选矿及加工

如题所述

一、选矿

蛭石原矿中蛭石品位仅30%左右,脉石含量一般在50%以上,因此必须进行选别作业,从矿石中分离出脉石及杂质。根据蛭石矿物质组成的差异,视其选别的难易程度,选矿方法分为干法及湿法两种。也有采用干湿法结合的工艺进行分选的。干法选矿多用于选别品位较高,粒度较粗的蛭石矿;而湿法选矿多用于选别品位较低且粒度较细的蛭石矿。干法主要是采用多段破碎筛分流程或破碎—筛分—风选流程;湿法选矿则是采用破碎—选择性磨矿—浮选—跳汰流程。

国内蛭石选矿多采用手选和风选法,均属于干法选矿。

1.手选

根据蛭石矿物外观特征(如颜色、光泽、粒度等)进行选矿,一般分离较大的脉石和矿物是比较有效的,特别是小型脉状矿床,选出的粗精矿可作为一种产品出售给加工厂。但是对于与蛭石外观相近的水化云母和膨胀性能较差的蛭石,手选法的选别效果不是很好。

图13-2 蛭石的风选工艺流程图

2.风选

这是我国常用的方法,往往同手选相结合,即

对于大片不夹杂质或易于剥离的蛭石,先进行水选,而对于夹有杂质或与蛭石混于一起的小片蛭石,采用扬场机法和旋风分离法,为了提高风选效果,矿石在进行风选前,要进行破碎、筛分。蛭石是一种层状结构矿物,最好使用锤式破碎机对其进行破碎。筛分机械应采用振动筛和回转筛。一般破碎筛分之后粒度在2~15mm左右,厚度在lmm左右的最好。风选工艺流程见图13-2。

3.水选

这是利用地理条件如河流,先把矿石焙烧,然

后把焙烧后的矿石倒入河内,脉石沉河底,蛭石顺流而下,再在河流下游把蛭石拦住,打捞晾干。这种方法比较经济,也选得很净。

4.化学选矿

有的蛭石与脉石紧密共生或与碎石混在一起,特别是与大量的蛇纹石混在一起,用物理选矿很难取得良好的效果,对于此种矿石应采用化学选矿。用十八烷基胺、硫酸烷酯和油酸钠作浮选捕集剂,浮选前搅拌时加氟硅酸钠和捕集剂,粗选就可获得含蛭石60%~70%的精矿。十八烷基胺能很好地浮选蛭石矿中的造岩矿物如橄榄石、绿泥石、透辉石等。在浮选浆中加入氟硅酸钠500g/t,十八烷基胺1400g/t时,选浮罐内产品含蛭石37.4%,其回收率为55%。氢氟酸能很好地活化蛭石,浮选之前在粗加工搅拌时入氢氟酸500g/t,并继续搅拌,再加入氢氟酸2000g/t,这样就可以分离出含蛭石50%的精矿,回收率可达84%。

二、膨胀蛭石生产工艺

我国膨胀蛭石生产工艺常见有两种:

1)矿石→破碎→风选→蛭石精矿→烘干→破碎→除杂→分级→预热→煅烧→冷却→膨胀蛭石

2)矿石→破碎→筛分→风选→蛭石精矿→预热→煅烧→冷却→膨胀蛭石

我国膨胀蛭石的典型生产工艺大致分四个工序:原料准备、烘干、煅烧、冷却。

1.原料准备

从蛭石矿山采出的蛭石原料(即蛭石片),可按蛭石晶体片度分为四级,即>15mm(一级),15~4mm(二级),4~2mm(三级)和<2mm(四级)四个级别。但膨胀蛭石的级别,则随企业而不同,通常可见到以下几种按粒度进行的分类。

由于蛭石晶片的膨胀倍数>2~3,最大为20~25,因此产生了蛭石原矿的最大粒度为15mm是否太大了的问题,答案是否定的。因为膨胀晶片的膨胀主要是在与蛭石片相垂直的方向上产生的,而在平行蛭石片的方向上则基本没有膨胀,故蛭石晶片的片度应与膨胀后的蛭石粒度基本一致。实践证明,当蛭石晶片最大片度为12~15mm时,可得到最大粒度为25mm的膨胀蛭石颗粒。

蛭石晶片厚度对蛭石膨胀倍数的影响最大,研究表明,蛭石原矿晶片厚度一般不应超过2mm,而以lmm左右为好。

2.烘干

蛭石原矿晶片含水量对其膨胀性能有一定影响,但与珍珠岩的膨胀性能相比,蛭石原矿含水量对其膨胀性能的影响是比较小的。反过来也可以说,含水量的多少对珍珠岩的膨胀好坏影响较大,一般认为,蛭石原矿含水量超过5%时,即应进行干燥处理,烘干的另一目的是预热蛭石原料。我国蛭石工业通常采用两种干燥方法,即:①自燃干燥,即借助阳光晒干和自然风干;②干燥炕干燥,即将蛭石原矿放在干燥炕上炕干。

国内有些企业,采用的是先烘干再破碎、预热的工艺流程。这种工艺可能对提高破碎作业的效率有好处,然而矿石烘干后所带的热能却在破碎过程中损失了大部分。因此建议将烘干工序放在破碎筛分工序之后,以减少热能损失。

3.煅烧

煅烧是生产膨胀蛭石最关键的工序之一,因为蛭石的膨胀就是在这个工序中发生的,煅烧工艺搞不好,或造成蛭石原料膨胀不良,或导致生产出的膨胀蛭石强度过低。膨胀不良的直接后果是膨胀蛭石容重过大,隔热性能变差;强度过低的问题尚未引起蛭石工业的重视,这个问题无疑是一个很重要的问题,强度低的膨胀蛭石,在松填使用时,易在松填层中产生因大块蛭石碎为小粒而造成空隙,影响隔热效果;在制作制品时,对制品的强度也会产生不良的影响。

煅烧蛭石可以采用三种窑型,即立窑、圆管窑(简称管式窑)和回转窑。我国蛭石工业仅采用立窑一种窑型,其原因主要是立窑构造简单,建造容易,造价低以及生产量不大,适合于小厂应用等。与煅烧珍珠岩的立窑相比较,蛭石煅烧具有以下特点:

1)上部加料因为蛭石原料片度较大,为了使蛭石原料在窑内有足够的停留时间,采用上部加料是比较恰当的。

2)窑内不同高度上设置有折挡设置折挡的目的在于控制蛭石在窑内的下落速度,为了更好地控制蛭石的下落速度,折挡可做成能调节倾角的溜板式。

3)下部排料煅烧好的膨胀蛭石积存在窑的底部,应及时将膨胀蛭石卸出,才有利于连续煅烧蛭石。

4)煅烧温度较低经预热的蛭石原料在煅烧窑内急剧煅烧时,其煅烧温度为850~1000℃,而珍珠岩的煅烧温度通常要在1000℃以上。具体的煅烧温度应根据所用蛭石原料的具体性质试验确定。

5)煅烧时间较长一般煅烧时间为两分钟到几分钟,而煅烧珍珠岩则需几秒钟到十几秒钟。

4.冷却

蛭石经煅烧膨胀后进行自然冷却的作用,类似金属热处理后的油冷与水冷。它绝不是可以任意进行的。一般认为从煅烧窑内出来的膨胀蛭石应急速脱离高温环境进行冷却,才能保持膨胀蛭石的强度而不变脆。但目前,蛭石工业尚未认识到冷却速度快慢对膨胀蛭石强度的影响。为了提高膨胀蛭石的质量,建议进行煅烧后冷却速度对膨胀蛭石强度影响的试验。

近年来,许多国家对蛭石原料进行加工处理通常采取两种方法,即化学法和物理法。

化学法利用蛭石的阳离子交换性能,用含一定阳离子的溶液处理,加大蛭石在水溶液中的膨胀度,最终通过流体介质施加一定压力使蛭石分层。

欧洲一项申请专利的化学法,即采用柠檬酸阴离子处理蛭石后再煅烧,用208×105Pa的剥分力为剥分蛭石,所获蛭石适宜于涂料业使用。

巴西在室温下用HCl溶液处理蛭石,然后在80~85℃条件下干燥,再置于水中即可使其显著膨胀。

物理法剥分膨胀蛭石的另一个趋势是对蛭石做膨胀前的一系列处理,在进行热膨胀前,向蛭石颗粒中加入0.1%~1%重量的植物油,可提高蛭石的膨胀率。

三、膨胀蛭石的表面处理

膨胀蛭石的吸水率较大,是由于其表面具有亲水性,其内部构造具有的大量气孔,又使它可以做含水炸药的密度调节剂,但需对膨胀蛭石进行表面憎水憎油处理。

含水炸药的主要组分是一种胶体,这种胶体中含有均匀分布的油和水,但本身并不能爆炸,因而还不成为炸药,只有在这种胶体中加入一定量的密度调节剂后,它才具有足够的孔隙度,才能作为炸药使用。如果密度调节剂不憎水和油,则密度调节剂就会破坏油、水在胶体中的分布,从而使此胶体失去其原有的潜在爆炸性能,因而也就不能成为真正的炸药密度调节剂。所以作为炸药密度调节剂的物质,一定要具有憎水憎油作用,在炸药中造成均匀而稳定的气泡。

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