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花岗岩围岩或母岩综合利用技术及综合利用典型案例
日期:2020-10-16

近年来,随着绿色矿山和资源综合利用要求的不断提高,矿山尾矿与废石综合利用已迫在眉睫。花岗岩围岩或母岩其实是一种无开采成本和低选矿成本的含云母、长石和石英的非金属矿,其资源化综合利用无论从物质条件、目前技术手段还是经济方面都是可行的。

1、花岗岩围岩或母岩综合利用技术

(1)化学成分

主要为SiO2、Al2O3、K2O和Na2O等,尤其是SiO2,其含量高于75%,其次是Al2O3,其含量也高于10%。

(2)矿物成分

主要为石英、长石(钾长石和斜长石)和云母(白云母和黑云母)。

(3)粒度特点

花岗岩围岩或母岩中石英、长石和云母的嵌布粒度较粗,一般在2mm以上,多在2mm~5mm,甚至更粗,远远粗于主回收矿物,当磨矿至主回收矿物解离时,形成尾矿的石英、长石和云母早已解离。

(4)选矿技术的可行性

花岗岩围岩或母岩的矿物成分基本为石英、长石和云母,其他矿物极少量,原则流程是相似的,即:

首先通过浮选分离云母,云母再精选,得到云母粉精矿,其次通过浮选分离长石和石英,长石再精选,精选后的长石再除铁钛后得到长石精矿,石英经除铁钛后到石英精矿。因此,从选矿技术角度而言,花岗岩围岩或母岩综合利用的技术问题就是如何分离云母、长石和石英的问题。

云母浮选是目前应用最广泛的云母选矿方法,尤其是细粒云母。随着浮选理论研究和装备研制的逐步发展,一些新型的浮选技术(如疏水聚团浮选法)和装备(如充填式静态浮选柱等)已广泛应用到云母浮选中,并取得了很好效果。现阶段无氟无酸浮选分离长石和石英的技术研究也取得较大的进展。

从选矿技术而言,将花岗岩围岩或母岩中云母、长石和石英分离是可行的。

(5)经济上的可行性

不需要另外增加开采方面的投资和开采成本;选矿方面的主要投资和成本是破碎和磨矿,花岗岩围岩或母岩资源化综合利用过程中不需要另外增加破碎和磨矿,因此其主要选矿投资和选矿成本也进入了主回收元素的投资和选矿成本中。

(6)综合利用产品方向

产品种类主要为云母粉、日用陶瓷用石英和日用陶瓷用长石等。

以花岗岩原岩为围岩的尾矿,其长石和石英产品的质量更高,有的可达到优等品或一级品。

以花岗岩为母岩的风化型尾矿综合利用的长石和石英产品的质量相对较差,主要是铁含量偏高,可能是花岗岩含铁矿物在风化过程中以离子相吸附在长石和石英表面,单一物理方法难于将其分离,但借助酸洗或酸浸,除铁效果较好。

2、花岗岩围岩或母岩综合利用典型案例

下面,就通过青石钨锡矿、白果锂铷矿、风里背高岭土矿和槽溪山钾长石矿4个矿床典型案例,介绍一下花岗岩围岩或母岩综合利用技术:

(1)青石钨锡矿

青石钨锡矿为花岗岩内接触带石英脉型钨锡矿床,并含一定的铜和钼。其围岩为花岗岩。矿石成分中钨锡达到工业品位,铜钼达到综合利用品位。

通过重浮联合选矿法,回收了主回收元素钨、锡、钼和铜载体矿物后,并形成大量尾矿,占全矿的99.02%。

尾矿的主要化学成分为:SiO278.42%,Al2O311.08%,TiO20.08%,Fe2O32.12%,K2O4.20%和Na2O1.55%。

主要矿物成分为:石英39.0%,长石30.2%和云母28.5%。

综合利用试验:云母浮选经一粗一扫二精流程获得云母精矿;长石浮选经一粗一扫二精流程获得长石精矿;长石浮选尾矿经强磁选后得到石英精矿。

花岗岩围岩或母岩综合利用技术及案例解析

产品指标如下:

①绢云母粉精矿,产率(以尾矿为基数,下同)为31.17%,Al2O3、SiO2、K20含量达到相应产品要求。

②平板玻璃用长石精矿,产率为12.44%,精矿中K20+Na2O含量为13.02%,K20、Na2O含量达到相应产品要求。

③日用陶瓷用石英精矿,产率为37.60%,SiO2含量为99.31%,精矿中Fe2O3含量为0.074%,TiO2含量为0.011%,Fe2O3+TiO2含量为0.085%,满足相应产品要求。

(2)白果锂铷矿

白果锂铷矿矿体为蚀变中细粒白云母花岗岩,矿石中Rb2O和Li2O含量分别为0.16%和0.37%。未见锂和铷的独立矿物,锂和铷主要以类质同象的形式分散在白云母中。

原矿经浮选云母后,尾矿主要化学成分为:SiO276.47%,Al2O312.17%,K2O2.46%,Na2O4.6%,Fe2O31.25%,TiO20.04%。

主要矿物成分为:石英40.2%,斜长石56.5%,白云母1.2%和其他2.1%。

云母尾矿通过一粗二扫三精浮选分离,得到长石精矿和石英,石英经强磁选除铁钛后到石英精矿。

花岗岩围岩或母岩综合利用技术及案例解析

产品指标如下:

①长石精矿:产率(以尾矿为基数,下同)为54.08%,达到日用陶瓷用长石合格品的要求;

②石英精矿:产率为38.41%,达到日用陶瓷用石英一等品要求。

(3)风里背高岭土矿

风里背高岭土矿为花岗岩风化残积型高岭土矿,其母岩为中细粒(斑状)二云母花岗岩和细粒白云母花岗岩。

原矿经碎散-筛分-旋流器分离-磁选-漂白可获得产率为16.83%的高岭土产品,尾矿主要化学成分为:SiO279.39%,Al2O311.93%,K2O3.75%,

Na2O0.26%,TiO20.11%,Fe2O31.47%。

主要矿物成分为:石英48.08%,长石26.44%,白云母25.18%和高岭石0.3%。

综合利用:云母浮选经一粗一扫二精流程获得云母精矿;长石浮选经一粗一扫经强磁选除铁钛后获得长石精矿;长石浮选尾矿经强磁选后得到石英精矿。

花岗岩围岩或母岩综合利用技术及案例解析

产品指标如下:

①MCA-1绢云母粉精矿:产率(以尾矿为基数,下同)为38.3%,Al2O323.42%,SiO261.49%,K2O6.02%;

②一级平板玻璃用长石精矿:产率为12.14%,K2O10.49%,Fe2O30.14%;

③优等品日用陶瓷用石英精矿:产率为42.3%,SiO299.42%,Fe2O30.016%。

(4)槽溪山钾长石矿

槽溪山钾长石矿为花岗伟晶岩,主回收矿物为长石(包含钾长石和斜长石)。

尾矿主要化学成分为:SiO279.73%,Al2O39.63%,TiO20.06%,Fe2O31.33%,K2O3.87%,Na2O1.83%和CaO0.24%。

主要矿物成分为:石英47.87%,白云母41.96%,长石8.5%,其他1.67%。

槽溪山钾长石矿尾矿综合利用与前面三个矿略有不同:

①槽溪山钾长石矿在浮选长石之前先要通过二次浮选将云母富集,综合利用云母时,对云母进行两次精选,获得云母精矿。

②主回收矿物长石是从云母浮选后的尾矿回收。

③浮选长石后的尾矿经强磁选除铁钛后到石英精矿,

槽溪山钾长石矿的尾矿综合利用贯穿在整个选矿过程中。

花岗岩围岩或母岩综合利用技术及案例解析

产品指标如下:

①长石精矿:产率58.01%,品质达到了目前日用陶瓷用长石钾长石类产品标准一等品。

②云母精矿:产率为18.42%,相对尾矿而言产率为43.87%,产品满足绢云母精矿质量标准MCA-2牌号要求。

③石英精矿:产率为17.95%,相对尾矿而言产率为42.75%,SiO2含量为99.11%,达到了目前日用陶瓷用石英砂优等品质量要求。

来源:刘庭忠,吴师金,卢一,周渝.“花岗岩型”矿全尾资源化综合利用[J].矿产综合利用,2020(04):42-47+12.

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