CN111686927A - 一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，属于钨矿废石及钨尾矿回收技术领域，该方法包括以下步骤：(1)筛分前预处理：将井下钨矿废石进行粗碎后与选矿厂手选钨矿废石混合进行细碎；(2)筛分选矿：进行第一次筛分，第一次筛分上层和第一次筛分中层分别通过图像选矿机进行选矿，得到石英精矿和骨料1，对第一次筛分下层进行第二次筛分，第二次筛分上层通过图像选矿机进行选矿，得到石英精矿和骨料2，对第二次筛分中层通过图像选矿机进行选矿，得到石英精矿和骨料3；(3)脱水前预处理；(4)筛分重选；(5)浓缩压滤，用以解决钨矿废石和钨尾矿的回收再利用工艺不完善、回收和再利用率低以及易产生二次污染的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，属于钨矿废石及钨尾矿回收技术领域。
背景技术
目前，我国有色金属钨在采选过程中，会产生数量庞大的井下钨矿废石、选矿厂手选钨矿废石以及固体废弃物钨尾矿。随着有色金属产业迅猛发展，钨矿开采规模扩大以及钨矿山开采历史的延长，井下钨矿废石、选矿厂手选钨矿废石以及钨尾矿的堆积量也逐年增加，而长期以来，大多数企业致力于开采和加工钨矿，对井下钨矿废石、选矿厂手选钨矿废石以及钨尾矿的应用较少，因此这些堆积的固体废弃物基本上没有利用，这些堆积的固体废弃物占用耕地，又需花费巨资建设排土场和尾矿库存放，不利于矿山环境与循环经济的协调发展。
其实井下钨矿废石、选矿厂手选钨矿废石以及钨尾矿均为可回收利用的资源，如果能够加以回收再利用，可以减少固体废弃物的堆积，减少土地资源的占用以及对周围环境的污染，而现有技术中对于井下钨矿废石、选矿厂手选钨矿废石以及钨尾矿等固体废弃物的回收处理工艺尚不成熟，不能对固体废弃物进行充分回收并分类，再利用效率较低，且容易产生二次污染，回收率低，仍然存在后续固体废弃物堆积不易处理的隐患。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，用以解决现有技术中对钨矿废石和钨尾矿的回收再利用工艺不完善、回收和再利用率低以及易产生二次污染的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，该方法包括以下步骤：(1)筛分前预处理：将井下钨矿废石进行粗碎后与选矿厂手选钨矿废石混合为A料，将A料进行细碎得到B料；(2)筛分选矿：将B料进行第一次筛分，第一次筛分上层和第一次筛分中层分别通过图像选矿机进行选矿，得到石英精矿和骨料1，对第一次筛分下层进行第二次筛分，第二次筛分上层通过图像选矿机进行选矿，得到石英精矿和骨料2，对第二次筛分中层通过图像选矿机进行选矿，得到石英精矿和骨料3；(3)脱水前预处理：将钨尾矿进行分级，得到分级底流和分级溢流，其中分级底流通过脱水筛作业，得到脱水筛上层和脱水筛下层；(4)筛分重选：将第二次筛分的第二次筛分下层进行第三次筛分，得到的第三次筛分下层补加水后进行重选，重选得到钨精矿和重选尾矿，重选尾矿进行洗矿得到洗矿溢流和粗颗粒，粗颗粒、第三次筛分上层和第(3)步中的脱水筛上层均为机制砂；(5)浓缩压滤：将第(4)步中的洗矿溢流和第(3)步中的分级溢流以及脱水筛下层进行浓缩，得到浓缩溢流和浓缩底流，其中浓缩底流进行压滤，压滤得到滤液和压滤滤饼，滤液和浓缩溢流混合成为回水。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，第(2)步中第一次筛分上层进行图像选矿选出石英精矿后，剩下的粗粒废石再次混进A料进行细碎作业。
进一步，第(2)步中第一次筛分下层进行整形后再进行第二次筛分，整形设备采用立轴冲击式破碎机或反击式破碎机。
进一步，第(5)步得到的压滤滤饼进行烘干得到细粒钨尾矿，烘干要求为细粒钨尾矿含水率＜2％，将细粒钨尾矿与混合料进行混合制作水泥生料，该混合料包括电石渣粉、煤矸石粉、石墨矿尾矿、磁铁矿尾矿和黄铁矿尾矿。
进一步，将获得的水泥生料压制成型，制成生料饼，然后将生料饼进行煅烧，煅烧完毕后将物料置于常温(15-35℃)条件下快速冷却，得到水泥熟料，该煅烧温度为1330-1380℃，煅烧时间为20-50min。
进一步，所述混合料中各成分按重量比为：电石渣粉：煤矸石粉：石墨矿尾矿：磁铁矿尾矿：黄铁矿尾矿＝85:6:4:3:2，所述细粒钨尾矿与混合料按重量比为1:9，所述混合料中各成分的-200目含量均在87％-92％，且各成分的含水率均＜2％。
进一步，第(2)步中的第一次筛分和第二次筛分均采用双层筛，第一次筛分的上层筛的分级粒度为30-31.5mm，第一次筛分的下层筛的分级粒度为19-21mm，第二次筛分的上层筛分级粒度为9-11mm，第二次筛分的下层筛分级粒度为5mm，第(4)步中的第三次筛分的分级粒度为1-3mm。
进一步，第(3)步中脱水筛的筛孔为2-3mm，分级设备采用旋流器或螺旋分级机。
进一步，第(4)步筛分重选工艺加水后的矿浆浓度为10％-35％，重选设备选用摇床，洗矿设备采用螺旋洗砂机或轮式洗砂机。
进一步，第(5)步中浓缩设备采用高效浓密机或深锥浓密机，所述压滤设备采用压滤机。
本发明的有益效果是：通过采用筛分前预处理、筛分选矿、脱水前预处理、筛分重选和浓缩压滤工艺，对井下钨矿废石、选矿厂手选钨矿废石以及钨尾矿进行充分回收和分类，得到分类为石英精矿、钨精矿、机制砂、骨料1、骨料2、骨料3以及压滤滤饼的目标产物，通过上述工艺在进行回收的同时完成了分类作业，省时省力，不仅解决了废弃物堆积占用耕地、污染环境且需要花费巨资进行处理的问题，还有利于后续直接投入生产进行再利用，提高生产效率和降低生产成本；通过对压滤滤饼进行烘干及回收再利用制作水泥熟料，将石英脉钨矿在采矿、选矿生产过程中产生的井下钨矿废石、选矿厂手选钨矿废石和钨尾矿全部进行资源化利用，避免二次污染，提高资源利用率，矿山不需再建设尾矿库和储存废石的排土场，可有效降低环境污染及减少耕地的占用。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明水泥熟料的制作工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一
一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，该方法包括以下步骤：(1)筛分前预处理：将井下钨矿废石进行粗碎后与选矿厂手选钨矿废石按照3:5的比例混合为A料，将A料进行细碎得到B料；(2)筛分选矿：将B料进行第一次筛分，第一次筛分上层和第一次筛分中层分别通过图像选矿机进行选矿，得到石英精矿和骨料1，第一次筛分上层进行图像选矿选出石英精矿后，剩下的粗粒废石再次混进A料进行细碎作业，第一次筛分下层进行整形后再进行第二次筛分，整形设备采用立轴冲击式破碎机，第二次筛分上层通过图像选矿机进行选矿，得到石英精矿和骨料2，对第二次筛分中层通过图像选矿机进行选矿，得到石英精矿和骨料3，第一次筛分和第二次筛分均采用双层筛，第一次筛分的上层筛的分级粒度为30mm，第一次筛分的下层筛的分级粒度为19mm，第二次筛分的上层筛分级粒度为9mm，第二次筛分的下层筛分级粒度为5mm；(3)脱水前预处理：将钨尾矿进行分级，此处钨尾矿与第(1)步中井下钨矿废石的比例为2:3，得到分级底流和分级溢流，其中分级底流通过脱水筛作业，得到脱水筛上层和脱水筛下层，脱水筛的筛孔为2mm，分级设备采用旋流器；(4)筛分重选：将第二次筛分的第二次筛分下层进行第三次筛分，得到的第三次筛分下层补加水后进行重选，补加水后的矿浆浓度为35％，重选设备选用摇床，重选得到钨精矿和重选尾矿，重选尾矿进行洗矿得到洗矿溢流和粗颗粒，洗矿设备采用螺旋洗砂机，粗颗粒、第三次筛分上层和第(3)步中的脱水筛上层均为机制砂，第三次筛分的分级粒度为1mm；(5)浓缩压滤：将第(4)步中的洗矿溢流和第(3)步中的分级溢流以及脱水筛下层进行浓缩，浓缩设备采用高效浓密机，得到浓缩溢流和浓度为35％的浓缩底流，其中浓缩底流进行压滤，所述压滤设备采用压滤机，压滤得到滤液和压滤滤饼，滤液和浓缩溢流混合成为回水，压滤滤饼进行烘干得到细粒钨尾矿，烘干要求为细粒钨尾矿含水率＜2％，将细粒钨尾矿与混合料进行混合制作水泥生料，该混合料包括电石渣粉、煤矸石粉、石墨矿尾矿、磁铁矿尾矿和黄铁矿尾矿，所述混合料中各成分按重量比为：电石渣粉：煤矸石粉：石墨矿尾矿：磁铁矿尾矿：黄铁矿尾矿＝85:6:4:3:2，所述细粒钨尾矿与混合料按重量比为1:9，所述混合料中各成分的-200目含量均在87％-92％，且各成分的含水率均＜2％，将获得的水泥生料压制成型，制成生料饼，然后将生料饼进行煅烧，煅烧完毕后将物料置于常温20℃条件下快速冷却，得到水泥熟料，该煅烧温度为1330℃，煅烧时间为20min。
设定井下钨矿废石、选矿厂手选钨矿废石与钨尾矿合计的干矿量为100％，则石英精矿产率为4.29％，石英精矿中二氧化硅含量为95.73％；钨精矿产率为0.02％；钨精矿中WO3含量为56.25％；骨料1和骨料2与骨料3的产率分别为28.07％、14.36％、10.24％；机制砂的产率为15.15％；细粒钨尾矿的产率为27.87％。
①得到的细粒钨尾矿的化学成分如下表所示：
| 项目 | SIO<sub>2</sub> | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | MgO | CaO | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | WO<sub>3</sub> | 烧失量 | 其它 |
| 实施例一 | 67.12 | 15.08 | 4.73 | 2.88 | 1.74 | 1.13 | 1.14 | 6.18 |
②混合料中各组分中化学成分如下表所示：
| 项目 | SIO<sub>2</sub> | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | CaO | MgO | Ca(OH)<sub>2</sub> | SO<sub>3</sub> | 烧失量 | 其它 |
| 电石渣粉 | 1.87 | 0.12 | 6.77 | 0.16 | 1.25 | 85.16 | 1.12 | 1.32 | 2.23 |
| 煤矸石粉 | 40.92 | 23.18 | 3.51 | 4.07 | 1.02 | - | 3.58 | 22.54 | 1.18 |
| 石墨矿尾矿 | 52.46 | 18.62 | 4.77 | 5.27 | 2.66 | - | 2.97 | 10.51 | 2.74 |
| 磁铁矿尾矿 | 60.76 | 5.83 | 20.42 | 5.36 | 1.89 | - | 2.71 | 1.75 | 1.28 |
| 黄铁矿尾矿 | 77.34 | 3.58 | 1.51 | 1.89 | 0.93 | - | 10.57 | 2.69 | 1.49 |
③水泥熟料成分及物理特性如下表：
由上表可知，采用本实施例一制得的水泥熟料的游离氧化钙含量、凝结时间、3天以及28天的抗压强度均满足标准要求。
实施例二
一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，该方法包括以下步骤：(1)筛分前预处理：将井下钨矿废石进行粗碎后与选矿厂手选钨矿废石混合为A料，将A料进行细碎得到B料；(2)筛分选矿：将B料进行第一次筛分，第一次筛分上层和第一次筛分中层分别通过图像选矿机进行选矿，得到石英精矿和骨料1，第一次筛分上层进行图像选矿选出石英精矿后，剩下的粗粒废石再次混进A料进行细碎作业，第一次筛分下层进行整形后再进行第二次筛分，整形设备采用反击式破碎机，第二次筛分上层通过图像选矿机进行选矿，得到石英精矿和骨料2，对第二次筛分中层通过图像选矿机进行选矿，得到石英精矿和骨料3，第一次筛分和第二次筛分均采用双层筛，第一次筛分的上层筛的分级粒度为31.5mm，第一次筛分的下层筛的分级粒度为21mm，第二次筛分的上层筛分级粒度为11mm，第二次筛分的下层筛分级粒度为5mm；(3)脱水前预处理：将钨尾矿进行分级，得到分级底流和分级溢流，其中分级底流通过脱水筛作业，得到脱水筛上层和脱水筛下层，脱水筛的筛孔为3mm，分级设备采用螺旋分级机；(4)筛分重选：将第二次筛分的第二次筛分下层进行第三次筛分，得到的第三次筛分下层补加水后进行重选，补加水后的矿浆浓度为20％，重选设备选用摇床，重选得到钨精矿和重选尾矿，重选尾矿进行洗矿得到洗矿溢流和粗颗粒，洗矿设备采用轮式洗砂机，粗颗粒、第三次筛分上层和第(3)步中的脱水筛上层均为机制砂，第三次筛分的分级粒度为3mm；(5)浓缩压滤：将第(4)步中的洗矿溢流和第(3)步中的分级溢流以及脱水筛下层进行浓缩，浓缩设备采用深锥浓密机，得到浓缩溢流和浓度为50％的浓缩底流，其中浓缩底流进行压滤，所述压滤设备采用压滤机，压滤得到滤液和压滤滤饼，滤液和浓缩溢流混合成为回水，压滤滤饼进行烘干得到细粒钨尾矿，烘干要求为细粒钨尾矿含水率＜2％，将细粒钨尾矿与混合料进行混合制作水泥生料，该混合料包括电石渣粉、煤矸石粉、石墨矿尾矿、磁铁矿尾矿和黄铁矿尾矿，所述混合料中各成分按重量比为：电石渣粉：煤矸石粉：石墨矿尾矿：磁铁矿尾矿：黄铁矿尾矿＝85:6:4:3:2，所述细粒钨尾矿与混合料按重量比为1:9，所述混合料中各成分的-200目含量均在87％-92％，且各成分的含水率均＜2％，将获得的水泥生料压制成型，制成生料饼，然后将生料饼进行煅烧，煅烧完毕后将物料置于常温20℃条件下快速冷却，得到水泥熟料，该煅烧温度为1370℃，煅烧时间为40min。
设定井下钨矿废石、选矿厂手选钨矿废石与钨尾矿合计的干矿量为100％，则石英精矿产率为4.07％，石英精矿中二氧化硅含量为94.96％；钨精矿产率为0.03％；钨精矿中WO3含量为53.17％；骨料1和骨料2与骨料3的产率分别为27.92％、14.47％、12.83％；机制砂的产率为11.04％；细粒钨尾矿的产率为29.64％。
①得到的细粒钨尾矿的化学成分如下表所示：
| 项目 | SIO<sub>2</sub> | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | MgO | CaO | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | WO<sub>3</sub> | 烧失量 | 其它 |
| 实施例二 | 66.56 | 14.55 | 4.86 | 2.71 | 1.87 | 1.02 | 1.21 | 7.22 |
②混合料中各组分中化学成分与实施例一一致：
③水泥熟料成分及物理特性如下表：
由上表可知，采用本实施例二制得的水泥熟料的游离氧化钙含量、凝结时间、3天以及28天的抗压强度均满足标准要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)筛分前预处理：将井下钨矿废石进行粗碎后与选矿厂手选钨矿废石混合为A料，将A料进行细碎得到B料；(2)筛分选矿：将B料进行第一次筛分，第一次筛分上层和第一次筛分中层分别通过图像选矿机进行选矿，得到石英精矿和骨料1，对第一次筛分下层进行第二次筛分，第二次筛分上层通过图像选矿机进行选矿，得到石英精矿和骨料2，对第二次筛分中层通过图像选矿机进行选矿，得到石英精矿和骨料3；(3)脱水前预处理：将钨尾矿进行分级，得到分级底流和分级溢流，其中分级底流通过脱水筛作业，得到脱水筛上层和脱水筛下层；(4)筛分重选：将第二次筛分的第二次筛分下层进行第三次筛分，得到的第三次筛分下层补加水后进行重选，重选得到钨精矿和重选尾矿，重选尾矿进行洗矿得到洗矿溢流和粗颗粒，粗颗粒、第三次筛分上层和第(3)步中的脱水筛上层均为机制砂；(5)浓缩压滤：将第(4)步中的洗矿溢流和第(3)步中的分级溢流以及脱水筛下层进行浓缩，得到浓缩溢流和浓缩底流，其中浓缩底流进行压滤，压滤得到滤液和压滤滤饼，滤液和浓缩溢流混合成为回水。
2.根据权利要求1所述的一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，其特征在于：第(2)步中第一次筛分上层进行图像选矿选出石英精矿后，剩下的粗粒废石再次混进A料进行细碎作业。
3.根据权利要求2所述的一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，其特征在于：第(2)步中第一次筛分下层进行整形后再进行第二次筛分，整形设备采用立轴冲击式破碎机或反击式破碎机。
4.根据权利要求1所述的一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，其特征在于：第(5)步得到的压滤滤饼进行烘干得到细粒钨尾矿，烘干要求为细粒钨尾矿含水率＜2％，将细粒钨尾矿与混合料进行混合制作水泥生料，该混合料包括电石渣粉、煤矸石粉、石墨矿尾矿、磁铁矿尾矿和黄铁矿尾矿。
5.根据权利要求4所述的一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，其特征在于：将获得的水泥生料压制成型，制成生料饼，然后将生料饼进行煅烧，煅烧完毕后将物料置于常温条件下快速冷却，得到水泥熟料，该煅烧温度为1330-1380℃，煅烧时间为20-50min。
6.根据权利要求4所述的一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，其特征在于：所述混合料中各成分按重量比为：电石渣粉：煤矸石粉：石墨矿尾矿：磁铁矿尾矿：黄铁矿尾矿＝85:6:4:3:2，所述细粒钨尾矿与混合料按重量比为1:9，所述混合料中各成分的-200目含量均在87％-92％，且各成分的含水率均＜2％。
7.根据权利要求3所述的一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，其特征在于：第(2)步中的第一次筛分和第二次筛分均采用双层筛，第一次筛分的上层筛的分级粒度为30-31.5mm，第一次筛分的下层筛的分级粒度为19-21mm，第二次筛分的上层筛分级粒度为9-11mm，第二次筛分的下层筛分级粒度为5mm，第(4)步中的第三次筛分的分级粒度为1-3mm。
8.根据权利要求1所述的一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，其特征在于：第(3)步中脱水筛的筛孔为2-3mm，分级设备采用旋流器或螺旋分级机。
9.根据权利要求1所述的一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，其特征在于：第(4)步筛分重选工艺加水后的矿浆浓度为10％-35％，重选设备选用摇床，洗矿设备采用螺旋洗砂机或轮式洗砂机。
10.根据权利要求1所述的一种钨矿废石和钨尾矿资源化利用方法，其特征在于：第(5)步中浓缩设备采用高效浓密机或深锥浓密机，所述压滤设备采用压滤机。
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Denomination of invention: A method for resource utilization of tungsten ore waste rock and tungsten tailings Effective date of registration: 20220712 Granted publication date: 20210903 Pledgee: Yantai financing guarantee Group Co.,Ltd. Pledgor: JINJIAN ENGINEERING DESIGN Co.,Ltd. Registration number: Y2022980010259 |
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Denomination of invention: A method for resource utilization of tungsten ore waste and tungsten tailings Effective date of registration: 20230621 Granted publication date: 20210903 Pledgee: Yantai financing guarantee Group Co.,Ltd. Pledgor: JINJIAN ENGINEERING DESIGN Co.,Ltd. Registration number: Y2023980044479 |
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