一种硫铁矿尾矿采用旋流器提纯高岭土的方法

摘要

本发明公开了一种硫铁矿尾矿采用旋流器提纯高岭土的方法，包括:步骤一，将硫铁矿尾矿原料送入分级机，分级机筛分出硫铁矿尾矿中粒径小于5mm的部分作为备用料，硫铁矿尾矿中粒径大于5mm的部分堆放储存；步骤二，将备用料制成矿浆；步骤三，将制备的矿浆通入旋流器，旋流器底流产物即为提纯后的高岭土。本发明通过利用硫铁矿尾矿制备高纯度的高岭土，实现了高铁矿尾矿的资源化利用，不仅可以减小高铁矿尾矿所占用的耕地，而且也避免了环境受到破坏。

说明书

技术领域

本发明涉及硫铁矿尾矿回收利用技术领域，具体涉及一种硫铁矿尾矿采用旋流器提纯高岭土的方法。

背景技术

我国蕴藏着丰富的硫铁矿资源，截至2016年底，全国探明硫铁矿资源矿石储量为60.37亿吨，居世界首位。我国硫铁矿资源类型以煤系硫铁矿为主，其主要分布在我国西南、中南及华东地区。分布于滇东、黔西、川南地区的煤系硫铁矿主要产于高岭石粘土岩中，其主要矿物成分为高岭石和黄铁矿，因此称之为高岭石型硫铁矿。在高岭石型硫铁矿资源的采选过程中，会产生大量硫铁矿选别尾矿(高岭石型硫铁矿选矿尾矿)，该尾矿的主要矿物成分为高岭石，并含少量黄铁矿、锐钛矿等矿物。由于尾矿中部分黄铁矿、锐钛矿属超细粒嵌布(＜2μm)，导致其无法有效去除以得到高品质的高岭土。这种难以有效利用的尾矿经数十年累计堆存，堆积量已超过1000万吨。这些尾矿不仅占用大量耕地，而且尾矿中S、Pb、Zn等元素也对矿区周边的自然环境及生态安全造成了巨大威胁。

高岭土因其具有多种优良的性质，所以广泛应用于众多领域。在陶瓷工业中，高岭土用量极大，可占配方的25％左右。以高岭土作为陶瓷原料之一，可提高陶瓷的烧结强度，增强其稳定性，也可提高陶瓷的白度。高岭土也可用于造纸工业，高岭土粒度细且流动性较强，因此在生产过程中可使纸张厚度均匀，同时也可降低纸张的透明度，增强纸张对油墨的吸收能力。由于高岭土具有良好的耐火性，所以也应用于耐火材料的制备。高岭土应用于橡塑工业可提高橡胶和塑料的机械强度，增强其耐磨性，大大降低了橡胶及塑料的生产成本。此外，高岭土还在化肥、化妆品等领域有所应用。

因此，利用高岭石型硫铁矿尾矿制备高岭土，以实现高岭石型硫铁矿尾矿的资源化利用对矿区生态、经济可持续发展有着重要意义。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足，提供了一种硫铁矿尾矿采用旋流器提纯高岭土的方法，其实现了硫铁矿尾矿的资源化利用，也避免了环境受到破坏。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种硫铁矿尾矿采用旋流器提纯高岭土的方法，包括以下步骤:

步骤一，将硫铁矿尾矿原料送入分级机，分级机筛分出硫铁矿尾矿中粒径小于5mm的部分作为备用料，硫铁矿尾矿中粒径大于5mm的部分堆放储存；

步骤二，将备用料制成矿浆；

步骤三，将制备的矿浆通入旋流器，旋流器底流产物即为提纯后的高岭土。

进一步的，所述步骤三中，制备的矿浆的浓度为20％；所述步骤四中，通入旋流器的矿浆的压力为0.1MPa。

进一步的，所述步骤一中，分级机在对硫铁矿原料进行筛分之前首先对硫铁矿尾矿进行预处理，使结块的硫铁矿尾矿散开。

进一步的，所述分级机由预处理机构和筛分机构组成，所述预处理机构用于使结块的硫铁矿尾矿散开，所述筛分机构用于根据粒径的大小将硫铁矿尾矿筛分成粒径小于5mm的部分和粒径大于5mm的部分；

所述预处理机构包括上箱体、初筛板、打散箱、第一转轴、第一电机和下料道，所述上箱体的上端敞开并且用于添加硫铁矿尾矿原料，所述初筛板设置在上箱体的内部，初筛板上均布有多个初筛孔，初筛板一端的高度低于其另一端的高度，所述的上箱体上开设有位于初筛板下端上方的第一出料口，所述打散箱与上箱体开设有第一出料口的侧面固定，所述第一转轴设置在打散箱内部，第一转轴的两端分别与打散箱转动连接，第一转轴的高度低于初筛板下端的高度，位于打散箱内部的第一转轴轴体上设置有多个打散棒，所述第一电机固定在打散箱的外侧，第一电机的转轴与第一转轴传动连接，由第一电机驱动第一转轴转动，所述下料道与上箱体的底部固定连接，下料道同时与上箱体和打散箱连通。

所述筛分机构包括筛分箱和设置在筛分箱下方的支架，所述筛分箱的两端均开设有圆形通孔，所述圆形通孔内设置有精筛滚筒，所述精筛滚筒的两端分别通过第一转盘轴承、第二转盘轴承与筛分箱的端面转动连接，所述精筛滚筒的一端从筛分箱的内部伸出并且在该端设置有齿圈，所述精筛滚筒的侧面开设有多个条形槽，每个条形槽的边缘均设置有多个精选杆，所述的精选杆的一端与精筛滚筒固定连接，精选杆沿着条形槽的长度方向等距间隔分部，所述精选杆上开设有沉槽，沉槽的底部开设有多个贯穿精选杆的精选孔；所述筛分箱的一侧设置有与筛分箱的端面固定的第一端盖，筛分箱的另一侧设置有与筛分箱的端面固定的第二端盖，所述第二端盖上开设有第二出料口；所述精筛滚筒的内部设置有出料道，出料道的两端分别与第一端盖和第二端盖固定连接，出料道的上部开设有进料槽口，所述第二端盖背离筛分箱的一侧设置有第三端盖，所述第三端盖的底部设置有出料管，所述出料道的内部设置有第二转轴，第二转轴的两端分别与第一端盖和第三端盖转动连接，所述的第二转轴上设置有绞龙叶片，所述筛分箱的外侧还设置有第二电机，所述第二电机的转轴与第二转轴传动连接，由第二电机驱动第二转轴转动，所述筛分箱的一侧设置有电机底座，电机底座上设置有第三电机，所述第三电机的转轴上设置有与齿圈相啮合的主动齿轮；所述筛分筒的底部为圆弧形，筛分筒的底部均布有多个精筛孔；所述上箱体设置在筛分箱的上方，下料道的底部与筛分箱固定并且与筛分箱的内部连通，上箱体与筛分箱之间还设置有用于支撑上箱体的支撑杆。

进一步的，所述精筛孔的直径为5mm，所述精筛孔的直径与精选孔的直径相同，所述初筛孔的直径不小于5mm。

进一步的，所述第一转轴上设置有第一从动带轮，所述第一电机的转轴上设置有第一主动带轮，第一从动带轮与第一主动带轮通过皮带实现传动连接；所述第二转轴上设置有第二从动带轮，所述第二电机的转轴上设置有第二主动带轮，第二从动带轮与第二主动带轮同样通过皮带实现传动连接。

进一步的，所述下料道的内部设置有蝶阀。

进一步的，所述筛分箱的底部设置有集料斗，集料斗的底部设置有第三出料口，所述的精筛孔均与集料斗的内部相通。

进一步的，所述第一转轴的两端各通过一个轴承座与打散箱转动连接，所述第二转轴的两端各通过一个轴承座与第一端盖或者第二端盖转动连接。

进一步的，所述的精筛滚筒、出料道、第二转轴共轴线，所述精选杆与第二转轴垂直并且精选杆的延长线与第二转轴相交。

与现有技术相比，本发明通过利用硫铁矿尾矿制备高纯度的高岭土，实现了高铁矿尾矿的资源化利用，不仅可以减小高铁矿尾矿所占用的耕地，而且也避免了环境受到破坏。此外，本发明中的分级机结构设计合理，性能稳定可靠，通过预处理机构与筛分机构的结合能够有效的提高分级机的筛分效率，同时也能够提高高岭土的产率，因此具有很好的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的内部结构图；

图3是图2中筛分机构的结构图；

图4是图1中沿A-A线的剖视图；

图5是图4中沿B-B线的剖视图；

图6是本发明中精筛滚筒的结构示意图。

附图标记说明如下：

图中：1、支架；2、集料斗；3、第二电机；4、第二主动带轮；5、皮带；6、第二从动带轮；7、第二转轴；8、第一端盖；9、筛分箱；10、支撑杆；11、第一转轴；12、轴承座；13、上箱体；14、第一电机；15、第一主动带轮；16、第一从动带轮；17、下料道；18、第二端盖；19、第三端盖；20、出料管；21、主动齿轮；22、第三电机；23、电机底座；24、初筛孔；25、初筛板；26、第一出料口；27、绞龙叶片；28、精筛滚筒；29、第一转盘轴承；30、精选杆；31、精选孔；32、第二转盘轴承；33、齿圈；34、精筛孔；35、条形槽；36、沉槽；37、出料道；38、第二出料口；39、第三出料口；40、进料槽口；41、打散箱；42、打散棒；43、蝶阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图6所示，本发明提供了一种硫铁矿尾矿采用旋流器提纯高岭土的方法，包括以下步骤:

步骤一，将硫铁矿尾矿原料送入分级机，分级机筛分出硫铁矿尾矿中粒径小于5mm的部分作为备用料，硫铁矿尾矿中粒径大于5mm的部分堆放储存；

步骤二，将备用料制成矿浆；

步骤三，将制备的矿浆通入旋流器，旋流器底流产物即为提纯后的高岭土。

其中，步骤三中制备的矿浆的浓度为20％；步骤四中通入旋流器的矿浆的压力为0.1MPa。步骤一中，分级机在对硫铁矿尾矿原料进行筛分之前首先对硫铁矿尾矿进行预处理，使结块的硫铁矿尾矿散开，因此能够防止因硫铁矿尾矿结块粒径小于5mm的尾矿颗粒混入粒径大于5mm的颗粒中，从而提高高岭土的产率。结块的原料由不同粒径的硫铁矿尾矿颗粒组成，需要注意的是在预处理过程中分级机仅仅将潮湿结块的原料打散，并不将硫铁矿尾矿颗粒打碎。

本发明中，所述分级机由预处理机构和筛分机构组成，所述预处理机构用于使结块的硫铁矿尾矿散开，所述筛分机构用于根据粒径的大小将硫铁矿尾矿筛分成粒径小于5mm的部分和粒径大于5mm的部分。。

其中，所述预处理机构包括上箱体13、初筛板25、打散箱41、第一转轴11、第一电机14和下料道17，所述上箱体13的上端敞开并且用于添加硫铁矿尾矿原料，所述初筛板25设置在上箱体13的内部，初筛板25上均布有多个初筛孔24，初筛板25一端的高度低于其另一端的高度，所述的上箱体13上开设有位于初筛板25下端上方的第一出料口26，所述打散箱41与上箱体13开设有第一出料口26的侧面固定，所述第一转轴11设置在打散箱41内部，第一转轴11的两端分别与打散箱41转动连接，第一转轴11的高度低于初筛板25下端的高度，位于打散箱41内部的第一转轴11轴体上设置有多个打散棒42，所述第一电机14固定在打散箱41的外侧，第一电机14的转轴与第一转轴11传动连接，由第一电机14驱动第一转轴11转动，所述下料道17与上箱体13的底部固定连接，下料道17同时与上箱体13和打散箱41连通。

所述筛分机构包括筛分箱9和设置在筛分箱9下方的支架1，所述筛分箱9的两端均开设有圆形通孔，所述圆形通孔内设置有精筛滚筒28，所述精筛滚筒28的两端分别通过第一转盘轴承29、第二转盘轴承与筛分箱9的端面转动连接，所述精筛滚筒28的一端从筛分箱9的内部伸出并且在该端设置有齿圈，所述精筛滚筒28的侧面开设有多个条形槽35，每个条形槽35的边缘均设置有多个精选杆30，所述的精选杆30的一端与精筛滚筒28固定连接，精选杆30沿着条形槽35的长度方向等距间隔分部，所述精选杆30上开设有沉槽36，沉槽36的底部开设有多个贯穿精选杆30的精选孔31；所述筛分箱9的一侧设置有与筛分箱9的端面固定的第一端盖8，筛分箱9的另一侧设置有与筛分箱9的端面固定的第二端盖18，所述第二端盖18上开设有第二出料口38；所述精筛滚筒28的内部设置有出料道37，出料道37的两端分别与第一端盖8和第二端盖18固定连接，出料道37的上部开设有进料槽口40，所述第二端盖18背离筛分箱9的一侧设置有第三端盖19，所述第三端盖19的底部设置有出料管20，所述出料道37的内部设置有第二转轴7，第二转轴7的两端分别与第一端盖8和第三端盖19转动连接，所述的第二转轴7上设置有绞龙叶片27，所述筛分箱9的外侧还设置有第二电机3，所述第二电机3的转轴与第二转轴7传动连接，由第二电机3驱动第二转轴7转动，所述筛分箱9的一侧设置有电机底座23，电机底座23上设置有第三电机22，所述第三电机22的转轴上设置有与齿圈相啮合的主动齿轮21；所述筛分筒的底部为圆弧形，筛分筒的底部均布有多个精筛孔；所述上箱体13设置在筛分箱9的上方，下料道17的底部与筛分箱9固定并且与筛分箱9的内部连通，上箱体13与筛分箱9之间还设置有两个用于支撑上箱体13的支撑杆10。其中，所述精筛孔的直径为5mm，所述精筛孔的直径与精选孔31的直径相同，所述初筛孔24的直径不小于5mm。

为了实现第一转轴11与第一电机14以及第二转轴7与第二电机3的传动连接，所述第一转轴11上设置有第一从动带轮16，所述第一电机14的转轴上设置有第一主动带轮15，第一从动带轮16与第一主动带轮15通过皮带5实现传动连接；所述第二转轴7上设置有第二从动带轮6，所述第二电机3的转轴上设置有第二主动带轮4，第二从动带轮6与第二主动带轮4同样通过皮带5实现传动连接。需要补充说明的是，第一转轴11与第一电机14以及第二转轴7与第二电机3之间也可以通过链轮机构实现传动连接。在具体实施时，所述第一转轴11的两端各通过一个轴承座12与打散箱41转动连接，所述第二转轴7的两端各通过一个轴承座12与第一端盖8或者第二端盖18转动连接。为了便于安装，所述的精筛滚筒28、出料道37、第二转轴7共轴线，所述精选杆30与第二转轴7垂直并且精选杆30的延长线与第二转轴7相交。

本发明中，所述下料道17的内部设置有蝶阀43，通过蝶阀43可以控制下料道17是否下料，同时也能灵活的控制下料道17的下料量。所述筛分箱9的底部设置有集料斗2，集料斗2的底部设置有第三出料口39，所述的精筛孔均与集料斗2的内部相通，通过在筛分箱9的底部设置集料斗2可以避免粒径小于5mm的硫铁矿尾矿颗粒在排放时过于分散，便于使用。

分级机在使用时，从上箱体13的上方将硫铁矿尾矿原料加入上箱体13内，硫铁矿尾矿原料落在初筛板25后在重力的作用下沿着初筛板25向下运动，此时未结块的硫铁矿尾矿掉落在初筛板25的下方，而结块的硫铁矿尾矿滑落进打散箱41内，高速转动的第一转轴11将结块的硫铁矿尾矿打散，硫铁矿尾矿在打散之后再沿着打散箱41的底面滑进下料道17内，实现对硫铁矿尾矿原料的预处理。经预处理之后的硫铁矿尾矿通过下料道17进入筛分箱9内并在筛分箱9的底部堆积，精选杆30在转动时使部分硫铁矿尾矿进入精选杆30的沉槽36内，进入精选杆30沉槽36内的硫铁矿尾矿逐渐被抬升，在精选杆30从水平位置旋转至最高点竖直位置过程中，精选杆30内存积的硫铁矿尾矿沿着沉槽36向下滑，粒径小于5mm的硫铁矿尾矿将从精选孔31重新掉在筛分箱9的底部，而粒径大于5mm的硫铁矿尾矿将依次通过条形槽35、进料槽口40进入出料道37内，进入出料道37内的硫铁矿尾矿在绞龙叶片27的作用下向第三端盖19方向运动，最终掉进第三端盖19内并从出料管20排出，从出料管20排出的物料即为粒径大于5mm的硫铁矿尾矿。同时在精选杆30的搅动作用下，筛分箱9底部粒径小于5mm的硫铁矿尾矿经精选孔31掉入集料斗2内并从第三出料口39排出。本发明中的分级机结构设计合理，在运行过程中不易出现故障，性能稳定可靠，通过预处理机构与筛分机构的结合能够有效的提高分级机的筛分效率，同时也能够提高高岭土的产率，因此具有很好的经济效益。

本发明通过分级机对硫铁矿尾矿进行筛分，筛除硫铁矿尾矿中粒径大于5mm的部分，然后再利用旋流器对粒径小于5mm的硫铁矿尾矿进行进一步筛分，旋流器筛除粒径较小的部分，最终从旋流器的底流产物中即可得纯度较高的高岭土。本发明通过利用硫铁矿尾矿制备高纯度的高岭土，实现了高铁矿尾矿的资源化利用，不仅可以减小高铁矿尾矿所占用的耕地，而且也避免了环境受到破坏。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。