高嶺土尾礦綜合利用技術(shù)及研究進(jìn)展

第第頁高嶺土尾礦綜合利用技術(shù)及研究進(jìn)展高嶺土尾礦是高嶺土礦經(jīng)選礦后排放的固體廢棄物。長期以來，很多單位只致力于高嶺土礦的開采、加工，對高嶺土尾礦的回收利用研究較少，大多數(shù)是將尾礦露天堆放，或者用作鋪路、返田和夯實(shí)地基等，隨著尾礦的不絕聚積，侵占了大量的土地，污染水質(zhì)，并造成植被破壞及水土流失，甚至造成泥石流，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也造成了高嶺土等不行再生資源的過分消耗。依據(jù)地區(qū)不同，高嶺土及其尾礦的共伴生礦物的成分和數(shù)量差別較大，一般其重要成分為SiO2和Al2O3，而Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO等含量較低，如能依據(jù)尾礦中鋁硅酸鹽礦物的物化性能，合理、充分地利用，便能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會效益。1、高嶺土尾礦有價(jià)成分的回收利用高嶺土的尾礦中常含有大量的石英、白云母、長石等硅酸鹽礦物，這些礦物可通過合適的回收工藝，如重選、浮選、脫泥等，可以得到云母精礦、長石精礦、石英精礦等，甚至可以做到無尾礦選礦。合浦滬天高嶺土有限責(zé)任公司目前每年開采的高嶺土礦量達(dá)70萬噸以上，生產(chǎn)中排出的尾礦約40萬噸以上。該公司擁有的高嶺土資源中伴生有石英石礦石，這伴生礦石隨著高嶺土的生產(chǎn)均作為尾礦處理。經(jīng)過對尾礦礦石多個(gè)品種的含量、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、嵌布粒度等特征的分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)其礦物成分重要為石英石礦，大為純度高、鐵質(zhì)等雜質(zhì)含量低，屬優(yōu)質(zhì)的石英砂。通過高嶺土尾礦采用擦洗、洗礦、磨礦、篩分分級后進(jìn)行重—磁—浮聯(lián)合流程選別，最終獲得優(yōu)質(zhì)的石英砂產(chǎn)品。高嶺土尾礦綜合利用選礦工業(yè)試驗(yàn)流程湖南省汨羅高嶺土精選總廠年產(chǎn)精礦6000噸，每年要排放約2萬噸的廢棄尾礦，尾礦重要構(gòu)成礦物為石英，白云母、少量長石、鐵錳礦物及殘余高嶺土等。謝建國等采用搖床重選—精礦脫泥流程處理篩上物或用篩分—搖床—篩分流程選別粗選底流均可獲得品位大于97%、回收率73%以上的白云母精礦。肖國琪等針對云南臨滄高嶺土具有高鋁、鉀、鈉、鐵、鈦等有害金屬含量低、礦物構(gòu)成多而雜的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一套新型高嶺土綜合利用與無尾礦工程。該工藝流程將原礦通過選礦得到60%的精礦和40%的尾礦，進(jìn)一步加工成各種產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了高嶺土資源的清潔、高效利用。新型高嶺土綜合利用與無尾礦工程張忠飛等對蘇州高嶺土尾礦進(jìn)行深加工處理（崩解、解離、分選、回收等），分別得到了純度較高的石英砂、硫化礦和高嶺土產(chǎn)品。加工得到的石英砂可用作建筑料子，硫化礦可作為生產(chǎn)硫酸的原材料或進(jìn)一步提煉其中的金屬如Au、Ag、Pb、Zn等，而高嶺土則可作為耐火料子或陶瓷的原材料。江西某高嶺土尾礦重要由石英、白云母、長石和少量高嶺石構(gòu)成，其中有害雜質(zhì)重要為鐵質(zhì)，重要賦存在褐鐵礦中。成岳等采用分級—浮選流程，先浮選白云母，再進(jìn)行長石和石英的浮選分別。其云母、長石、石英等精礦均實(shí)現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)的要求，實(shí)現(xiàn)了無尾礦選礦，通過對尾礦的回收利用，每年可新增利潤230萬元。在富黃鐵礦高嶺土的綜合回收利用過程中，由于高嶺土的易泥化性，微細(xì)粒及細(xì)粒高嶺土對黃鐵礦浮選分別的影響很大。曹學(xué)鵬對某地區(qū)富黃鐵礦高嶺土進(jìn)行綜合回收利用，原礦中高嶺石含量為79.82%，黃鐵礦含量為18.14%且嵌布多而雜，采用酸化水玻璃作調(diào)整劑，丁黃藥作捕收劑，通過一次粗選、二次精選、二次掃選，獲得硫品位為48.77%、硫回收率為87.30%的黃鐵礦精礦。對浮選脫硫后的高嶺土進(jìn)行提純，高嶺土中的硫和鐵的量都有肯定程度的降低。2、高嶺土尾礦作中低檔陶瓷原材料利用高嶺土尾礦制成250目、325目高嶺土瓷土，是一種通用陶瓷原材料，由于高嶺土尾礦多數(shù)為礦物質(zhì)含量較低的原土，有的礦物含量甚至為0。這要求在篩選時(shí)，必需進(jìn)行礦物質(zhì)含量的抽樣分析，依據(jù)分析結(jié)果加入其它原材料進(jìn)行研磨。尾礦制成250目、325目高嶺土瓷土的物理性能、化學(xué)成份上與優(yōu)質(zhì)高嶺土瓷土存在肯定程度上的差別，只能作為中檔陶瓷原材料。3、高嶺土尾礦制備陶瓷玻璃制品微晶玻璃又稱結(jié)晶化玻璃或陶瓷玻璃，是一種新型的建筑料子，它的原子排列是有規(guī)律的，具有玻璃和陶瓷的雙重特性，其亮度比陶瓷高，韌性比玻璃強(qiáng)。國內(nèi)外學(xué)者發(fā)現(xiàn)，利用尾礦的化學(xué)成分特點(diǎn)，選定合適系統(tǒng)，加入必需組分，可以制備出性能優(yōu)良的微晶玻璃。陳國華等以高嶺土尾礦為重要原材料，并引入氧化鎂、氧化鋁、硼酸、磷酸二氫銨等，采用燒結(jié)法制備出具有優(yōu)良熱學(xué)、電學(xué)性能的低溫?zé)Y(jié)微電子封裝用微晶玻璃，其中高嶺土尾礦的引入量可高達(dá)55%。劉屬興等利用高嶺土尾砂取代石英砂、長石等原材料生產(chǎn)玻璃，配方中高嶺土尾礦用量可達(dá)60%以上。同時(shí)高嶺土尾礦中的絹云母可降低純堿用量，使產(chǎn)品的生產(chǎn)本錢有所降低。高嶺土尾砂也含有較多的K2O和Na2O，這對玻璃液的粘度影響很小反而有利于改善玻璃制品的硬度、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。高嶺土尾礦經(jīng)脫泥加工后，含有Al2O3、SiO2、MgO、CaO等，對色釉配方有益，在尾礦基釉中，再加入少量的各種金屬氧化物或基鹽類即可制成各類彩釉陶瓷制品。陸曉波等研制出了各種高溫陶瓷色釉制品，為高嶺土尾礦的綜合利用開辟了新領(lǐng)域。試驗(yàn)配方中，尾礦加入量可達(dá)25%～28%。4、高嶺土尾礦制備無機(jī)高分子絮凝劑聚合氯化鋁鐵（PAFC）是近十幾年來發(fā)展起來的一種新型陽離子復(fù)合絮凝劑，兼有鐵鹽、鋁鹽混凝劑的特性，具有反應(yīng)速度快，形成絮凝體大、沉降快、過濾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，處理生活飲用水、工業(yè)用水、生活用水、生活污水和工業(yè)污水凈化效果明顯。以高嶺土尾礦制備高分子絮凝劑，一般是運(yùn)用粉磨、焙燒、酸溶、水解、聚合等手段，實(shí)現(xiàn)有效的利用尾礦中含有的Al2O3成分的目的。曾小君等以蘇州高嶺土尾礦為原材料，制備出了復(fù)合型無機(jī)高分子絮凝劑聚合氯化鋁鐵（PAFC），該產(chǎn)品對皮革工業(yè)中廢水的濁度、色度、CODCr的去除率分別實(shí)現(xiàn)78.23%、87.56%和78.95%。以高嶺土尾礦為原材料制備的絮凝劑與傳統(tǒng)的高分子絮凝劑相比，具有以下特點(diǎn)：①水解速度快，絮體形成快且密實(shí)，沉降時(shí)間短，提高了凈化效率。②處理特別高濁度的含泥沙的水和受污染的水，而且水質(zhì)的濁度越高，除濁的效果越明顯。③受溫變動(dòng)小。④具有寬廣的使用范圍，適用于生活飲用水，工業(yè)用水，生活用水以及各類污水的處理，對原水的鋁離子及混凝產(chǎn)生的鋁都可以有效的除掉，投加后易保持水質(zhì)pH值的穩(wěn)定。⑤藥劑量低，效果好，比其它混凝劑節(jié)省本錢。5、高嶺土尾礦用于建筑料子在土木建筑工程中，應(yīng)用最廣的是以水泥為膠凝料子，以砂、石為骨料，加水拌制成混合物，經(jīng)肯定時(shí)間硬化而成的水泥混凝土。為了減少水泥用量，降低工程造價(jià)，改善混凝土性能，常加入一些混凝土摻合料，替代水泥，而常用的摻合料包含粉煤灰、鋼渣、硅灰、火山灰、尾礦粉等。中南高校楊華明課題組采用機(jī)械球磨機(jī)以及添加化學(xué)活性激發(fā)劑CaO、Ca（OH）2、Na2SO4等對高嶺土尾礦進(jìn)行活化，并通過與其他砂石料搭配，試配出了滿足相應(yīng)強(qiáng)度等級要求的新型混凝土礦物摻合料。馮寶俠等