銅尾礦粉利用價(jià)值
銅尾礦粉利用價(jià)值近年來(lái)得到越來(lái)越多的企業(yè)重視，其本身作為固廢礦物，對(duì)環(huán)境形成污染。但通過(guò)銅選礦尾礦粉加工設(shè)備(礦渣粉立磨機(jī)械)加工后，華麗變身，從頁(yè)獲得了價(jià)值的倍增。
銅尾礦渣
一、銅礦尾成分及粒度
銅礦尾砂中主要以石英礦物為主, 云母次之, 此外還含有少量的綠泥石、方解石、白云石、黃鐵礦、褐鐵礦等, 其主要化學(xué)成分是Si O2、Al2O3、Fe O、Fe2O3和Ca O等, 同時(shí)含有Zn、Mn、Cu、Fe等微量元素。目前, 我國(guó)銅尾礦主要有以下幾種利用途徑。
銅尾礦選鐵，鐵精粉做重介質(zhì)粉
重介質(zhì)粉又稱磁鐵礦粉是粉末冶金的一種主要是用來(lái)工業(yè)洗煤用。一般其含鐵品位50%以上磁性物含量95%以上真密度大于4.5t/m3細(xì)度-325網(wǎng)目達(dá)80%以上。 重介質(zhì)選煤是用密度介于凈煤與矸石(或中煤)之間的液體作為介質(zhì)進(jìn)行分選的方法。密度低于介質(zhì)的凈煤漂浮而密度高于介質(zhì)的矸石或中煤則下沉然后分別收集歸入不同的產(chǎn)品。
重介質(zhì)粉的作用：
①重介質(zhì)粉選礦；在選礦過(guò)程中，用重介質(zhì)進(jìn)行預(yù)選，可以除去大量單體脈石，使進(jìn)入下一工序的礦石量大大減少，從而可以提高選礦廠生產(chǎn)能力，節(jié)省選礦費(fèi)用。
分選的礦粒有合適的粒度下限和粒度上限：
因?yàn)榱６群苄〉牡V粒特別是礦粒密度接近于重介質(zhì)密度時(shí)，礦粒沉降速度很小，因而分離過(guò)程很慢，分選效率將大大降低。所以，在工業(yè)生產(chǎn)上，為了保證礦粒分離有較快的速度和較高的準(zhǔn)確性，粒度下限是有限制的，即粒度不能太小。
因此，在應(yīng)用重介質(zhì)選分前，常常篩去細(xì)粒部分。目前金屬礦在利用重介質(zhì)選礦時(shí)粒度下限一般為2～3mm，如果采用重介質(zhì)旋流器時(shí)，粒度下限可降低0.5mm。
入選粒度上限，主要根據(jù)設(shè)備條件和礦石的浸染特性而定。對(duì)金屬礦選礦來(lái)說(shuō)，一般是70～100mm。目前常用重介質(zhì)選礦來(lái)處理粗粒嵌布或集合體嵌布的礦石。
?、谥亟橘|(zhì)粉洗煤的基本原理：
懸浮液中煤泥含量當(dāng)懸浮液中加重介質(zhì)時(shí)，懸浮液中煤泥有助于提高其穩(wěn)定性，但是根據(jù)懸浮液密度和黏度的要求，不同的分選情況下，煤泥的含量應(yīng)進(jìn)行控制。懸浮液密度低，則煤泥含量應(yīng)高些；密度較高，則煤泥的含量應(yīng)低些。
原煤的可選性重介質(zhì)選煤的依據(jù)是煤的可選性，根據(jù)原煤的可選性來(lái)確定懸浮液的密度。如果入選原煤的可選性有明顯差別，應(yīng)分開(kāi)入選或者混勻后再入選。
二、銅尾礦粉利用現(xiàn)狀
1. 銅尾礦用于礦井充填或復(fù)墾土地
采礦區(qū)充填是目前被認(rèn)為直接利用銅尾礦最有效的方法之一。該方法具有來(lái)源充足、物流快速和就地取材等優(yōu)點(diǎn), 并且還能省掉增建、擴(kuò)建尾礦庫(kù)的費(fèi)用。中國(guó)甘肅的金川公司曾進(jìn)行了一系列尾砂充填試驗(yàn), 包括全尾砂和細(xì)砂二合一充當(dāng)骨料、分級(jí)尾砂用作膠凝充填骨料、全尾砂膠凝充填等試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明, 尾砂在低摻入濃度以及全水速凝條件下充填效果較好, 可有效解決井下充填料缺乏、細(xì)泥筑壩等難題, 并且可省去選礦廠脫泥工序。
在土地復(fù)墾方面, 銅尾礦的再利用也受到國(guó)內(nèi)外的普遍重視。在美國(guó)、德國(guó)、澳大利亞等國(guó)家的礦山土地復(fù)墾率已達(dá)到80%, 而我國(guó)礦山的土地復(fù)墾工作起步較晚, 直到1980年后期這項(xiàng)工作才開(kāi)始加快。20世紀(jì)90年代初, 馬鞍山礦山研究院曾在姑山尾礦庫(kù)開(kāi)展了關(guān)于植被復(fù)墾方面的研究, 研究人員開(kāi)發(fā)研制出了一種“冶金礦山土地復(fù)墾專家系統(tǒng)”, 它能夠?yàn)椴煌赜?、不同氣候狀況、不同土壤及礦石特征的礦山提供最佳的復(fù)墾方案和專家意見(jiàn)。
銅尾礦用于井下充填或復(fù)墾植被還存在許多問(wèn)題。由于尾礦中硫含量較高, 無(wú)機(jī)硫和單質(zhì)硫如果在空氣中暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng), 會(huì)很容易被空氣中的氧氣氧化, 從而加速尾礦的酸化過(guò)程, 并且在酸性條件下還會(huì)進(jìn)一步加快銅等伴生金屬向生物效態(tài)的轉(zhuǎn)化, 導(dǎo)致惡性循環(huán), 這對(duì)植物的長(zhǎng)期生存極為有害。
2.銅尾礦用于生產(chǎn)水泥
銅尾礦粉利用價(jià)值倍增需通過(guò)礦渣粉立磨機(jī)械進(jìn)行制粉深加工后方能發(fā)揮其用途。銅尾礦經(jīng)過(guò)遴選，制粉成水泥礦粉所具備的相應(yīng)比表面積等工藝后，用作水泥原料，具有較大優(yōu)勢(shì)。
銅尾礦粉利用價(jià)值增值好機(jī)械 礦渣粉立磨機(jī)械
銅尾礦具有水泥生產(chǎn)所需的多種礦物成分, 且粒度細(xì)、類型多, 作為水泥生產(chǎn)用原料, 因其粒度細(xì)小, 用于水泥生產(chǎn)可減少破碎、粉磨成本。
礦渣粉立磨機(jī)械生產(chǎn)的銅尾礦粉
另外, 銅尾礦中含有Fe、Cu、Zn等微量元素, 可用作水泥復(fù)合礦化劑, 這些微量元素不僅可以降低燒成溫度, 還能改善制品的性能。因此, 與黏土等原料相比, 具有較大優(yōu)勢(shì)。
目前, 國(guó)內(nèi)已對(duì)利用銅尾礦煅燒生產(chǎn)水泥做了大量工作。大部分研究結(jié)果表明, 在水泥生料中單獨(dú)摻入或混合摻入銅尾礦時(shí), 可有效提高水泥熟料的質(zhì)量和產(chǎn)量, 并且能夠降低燒成能耗。山東省昌樂(lè)縣特種水泥廠進(jìn)行配料時(shí), 發(fā)現(xiàn)在摻入5%的銅尾礦后能極大的提高生料的易燒性和降低燒成溫度, 噸水泥熟料耗煤比標(biāo)定指標(biāo)降低16個(gè)百分點(diǎn)左右, 同時(shí)可滿足企業(yè)對(duì)高標(biāo)號(hào)水泥的生產(chǎn)要求;利用銅尾礦代替復(fù)合礦化劑, 可使企業(yè)生產(chǎn)成本降低12個(gè)百分點(diǎn)。施正倫等在2 500 t/d的新型干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線上進(jìn)行了浙江諸暨銅尾礦替代黏土配料的應(yīng)用試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明, 摻銅尾礦配料較黏土配料, 其熟料平均日產(chǎn)量提高10.07個(gè)百分點(diǎn), 熟料標(biāo)煤耗降低8.29個(gè)百分點(diǎn)。但研究的同時(shí)發(fā)現(xiàn), 大冶銅尾礦摻雜到水泥中的比例只能達(dá)到24%左右, 其他銅尾礦的摻合量在5%~13%。由于銅尾礦中微量元素最終將固溶于熟料礦物中, 在水化過(guò)程中, 水泥顆粒表面形成一層薄膜, 阻礙了水泥的早期水化, 使水泥早期強(qiáng)度降低。
3. 銅尾礦制作免燒磚
利用尾礦制備的免燒磚主要原料往往為細(xì)尾砂, 配以少量的骨料和水泥以及外加劑, 再摻入一定量的水, 均勻攪拌后在壓力機(jī)上模壓成型, 脫模后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù), 即成尾礦免燒磚成品。馮啟明等先對(duì)四川某銅選廠的尾礦進(jìn)行了礦物相組成、化學(xué)組成、粒度分析, 之后利用混凝土發(fā)泡劑和廢棄聚苯泡沫粒作為預(yù)孔劑, 適量的水泥和石灰作為尾礦激發(fā)劑, 通過(guò)調(diào)整尾礦、石灰和水泥的質(zhì)量配比, 進(jìn)行澆注、搗壓, 并且在自然條件下和蒸養(yǎng)條件下養(yǎng)護(hù), 最后制備出了強(qiáng)度為10.4 MPa的免燒磚。
利用尾礦制備免燒磚具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、投資少、見(jiàn)效快的特點(diǎn), 且可大量利用銅尾礦制備性能良好的免燒制品。銅尾礦中的石英含量很低, 與Ca O的反應(yīng)活性低, 且銅尾礦級(jí)配較差、粒度過(guò)細(xì), 直接用于生產(chǎn)將會(huì)嚴(yán)重影響蒸壓灰砂磚的質(zhì)量, 不宜單獨(dú)作為生產(chǎn)蒸壓灰砂磚的原料。利用銅尾礦制備免燒磚需要在原料中摻入高Si O2含量的硅質(zhì)材料。
4. 銅尾礦制備微晶玻璃
不同產(chǎn)地的銅尾礦化學(xué)組成波動(dòng)較大, 其主要化學(xué)成分為Si O2, 還含有大量的Al2O3和Fe2O3, 除此之外, 仍有少量的Ca O、K2O以及Na2O等化學(xué)成分。根據(jù)銅尾礦化學(xué)組成的特征, 利用銅尾礦制備微晶玻璃通常選擇Ca O-Fe2O3-Si O2[13]及Ca O-Al2O3-Si O2體系作為配料的依據(jù)。
江勤以鋼渣、銅尾礦、粉煤灰為主要原料, 以Cr2O3和Fe2O3為復(fù)合晶核劑, 采用熔融法制備以透輝石 (Ca (Fe, Al) (Si, Al) 2O6) 為主晶相的Ca O-Al2O3-Si O2系統(tǒng)的復(fù)合尾礦微晶玻璃, 最后得到體積密度分別為2.99, 3.12 g/cm3, 吸水率、耐酸堿性近乎達(dá)到0, 抗彎強(qiáng)度分別為192.99, 225.82 MPa的復(fù)合尾礦微晶玻璃;同時(shí), 它的耐急熱急冷性能優(yōu)于大理石、瓷質(zhì)磚和花崗巖這3種材料, 尾礦利用率達(dá)到60%以上。閻浩等以銅尾礦為主要原料, 選擇Ca O-Fe2O3-Si O2體系作為配料依據(jù), 混合料在1 450℃保溫23 h, 再經(jīng)退火和晶化處理后制得了以硅灰石為主晶相的微晶玻璃;最后對(duì)制得的微晶玻璃進(jìn)行一系列理化性能測(cè)試, 結(jié)果表明其性能比大理石和花崗巖更優(yōu)異, 并且還在基礎(chǔ)玻璃配方中進(jìn)一步摻入不同的晶核劑, 分別引人4%~10%的Cr2O3、Ti O2、P2O5, 在還原氣氛下燒制, 各得到咖啡色、淡黃色和灰白色的微晶玻璃?？锞粗业壤玫屡d銅礦的銅尾礦也獲得了主晶相為硅灰石的微晶玻璃, 并且研究了尾礦加入量、晶核劑的種類、Ca O摻入量對(duì)核化晶化過(guò)程的影響。
6. 銅尾礦生產(chǎn)陶瓷
建筑陶瓷通常為燒結(jié)制品, 從陶瓷的形成條件看, 它對(duì)坯料的化學(xué)組分要求不高, 一般能夠滿足成型條件, 任何成分系統(tǒng)均可能形成陶瓷材料。尾礦中含有大量的硅酸鹽礦物, 富含Si O2和Al2O3, 此外還含有Fe2O3、Ca O、Na2O和K2O等低熔點(diǎn)成分, 具有作為陶瓷坯體瘠原料和熔劑原料的基礎(chǔ), 可生產(chǎn)尾礦釉面磚等陶瓷制品。利用尾礦生產(chǎn)陶瓷制品, 不但可以充分利用廢棄尾礦, 緩解對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞, 還可大大改善陶瓷材料的隔音、隔熱性能。
杜斌等以粉煤灰和銅尾礦為主要原料, 摻加膨潤(rùn)土和赤泥, 以長(zhǎng)石為助熔劑, PVA為穩(wěn)泡劑, 松香皂為發(fā)泡劑, 利用漿料發(fā)泡燒結(jié)法進(jìn)行泡沫陶瓷外墻保溫板的制備。生產(chǎn)該制品適宜的原料組成為粉煤灰40%、銅尾礦38%、長(zhǎng)石10%、膨潤(rùn)土10%、赤泥2%, 用松香皂發(fā)泡后泡沫引入量為15%時(shí)具有較好的綜合性能, 可制得吸水率為0.95%、體積密度為1.00 g/m3、顯氣孔率為0.61%、抗壓強(qiáng)度為7 MPa、導(dǎo)熱系數(shù)為0.10 W/ (m·K) 的泡沫陶瓷。丁向群等利用銅尾礦為主要原料, 以磷酸鹽為主的無(wú)機(jī)液體黏結(jié)劑、碳粉為主的固體發(fā)泡劑、金屬氧化物和金屬氫氧化物為固化劑, 通過(guò)調(diào)整各原料的用量, 在900℃時(shí)成功制備出輕質(zhì)陶瓷材料。
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