min或者直接以超音速喷吹；制备得到的超细纤维酸度系数Mk为1.6，直径为2长径比为1。

实施例2

1)取选矿尾矿砂及钽铌浸出冶炼渣1t，加入300kg烟煤和500kg石灰石，进行混合得到酸度系数Mk为3，氧硅复合离子比值(O/Si)4.8，压制成粒度100mm的球砖，干燥；

2)将干燥得到的球砖采用电炉进行1450℃的高温熔炼，电炉中高温熔融液的上层为熔渣和钽铌等氧化物，较重的金属锡沉在炉子的下层；上层熔渣和钽铌等氧化物熔液从炉子的上口排出来，采用高速离心成纤机或超音速喷吹将熔渣制成超细纤维，下层的金属锡从炉子的下口排出，用锡包罐装，再进行氧化吹炼以进一步去除杂质，再浇然后注成粗锡锭；烟气通过冷却净化、脱硫剂氮氧化物操作后外排；

3)将步骤2得到超细纤维进行喷胶、打褶、纵切、贴面横切及冷却包装；钽铌等氧化物不成纤维，在离心成纤机或超音速喷吹时变成渣粒沉在集棉室下面而从无机盐分离出来。

所述步骤1)制成的100mm球砖进行干燥至水分2.8％后送进电炉内冶炼；所述步骤2)中的高速离心成纤机制成超细纤维的转速5500r/min或者直接以超音速喷吹；制备得到的超细纤维酸度系数Mk为3，直径为9长径比为6000。

实施例3

一种利用稀贵重金属的尾矿砂及钽铌浸出冶炼渣制取超细纤维的方法，包括如下操作步骤：

1)取选矿尾矿砂及钽铌浸出冶炼渣1t，加入250kg无烟煤和350kg白云石，进行混合得到酸度系数Mk为2，氧硅复合离子比值(O/Si)4.5，压制成粒度150mm的球砖，干燥；

2)将干燥得到的球砖采用电炉进行1550℃的高温熔炼，电炉中高温熔融液的上层为熔渣和钽铌等氧化物，较重的金属锡沉在炉子的下层；上层熔渣和钽铌等氧化物熔液从炉子的上口排出来，采用高速离心成纤机或超音速喷吹将熔渣制成超细纤维，下层的金属锡从炉子的下口排出，用锡包罐装，再进行氧化吹炼以进一步去除杂质，再浇然后注成粗锡锭；烟气通过冷却净化、脱硫剂氮氧化物操作后外排；

3)将步骤2得到超细纤维a采用软化改性剂(名称)进行改性处理，同时旋流除渣；然后进行浓缩、脱水、干燥，再进行喷胶、打褶、纵切、贴面横切及冷却包装；钽铌等氧化物不成纤维，在离心成纤机或超音速喷吹时变成渣粒沉在集棉室下面而从无机盐分离出来，软化改性剂为稳定的水分散性的1.2％羧甲基纤维素钠和0.8％的十二烷基硫酸钠，再加2％上两性离子表面活性BS-12。

所述步骤1)制成的150mm球砖进行干燥至水分2.0％后送进电炉内冶炼；所述步骤2)中的高速离心成纤机制成超细纤维的转速4800r/min或者直接以超音速喷吹；制备得到的超细纤维酸度系数Mk为2，直径为2长径比为10500。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。