一种金矿共伴生矿物的资源化综合利用系统及方法与流程

1.本发明涉及矿物分选技术领域，尤其涉及一种金矿共伴生矿物的资源化综合利用系统及方法。


背景技术：

2.金矿是人类生存的重要生产资料，其共伴生矿物结构复杂，经浮选富集得到金精矿后，浮选尾矿中仍存在大量有用组分，具备潜在的开发价值。
3.现存技术仅考虑提高金精矿回收率，浮选尾矿直接进行尾矿库(坝)长期存储，忽略了对尾矿资源的挖掘，造成严重的资源浪费；同时尾矿中含有大量重金属、药剂等有毒有害物质，易对生态环境、生命安全等造成二次危害。随着矿石品位不断降低，尾矿产量不断增加，尾矿库(坝)存储能力已趋于极限。因此，亟需发展金矿共伴生矿物综合利用技术。


技术实现要素：

4.鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种金矿共伴生矿物的资源化综合利用工艺，用以解决现有技术只考虑提高金精矿回收率，忽略了对尾矿资源的挖掘，导致共伴生金矿石的综合利用率低的技术问题。
5.本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
6.一方面，本发明提供了一种金矿共伴生矿物的资源化综合利用系统，包括依次连接的原矿预处理单元、浮选单元和浮选尾矿处理单元；
7.原矿预处理单元用于将金矿原矿进行破碎和分级；
8.浮选单元用于浮选出金精矿和浮选尾矿；
9.浮选尾矿处理单元包括第一浓缩旋流器、第二振动筛、磁选机、第三振动筛、第二过滤机、第二浓缩旋流器、第四振动筛和第三过滤机；第一浓缩旋流器与第二振动筛、磁选机、第三振动筛和第二过滤机依次连接；另外，磁选机还与第二浓缩旋流器、第四振动筛以及第三过滤机连接。
10.在一种可能的设计中，原矿预处理单元包括依次连接的颚式破碎机、圆锥破碎机、第一振动筛、球磨机和螺旋分级机；
11.金矿原矿依次经颚式破碎机粗破、圆锥破碎机细破后，经入第一振动筛进行分级，筛上物料返回圆锥破碎机，筛下物进入球磨机进行磨矿，然后利用螺旋分级机对磨矿产物进行分级，得到粗颗粒和细颗粒；将粗颗粒返回球磨机，细颗粒进入浮选单元进行浮选。
12.在一种可能的设计中，浮选单元包括分选机、第一过滤机；细颗粒进入分选机后进行一次粗选，得到粗选精矿和粗选尾矿，对粗选精矿进行梯级精选，得到浮选精矿，浮选精矿经过过滤机脱水后得到金精矿，滤液作为循环水；
13.对粗选尾矿进行梯级扫选，得到浮选尾矿，将浮选尾矿输入浮选尾矿处理单元中。
14.另一方面，本发明还提供了一种金矿共伴生矿物的资源化综合利用方法，采用上述的系统，方法包括以下步骤：
15.步骤1、利用原矿预处理单元对金矿原矿进行破碎和10
‑
12目分级，得到粗颗粒和细颗粒；将粗颗粒返回球磨机，细颗粒进入浮选单元；
16.步骤2、细颗粒进入浮选单元后进行一次粗选，
17.得到粗选精矿和粗选尾矿，对粗选精矿进行梯级精选得到浮选精矿，浮选精矿经过第一过滤机脱水后得到金精矿，滤液作为循环水；对粗选尾矿进行梯级扫选，然后将得到的浮选尾矿输入浮选尾矿处理单元中；
18.步骤3、浮选尾矿通过第一浓缩旋流器，溢流返回浮选机，底流进入第二振动筛，筛上物作建筑砂，筛下物经磁选机磁选，得到磁选精矿和磁选尾矿；
19.步骤4、磁选精矿经第三振动筛筛选，筛上物经脱水后作干混砂浆材料，筛下物经过第二过滤机，过滤机得到的过滤物经脱水也作为干混砂浆材料。
20.进一步地，在步骤2中，在粗选作业环节添加浮选药剂；
21.浮选药剂包括调整剂、捕收剂和起泡剂；调整剂的添加量为0.3
‑
0.8kg/t原矿；捕收剂的添加量为60
‑
100g/t原矿；起泡剂的添加量为25
‑
60g/t原矿。
22.进一步地，在步骤1中，调整剂为硫酸铜；捕收剂采用废柴油；起泡剂采用杂醇或混合醇。
23.进一步地，在步骤4中，磁选尾矿经第二浓缩旋流器，溢流进入第四振动筛，筛上物脱水后作建筑陶瓷材料；底流和筛下物经第三过滤机，得到的过滤物也作为建筑陶瓷材料，滤液作为循环水使用。
24.进一步地，在步骤1中，干混砂浆材料包括角闪石、辉石、绿泥石、石英和黏土；干混砂浆材料的水分质量含量为18
‑
20％。
25.进一步地，在步骤1中，建筑陶瓷材料包括钠长石、钾长石、石英和黏土，建筑陶瓷材料的水分质量含量为17
‑
19％。
26.与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
27.(1)本发明提供的金矿共伴生矿物的资源化综合利用系统包括原矿预处理单元、浮选单元和浮选尾矿处理单元；原矿预处理单元用于将金矿原矿进行破碎和分级；浮选单元用于浮选出金精矿和浮选尾矿；浮选尾矿处理单元用于提取金矿共伴生矿物。通过该系统，本发明实现了金矿共伴生矿物的资源化综合利用，提高矿石利用效率。
28.(2)本发明通过浮选尾矿处理单元，实现了浮选尾矿制备多种建筑材料，为尾矿开发利用提供有效途径。
29.(3)本发明提供的金矿共伴生矿物的综合利用方法，提高了金矿共伴生金矿石的综合利用效率，开发浮选尾矿多级筛分磁选工艺，将尾矿变废为宝，制备建筑材料；避免了矿山企业由于尾矿库的存储能力达到极限而面临停产的风险。
30.(4)本发明采用浮选、多级筛分和多级磁选，利用浮选的方法将含有金属金的矿物进行富集并从金矿石中提取出来；并利用多级筛分与多级磁选的方法来处理浮选后的剩余矿物，本发明集成了精矿回收与尾矿利用，实现了金矿共伴生矿物的综合利用。
31.本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
32.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
33.图1为金矿共伴生矿物的资源化综合利用系统的工艺流程图1。
具体实施方式
34.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
35.一方面，本发明提供了一种金矿共伴生矿物的资源化综合利用系统，包括原矿预处理单元、浮选单元和浮选尾矿处理单元；原矿预处理单元用于将金矿原矿进行破碎和分级；浮选单元用于浮选出金精矿和浮选尾矿；浮选尾矿处理单元用于提取金矿共伴生矿物。
36.具体地，如图1所示，本发明的金矿共伴生矿物的资源化综合利用系统包括原矿预处理单元、浮选单元和浮选尾矿处理单元，其中，原矿预处理单元用于对金矿原矿进行破碎和分级，浮选单元用于将金精矿分离处理，而浮选尾矿处理单元用于处理浮选尾矿，即将浮选尾矿中的金矿共伴生矿物(角闪石、辉石、绿泥石、钠长石、钾长石、石英和黏土)提取出来，将角闪石、辉石、绿泥石作为干混砂浆材料，将钠长石和钾长石、石英和黏土作为建筑陶瓷材料。
37.与现有技术相比，利用本发明的金矿共伴生矿物的资源化综合利用系统，尤其是浮选尾矿处理单元，能够将金矿共伴生矿物提取出来进行利用，提升了金矿原矿的开发价值，避免了金矿尾矿的堆积造成是资源浪费及占用堆存场地，解决了资源浪费和环境污染的现状，提高了企业经济效益与社会效益。
38.为了对金矿原矿进行预处理，本发明的原矿预处理单元包括依次连接的颚式破碎机、圆锥破碎机、第一振动筛、球磨机和螺旋分级机；金矿原矿依次经颚式破碎机粗破、圆锥破碎机细破后，经入第一振动筛进行分级，筛上物料返回圆锥破碎机，筛下物进入球磨机进行磨矿，然后利用螺旋分级机对磨矿产物进行分级，得到粗颗粒和细颗粒；将粗颗粒返回球磨机，球磨机与螺旋分级机形成闭路磨矿，细颗粒进入浮选单元进行浮选。
39.具体地，如图1所示，本发明的原矿预处理单元包括依次连接的颚式破碎机、圆锥破碎机、第一振动筛、球磨机和螺旋分级机；其中，颚式破碎机用于对金矿原矿进行粗破，粗破后，利用圆锥破碎机再对其进行细破，需要说明的是，依次采用颚式破碎机、圆锥破碎机破碎的方式处理金矿原矿其目的是：先利用颚式破碎机进行粗破，当矿石经该环节后进行后续的细破，进一步降低矿石粒度，最后进入磨矿，按照多破少磨的原则，降低能耗。金矿原矿依次经颚式破碎机、圆锥破碎机细破后，经入第一振动筛进行10
‑
12mm筛分，筛上物返回圆锥破碎机进行二次破碎，进而实现控制磨矿的入料粒度。筛下物进入螺旋分级机进行10目分级，得到粗颗粒和细颗粒，其中，粗颗粒返回球磨机，球磨机与螺旋分级机形成闭路磨矿，细颗粒进入浮选单元。
40.为了降低磨矿的能耗，按照多破少磨的原则，严格控制球磨机的入料粒度；本发明将球磨进料粒度控制在10
‑
12目范围内是因为球磨机入料粒度过高，会导致球磨机能耗增加。
41.本发明的金矿共伴生矿物的成分包括黄铁矿、铝硅酸盐类、石英、绿泥石族、长石
类、黏土；其中，黄铁矿是金属金的富集物，经浮选将其回收，其余物质则为浮选尾矿，经过筛分与磁选的工艺，得到长石类富集物和绿泥石族富集物。
42.需要说明的是，自然界中金属金也赋存在黄铁矿中，黄铁矿作为一种载体矿物，其中金含量高的时候，能够通过浮选的方法进行浮选，其浮选精矿中的金属金含量会得到提高，然后去冶炼得到纯金。
43.为了浮选金精矿，本发明的浮选单元包括分选机，细颗粒进入分选机后进行一次粗选，得到粗选精矿和粗选尾矿，对粗选精矿进行梯级精选，得到浮选精矿，浮选精矿经过第一过滤机脱水后得到金精矿，滤液作为循环水；对粗选尾矿进行梯级扫选，得到浮选尾矿，将浮选尾矿输入浮选尾矿处理单元中。
44.具体地，本发明的浮选单元包括浮选机，细颗粒进入分选机后，添加浮选药剂，进行一次粗选，得到粗选精矿和粗选尾矿，对粗选精矿进行梯级精选，以提高最终精矿品位；同时对粗选尾矿进行梯级扫选，以强化最终精矿回收率。
45.需要说明的是，梯级精选与梯级扫选作业环节不加浮选药剂，因此，粗选作业环节添加的浮选药剂含量经过梯级精选和梯级扫选环节会逐级递减，进而能够避免对脉石矿物的回收。
46.为了提高浮选尾矿的资源化综合利用，如图1所示，本发明的浮选尾矿处理单元包括第一浓缩旋流器、第二振动筛、磁选机、第三振动筛、第二过滤机、第二浓缩旋流器、第四振动筛和第三过滤机；第一浓缩旋流器与第二振动筛、磁选机、第三振动筛和第二过滤机依次连接；另外，磁选机还与第二浓缩旋流器、第四振动筛以及第三过滤机连接。
47.具体地，如图1所示，浮选尾矿通过第一浓缩旋流器，溢流返回浮选机，底流进入第二振动筛，筛上物作建筑砂，筛下物经磁选机磁选，得到磁选精矿和磁选尾矿；磁选精矿经第三振动筛筛选，筛上物和滤饼(筛下物经过第二过滤机，过滤机得到的过滤物经脱水，得到滤饼)经脱水后作干混砂浆材料包括角闪石、辉石、绿泥石等；磁选尾矿经第二浓缩旋流器，溢流进入第四振动筛，筛上物脱水后作建筑陶瓷材料；底流和筛下物经第三过滤机，得到的过滤物也作为建筑陶瓷材料(包括钠长石、钾长石等)，滤液作为循环水使用。
48.与现有技术相比，本发明通过设置浮选尾矿处理单元，能够将金矿共伴生矿物提出出来，得到干混砂浆材料和建筑陶瓷材料，避免了金矿尾矿的堆积造成资源浪费及占用堆存场地，解决了资源浪费和环境污染的现状，提高了企业经济效益与社会效益。
49.为了提高金矿尾矿的回收率，本发明的磁选机包括第一高梯度磁选机、第二高梯度磁选机和第三高梯度磁选机，第一高梯度磁选机、第二高梯度磁选机和第三高梯度磁选机依次连接且磁场强度依次增加，形成三段高梯度磁选过程。
50.具体地，由于金矿尾矿本身的磁性弱，因此，本发明采用三段高梯度磁选机进行磁选，用于弱磁性矿物的分离，与普通磁选相比，本发明采用的三段高梯度磁选产生的磁场强度依次增加，磁场强度高，所以金矿尾矿的回收率会高很多，即提高了磁选精矿产率。需要说明的是，三段高梯度磁选是由于每段磁选设备的入料差异，因此每段的磁选机参数也要不同。
51.为了进一步提高金矿尾矿的回收率，第一高梯度磁选机、第二高梯度磁选机和第三高梯度磁选机的磁场强度依次至少提高20％。
52.为了提高筛分效率，本发明的第一振动筛至第四振动筛均采用刚柔耦合弹性筛面
振动筛，即第一刚柔耦合弹性筛面振动筛、第二刚柔耦合弹性筛面振动筛、第三刚柔耦合弹性筛面振动筛、第四刚柔耦合弹性筛面振动筛。采用刚柔耦合弹性筛面振动筛的目的是：刚柔耦合弹性筛面兼具刚性筛面的高强度与柔性筛面的大振动，筛分效率高、使用寿命长。尤其对于金矿尾矿的分级
‑
脱水而言，因金矿尾矿颗粒棱角清晰且硬度大，金矿尾矿浆粘度高且密度大，对筛面的要求非常高。因此，本发明的第一振动筛至第四振动筛均为刚柔耦合弹性筛面振动筛。现有振动筛配置的筛面为单一刚性或单一弹性筛面，单一刚性筛面的振动强度小，易造成物料松散困难、筛孔堵塞，导致筛分效率低；单一弹性筛面因其弹性大变形，克服了刚性筛面的问题，但易发生破坏、使用寿命短。
53.另一方面，本发明还提供了一种金矿共伴生矿物的资源化综合利用方法，包括以下步骤：
54.步骤1、利用原矿预处理单元对金矿原矿进行破碎，并利用第一刚柔耦合弹性筛面振动筛进行筛选以及利用螺旋分级机进行10
‑
12目分级，得到粗颗粒和细颗粒；将粗颗粒返回球磨机继续球磨，细颗粒进入浮选单元；
55.步骤2、细颗粒进入浮选单元后进行一次粗选，得到粗选精矿和粗选尾矿，对粗选精矿进行梯级精选得到浮选精矿，浮选精矿经过第一过滤机脱水后得到金精矿，滤液作为循环水；对粗选尾矿进行梯级扫选，然后将得到的浮选尾矿输入浮选尾矿处理单元中；
56.步骤3、浮选尾矿通过第一浓缩旋流器，溢流返回浮选机，底流进入第二刚柔耦合弹性筛面振动筛，筛上物作建筑砂，筛下物经第一高梯度磁选机、第二高梯度磁选机和第三高梯度磁选机进行磁选，得到磁选精矿和磁选尾矿；
57.步骤4、磁选精矿经第三刚柔耦合弹性筛面振动筛筛选，筛上物经脱水后作干混砂浆材料，筛下物经过第二过滤机，第二过滤机得到的过滤物经脱水也作为干混砂浆材料。磁选尾矿经第二浓缩旋流器，溢流进入第四刚柔耦合弹性筛面振动筛，筛上物脱水后作建筑陶瓷材料；底流和筛下物经第三过滤机，得到的过滤物也作为建筑陶瓷材料，滤液作为循环水使用。
58.现有技术中的金矿共伴生矿物分选尾矿一般采用堆存、弃置的处理方式，与现有技术相比，本发明通过浮选尾矿处理单元将金矿共伴生矿物提出出来，提高了金矿尾矿利用率。
59.在上述步骤3中，浮选尾矿进入第一浓缩旋流器，溢流返回浮选机，底流进入第二刚柔耦合弹性筛面振动筛进行40目至50目分级，筛上物作建筑砂，其水分为15
‑
17％，筛下物经磁选机(高梯度磁选机一段或多段磁选)获得磁选精矿和磁选尾矿。其中，第一浓缩旋流器的作用是对来料进行初步浓缩，以提高第二刚柔耦合弹性筛面振动筛的入料浓度，如第二振动筛入料的浓度太低，大量液体运动速度过快，第二刚柔耦合弹性筛面振动筛效果将会降低；溢流是含有一部分细小颗粒的超低浓度的液体，返回浮选机有两个目的：一是对其中的颗粒进一步进行分选检查，二是作为浮选用水，实现洗水循环利用。
60.需要注意的是，将筛上物建筑砂的水分的重量百分含量控制在15
‑
17％范围内，满足建筑砂市场水分要低于20％的要求，若水分过高，会导致无法销售。
61.在上述步骤3中，采用三段高梯度磁选机进行磁选的目的是：三段高梯度磁选过程可以实现磁性物与非磁性物的分离，金属铁作为磁性物主要赋存在绿泥石族，是干混砂浆的原料，剩余长石类矿物则主要存在于非磁性物中。
62.在上述步骤4中，磁选精矿经第三刚柔耦合弹性筛面振动筛进行70目至100目脱水，筛下物进入第二过滤机，筛上物与滤饼作干混砂浆材料，主要成分包括角闪石、辉石、绿泥石、石英和黏土，干混砂浆材料的水分为18
‑
20％，满足市场要求其水分低于20％的要求，滤液作选矿厂循环用水。
63.在上述步骤4中，磁选尾矿经第二浓缩旋流器浓缩，底流经第四刚柔耦合弹性筛面振动筛进行100目至120目脱水，第二浓缩旋流器溢流和第四刚柔耦合弹性筛面振动筛的筛下物进入第三过滤机，筛上物与滤饼作建筑陶瓷材料，主要成分包括钠长石、钾长石、石英和黏土(其中，长石是建筑陶瓷材料的主要构成，石英和黏土同样是建筑陶瓷的组成部分)，其水分为17
‑
19％，滤液作选矿厂循环用水。将建筑陶瓷材料的水分控制在17
‑
19％范围内的目的是为了满足用户需求。
64.在上述步骤2中，在粗选作业环节添加浮选药剂；浮选药剂包括调整剂、捕收剂和起泡剂；调整剂的添加量为0.3
‑
0.8kg/t原矿；捕收剂的添加量为60
‑
100g/t原矿；起泡剂的添加量为25
‑
60g/t原矿。
65.需要说明的是，将浮选药剂的各组分质量比控制在该范围内能够提高最终精矿品位和最终精矿回收率。
66.在上述步骤2中，调整剂为硫酸铜；捕收剂采用废柴油；起泡剂采用杂醇或混合醇。与现有技术相比，本发明采用的调整剂为硫酸铜，捕收剂采用废柴油，起泡剂选用工业副产品，如杂醇、混合醇等，采用该浮选药剂产生的浮选气泡脆而不黏，有利于精矿的过滤脱水。本发明的浮选药剂充分利用各种工业副产品，能够实现废弃产物的二次利用。
67.需要注意的是，本发明中的混合醇是指石油工业的副产品，主要是己醇、庚醇、辛醇的混合物；杂醇主要是发酵法制备酒精的副产品，成分为丙醇、丁醇等的混合物。
68.需要说明的是，在上述步骤2中，经过一次粗选后，对粗选精矿进行梯级精选(多次精选)，两次精选用于提高精矿的品位，即精矿质量更高；另外，对粗选尾矿进行梯级扫选(多次扫选)，采用梯级扫选的方式有助于降低有用矿物的损失，进而可以提高精矿回收率。
69.需要说明的是，在浮选过程中，梯级精选与梯级扫选作业环节不加浮选药剂，在该作业环节，浮选药剂含量逐级递减，进而能够避免对无用脉石矿物的回收。
70.实施例1
71.本实施例提供了一种金矿共伴生矿物的资源综合利用工艺，采用的金矿共伴生矿物是：石英脉硫化金矿石，其中，金属金与黄铁矿紧密结合形成伴生结构，浮选是为了将这一部分矿物进行富集回收；此外，含有石英、黏土、长石以及角闪石、绿泥石等多种伴生矿物，均为浮选尾矿。
72.步骤1、金矿原矿经颚式破碎机、圆锥破碎机破碎后，经第一刚柔耦合弹性筛面振动筛10mm分级，筛上物料返回圆锥破碎机，筛下物进入球磨机进行磨矿。
73.步骤2、利用螺旋分级机对磨矿产物进行10目分级，粗颗粒返回球磨机，细颗粒进入浮选机，进行一次粗选、梯级扫选(二次)、梯级精选(二次)。
74.步骤3、浮选精矿经第一过滤机脱水得到金精矿，滤液作循环水。
75.步骤4、浮选尾矿进入第一浓缩旋流器，溢流返回浮选机，底流进入第二刚柔耦合弹性筛面振动筛进行40目至50目分级，筛上物作建筑砂，其水分为15
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17％，筛下物经高梯度磁选机一段或多段磁选。
76.步骤5、磁选尾矿经第二浓缩旋流器浓缩，底流经第三刚柔耦合弹性筛面振动筛进行100目至120目脱水，第二浓缩旋流器溢流和第三刚柔耦合弹性筛面振动筛的筛下物进入第二过滤机，筛上物与滤饼作建筑陶瓷材料，主要成分包括钠长石、钾长石等，其水分为17
‑
19％，滤液作选矿厂循环用水。
77.步骤6、磁选精矿经第四刚柔耦合弹性筛面振动筛进行70目至100目脱水，筛下物进入第三过滤机，筛上物与滤饼作干混砂浆材料，主要成分包括角闪石、辉石、绿泥石等，其水分为18
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20％，滤液作选矿厂循环用水。
78.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。