一种低品位萤石降碳降硅提质方法与流程

1.本发明涉及萤石提质领域，尤其涉及一种低品位萤石降碳降硅提质方法。


背景技术：

2.湖南萤石资源储量丰富(萤石资源储量达1亿吨)，主要集中在郴州地区，且主要以伴生萤石资源为主，仅柿竹园钨多金属伴生萤石资源储量7564万吨，占全国伴生萤石总储量的71％。受这些伴生萤石资源除柿竹园钨多金属尾矿中萤石得到综合利用外，许多企业的萤石资源多随钨尾矿丢弃。虽然一些企业的萤石资源得到综合利用，但近年来柿竹园钨多金属矿原矿资源禀赋日益变差，钨尾矿中泥含量及碳酸钙含量越来越高，萤石生产指标受很大不利影响。同时冶金级低品位萤石精矿萤石精矿由于品位偏低，硅、碳酸钙等杂质含量高，造成冶金级低品位萤石制球成本高，附加价值低等问题。因此，如何实现对低品位萤石的降碳提质，降低萤石矿体的杂质含量，获得高品质萤石精矿是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种低品位萤石降碳降硅提质方法，用以解决如何实现对低品位萤石的降碳提质，降低萤石矿体的杂质含量，获得高品质萤石精矿的技术问题。
4.本发明提供了一种低品位萤石降碳降硅提质方法，包括步骤：
5.步骤1、将提取的低品位萤石进行混料，分析原料成分的主含量，碳酸钙含量，并等量分装成多包；
6.步骤2、将一定量的水加入所述提质反应釜中；
7.步骤3、称取定量的无水氯化钙，并加入至所述提质反应釜中，并搅拌提质反应釜；
8.步骤4、打开所述提质反应釜的排气阀，并向所述提质反应釜中加入一定量的盐酸；
9.步骤5、关闭盐酸出料口阀门，并搅拌20分钟所述提质反应釜内的液体；
10.步骤6、将所述低品位萤石料包加入至所述提质反应釜中并搅拌均匀；
11.步骤7、对所述提质反应釜内的物料进行过滤，得到提质后的萤石与氯化钙母液；
12.步骤8、将一部分氯化钙母液通过回用管回流至提质反应釜中，将另一部分氯化钙母液加入至除杂反应釜中；
13.步骤9、向所述除杂反应釜中加入熟石灰，使氯化钙母液中的杂质沉降；
14.步骤10、对所述除杂反应釜中的所述氯化钙母液进行过滤，并对过滤后的氯化钙母液进行蒸发结晶，得到二水氯化钙副产。
15.步骤11、将提质后的萤石进行洗涤，并加入浮选槽中，向所述浮选槽中加入定量的水；
16.步骤12、向所述浮选槽中加入捕收剂、水玻璃和纯碱进行粗选试验，得到第一精矿和尾矿。
17.步骤13、向所述第一精矿中加入水玻璃抑制剂进行精选试验，得到第二精矿和中矿。
18.进一步的，所述步骤2还包括：
19.采用液位计对水进行计量，并将所述液位计内的水加入至所述提质反应釜中。
20.进一步的，所述步骤4还包括：
21.将盐酸加入盐酸计量槽中，量取盐酸，打开所述提质反应釜的排气阀，将所述盐酸加入至所述提质反应釜中。
22.进一步的，在所述步骤4之前，检查盐酸储罐以及盐酸计量槽是否存在泄露，穿戴防护用具，开启室内的尾气风机。
23.进一步的，所述步骤6与所述步骤7之间，还包括：
24.采用15％的烧碱吸收反应产生的二氧化碳。
25.进一步的，所述步骤3之后，将所述提质反应釜静置一晚，再执行所述步骤4。
26.进一步的，所述步骤1具体包括：
27.将提取的低品位萤石进行混料，分析原料成分的主含量，碳酸钙含量，并以20kg每包等量分装成多包；
28.所述步骤7具体包括：
29.对所述提质反应釜内的物料进行过滤，得到提质后的萤石与氯化钙母液，将所述提质后的萤石按20kg每包进行包装。
30.进一步的，所述步骤4中，盐酸的用量为所述萤石混料中的碳酸钙含量的1.12倍-1.15倍之间。
31.与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：
32.本发明所提供的低品位萤石降碳降硅提质方法，实现了对低品位萤石的降碳提质，降低了萤石精矿的杂质含量，可获得高品质萤石精矿以及二水氯化钙副产，最终达到企业降本增效和节能减排的目标。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本发明实施例所提供的低品位萤石降碳降硅提质方法的操作步骤图；
35.图2为本发明实施例所提供的低品位萤石降碳降硅提质方法的工艺流程图；
36.图3为本发明实施例所中的浮选降硅试验流程图。
具体实施方式
37.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.为了便于理解，请参阅图1和图2，图1为本发明实施例所提供的低品位萤石降碳降硅提质方法的操作步骤图；图2为本发明实施例所提供的低品位萤石降碳降硅提质方法的工艺流程图。
41.本发明提供了一种低品位萤石降碳降硅提质方法，包括步骤：
42.步骤1、将提取的低品位萤石进行混料，分析原料成分的主含量，碳酸钙含量，并等量分装成多包；
43.需要说明的是，实验中加入的低品位萤石，其主含量为66％-69％，其碳酸钙含量为15％-17.5％；以实验室数据为基础进行放大后，采用一定质量的低品位萤石，考察验证盐酸用量是否能够达到要求，最终目的为低品位萤石的达到80％，其碳酸钙含量1.2％以下。
44.步骤2、将一定量的水加入提质反应釜中；加入的水可采用工业级用水、自来水等。
45.步骤3、称取定量的无水氯化钙，并加入至提质反应釜中，并搅拌提质反应釜；
46.需要说明的是，搅拌时间为20分钟，使得无水氯化钙均匀分布于提质反应釜中。
47.步骤4、打开提质反应釜的排气阀，并向提质反应釜中加入一定量的盐酸；
48.需要说明的是，将四层平台盐酸缓冲罐中的盐酸加入到计量槽中。完毕后，打开计量槽出口将盐酸加入到提质反应釜中，从而实现对盐酸的定量加入。
49.步骤5、关闭盐酸出料口阀门，并搅拌20分钟提质反应釜内的液体；
50.需要说明的是，关闭盐酸出料口阀门可避免盐酸在搅拌过程中一部分挥发。
51.步骤6、将低品位萤石料包加入至提质反应釜中并搅拌均匀；
52.需要说明的是，低品位萤石中包含有碳酸钙分子，通过盐酸与之反应，从而使得碳酸根离子转化为二氧化碳并排出，钙离子与氯离子结合形成氯化钙并溶于水中，从而达到对萤石的降碳提质的效果，其化学反应式为：
53.caco3+2hcl
→
cacl2+h2o+co2↑
。
54.优选的，提质反应釜的搅拌转速为120-150r/min，可避免反应釜底沉於细物料，避免出口堵塞；在反应釜内可添加消泡耙子或在反应釜周围增加棱边，从而可有效消除反应中产生的气泡。
55.步骤7、对提质反应釜内的物料进行过滤，得到提质后的萤石与氯化钙母液。
56.需要说明的是，过滤完成后，对萤石物料的主含量、碳酸钙含量和水分含量进行分析。上述七个步骤中，所需要的实验原料具体包括：30％-31％含量的工业盐酸、90％含量的工业熟石灰，95％含量的无水氯化钙，工业用水，主含量66％-69％、碳酸钙含量15％-17.5％的低品位萤石等；
57.具体的，本发明中盐酸、无水氯化钙、液体中萤石物料的浓度等数据的试验方式为：
58.(一)在未添加无水氯化钙的条件下，不同的试验参数对萤石提质效果的影响。
59.(1)反应釜中低品位萤石料浆浓度为60％(不包含盐酸)，反应时间设为60min，盐酸的用量以低品位萤石中碳酸钙含量的倍数值取不同值，其低品位萤石的变化情况见表1：
60.表1 盐酸用量对低品位萤石的影响
[0061][0062]
如表1所示，随着盐酸用量的增加，提质后的低品位萤石中的碳酸钙含量逐渐降低。但过量到15％，仍未达到1％。
[0063]
(2)试验不同的反应时间对低品位萤石提质的影响，反应料浆浓度为60％(不包含盐酸)，盐酸的用量不做改变，其反应时间对低品位萤石的变化情况见表2：
[0064]
表2 反应时间对低品位萤石的影响
[0065][0066]
如表2所示，随着反应时间的增加，低品位萤石中的碳酸钙逐渐降低，当达到60min后，开始变得稳定，故反应时间选择在60min。
[0067]
(3)试验反应釜中低品位萤石料浆不同浓度对提质效果的影响，将浓度提高到67％(不包含盐酸)，反应时间60min，盐酸的用量不做改变，其低品位萤石的变化情况见表3：
[0068]
表3 盐酸用量对低品位萤石的影响
[0069][0070]
如表3所示，将反应料浆的浓度提高到67％以后，盐酸过量15％，提质后的低品位萤石中碳酸钙含量降低到1％以下。
[0071]
(二)在添加了无水氯化钙的条件下，不同试验参数对萤石提质效果的影响。
[0072]
(1)反应釜中低品位萤石料浆浓度为67％(不包含盐酸)，添加完无水氯化钙(22％)后，搅拌溶解，再添加盐酸，搅拌20分钟后，直接加如低品位萤石。反应时间60min，盐酸的用量以低品位萤石中碳酸钙含量的倍数值取不同值，其低品位萤石的变化情况见表4：
[0073]
表4 盐酸用量对低品位萤石影响
[0074][0075]
如表4所示，添加氯化钙后，会产生大量的热量，如果直接加盐酸和低品位萤石，会加大盐酸的挥发量，导致盐酸过量20％都无法将低品位萤石中的碳酸钙降低到2％以下。
[0076]
(2)反应釜中低品位萤石料浆浓度为67％(不包含盐酸)，添加完无水氯化钙(22％)后，搅拌溶解，将反应釜静置一晚，再添加盐酸，搅拌20分钟后，添加低品位萤石料。反应时间60min，盐酸的用量以低品位萤石中碳酸钙含量的倍数值取不同值，其低品位萤石的变化情况见表5：
[0077]
表5 盐酸用量对低品位萤石的影响
[0078][0079][0080]
如表5所示，反应釜内的水分溶解完氯化钙进行降温后，再进行提质反应，盐酸过量15％可将萤石中的碳酸钙降低至1％以下。
[0081]
(3)反应釜中低品位萤石料浆浓度为67％(不包含盐酸)，使用氯化钙母液，若氯化钙含量不够，需提前预加氯化钙固体，再添加盐酸过量15％，搅拌20分钟后，添加低品位萤石。降低反应加料时间，手动消泡，可以减少加料时间。
[0082]
表6 降低加料时间对低品位萤石的影响
[0083][0084]
(4)反应釜中低品位萤石料浆浓度为67％(不包含盐酸)，使用氯化钙母液，若氯化钙含量不够，需提前预加氯化钙固体。盐酸跟低品位萤石采取分三批加料的形式进行加料。盐酸过量12％，降低反应加料时间，手动消泡，可以减少加料时间。
[0085]
表7 分批加料对低品位萤石的影响
[0086][0087]
(三)高品质萤石产品的产率，将萤石过滤完成后，进行称重，按干重计算产见表8：
[0088]
表8 低品位萤石产率
[0089][0090][0091]
步骤8、将一部分氯化钙母液通过回用管回流至提质反应釜中，将另一部分氯化钙母液加入至除杂反应釜中；
[0092]
需要说明的是，经过步骤7的过滤处理后，萤石颗粒被筛出，氯化钙母液储存至母液储槽，在母液储槽与提质反应釜之间通过回流管连通，使得部分母液可回流至提质反应釜中继续参与反应，节省材料；另一部分的氯化钙母液加入至除杂反应釜中等待除杂。
[0093]
步骤9、向除杂反应釜中加入熟石灰，使氯化钙母液中的杂质沉降；
[0094]
需要说明的是，除杂反应釜中加入的熟石灰，利用熟石灰的除杂功能，使得氯化钙母液中的杂质沉降，从而得到纯净氯化钙母液。优选的，氯化钙母液除杂的具体参数为：控制反应ph为10-10.5，反应时间为6分钟。在母液除杂完成后，需将除杂反应釜内中的溶液及时处理干净，避免影响反应釜后续的除杂效果。
[0095]
步骤10、对除杂反应釜中的氯化钙母液进行过滤，并对过滤后的氯化钙母液进行蒸发结晶，得到二水氯化钙副产，
[0096]
本发明的试验设备包括：提质提质反应釜、尾气吸收槽、带式过滤机、母液除杂槽、盐酸储罐、盐酸缓冲槽、盐酸计量槽、给水计量槽、1.0l浮选机、0.5l浮选机等，以上试验设
备均为本领域中现有常用的试验设备，在此不做过多赘述。本发明的控制参数为：常温常压，盐酸用量为理论用量，加料时间为30-40分钟，反应时间为60分钟。本发明所提供的低品位萤石降碳降硅提质方法，实现了对低品位萤石的降碳提质，降低了萤石精矿的杂质含量，可获得高品质萤石精矿，同时可获得二水氯化钙副产，最终达到企业降本增效和节能减排的目标。
[0097]
具体的，将反应过滤后的氯化钙母液的21-24％加入熟石灰。控制反应ph 10.5-10.8，终点ph 9.5-9.9。完成后过滤，转移到坩埚中蒸发结晶，得到氯化钙产品。其产品的品质如表9：
[0098]
表9 副产氯化钙品质
[0099][0100]
作为进一步的改进，本发明还包括：
[0101]
步骤11、将提之后的萤石进行洗涤，并加入浮选槽中，向浮选槽中加入定量的水。具体来说，在步骤7过滤后得到的萤石物料，再经过洗涤并过滤，水分含量能达到现有选厂萤石水分水平的12％左右。
[0102]
步骤12、向浮选槽中加入粗选捕收剂、水玻璃和纯碱进行粗选试验，得到第一精矿和尾矿。具体来说，将上述经过处理后的萤石物料按照每份300g矿样取样进行分装，再按照浮选所需要的浓度对捕收剂、水玻璃(抑制剂)、纯碱(调整剂)进行药剂配置，并在浮选槽中加入定量的水以及上述的萤石物料，保证矿浆浓度以及浮选液位，将配置好的捕收剂、水玻璃。纯碱加入至浮选槽中进行粗浮选试验，得到第一精矿和尾矿，从而进一步实现对萤石的提质效果。
[0103]
作为进一步的改进，本发明实施例所提供的低品位萤石降碳降硅提质方法还包括：步骤13、向第一精矿中加入水玻璃抑制剂进行精选试验，得到第二精矿和中矿。具体来说，在步骤12反应得到尾矿和第一精矿后，将尾矿提取出来，再将水玻璃(抑制剂)加入浮现槽中，继续对浮选槽中的第一精矿进行精浮选试验，得到中矿以及质量更优的第二萤石精矿，其主含量达到90％，作业回收率达到85％以上，从而完成浮选降硅试验，优选的，浮选降硅过程中浮选槽内ph值控制为10-10.5，加药矿化时间控制为3分钟，浮选时间控制为4分钟。请参阅图3，图3为本发明实施例所中的浮选降硅试验流程图。
[0104]
具体的，上述浮选降硅试验各参数用量的试验方式为：
[0105]
(1)磨矿时间试验
[0106]
浮选药剂用量定为na2co3用量为3.0kg/t(ph＝10.3)，水玻璃用量200g/t，捕收剂用量定为0.6kg/t。在开路条件下，经1次粗选、3次精选，粗选、精选均采用xfd 1.0l的浮选
机，精1时加100g/t的水玻璃，精2时加100g/t的水玻璃；精3时加50g/t的水玻璃。试验结果见表10。
[0107]
表10 磨矿时间试验结果
[0108][0109]
从表10试验结果可以看出：在磨矿时间为4min，精矿品位达到90.92％，作业回收率78.42％，浮选效果最理想。
[0110]
(2)捕收剂用量试验
[0111]
磨矿时间为4分钟，浮选药剂用量捕收剂为变量，na2co3用量为3.0kg/t(ph＝10.3)，水玻璃用量200g/t。在开路条件下，经1次粗选、3次精选，粗选、精选均采用xfd 1.0l的浮选机，精1时加100g/t的水玻璃，精2时加100g/t的水玻璃；精3时加50g/t的水玻璃。试验结果见表11。
[0112]
表11 捕收剂用量试验结果
[0113]
[0114][0115]
如表11所示，随着捕收剂用量的增加，萤石精矿品位先上升后下降，回收率呈先显著上升后趋平稳的趋势。综合考虑，确定捕收剂最佳用量150g/t。
[0116]
(3)水玻璃用量试验
[0117]
磨矿时间为4分钟，浮选药剂用量水玻璃为变量，na2co3用量为3.0kg/t(ph＝10.32)，捕收剂用量200g/t。在开路条件下，经1次粗选、3次精选，粗选、精选均采用xfd 1.0l的浮选机，精1时加100g/t的水玻璃，精2时加100g/t的水玻璃；精3时加50g/t的水玻璃。试验结果见表12。
[0118]
表12 水玻璃用量试验结果
[0119][0120]
[0121]
如表12所示，随着抑制剂用量的增加，萤石精矿品位先上升后趋于平稳，回收率呈下降的趋势。综合考虑，确定水玻璃最佳用量为200g/t。
[0122]
作为进一步的改进，本发明实施例所提供的低品位萤石降碳降硅提质方法的步骤2还包括：采用液位计对水进行计量，并将所述液位计内的水加入至提质反应釜中，从而可准确控制水的加入量，保证提质反应的精度。
[0123]
作为进一步的改进，本发明的步骤4还包括：将盐酸加入盐酸计量槽中，量取盐酸，打开提质反应釜的排气阀，将盐酸加入至提质反应釜中，通过采用盐酸计量槽对盐酸进行计量，可精确控制盐酸的用量，保证反应的精度。盐酸的用量以萤石中碳酸钙的含量的倍数值进行计算，经反复试验得出，盐酸的用量为萤石中碳酸钙的含量的1.12倍至1.15倍之间，在步骤5之后，对低品位萤石料包的加料时间控制为30-40分钟，反应时间控制为60分钟。
[0124]
作为进一步的改进，本发明的步骤之前，需检查盐酸储罐以及盐酸计量槽是否存在泄露，穿戴防护用具，开启室内尾气风机，从而保证操作人员的人身安全。
[0125]
作为进一步的改进，本发明实施例所提供的低品位萤石降碳降硅提质方法的步骤6与步骤7之间，还包括：采用15％的烧碱吸收反应产生的二氧化碳，从而一方面可通过烧碱计算反应速度，另一方面可避免尾气排放。
[0126]
作为进一步的改进，本发明的步骤3之后，需要将提质反应釜静置一晚，再执行步骤4，具体来说，由于无水氯化钙与水混合后，放热量过大，若短时间内加入盐酸，高温会使得盐酸大量挥发，影响盐酸添加量的计算，因此，在本发明完成步骤3后，通过将提质反应釜静置一晚，使得提质反应釜的温度降至常温状态，再加入盐酸，以保证反应的精度。
[0127]
作为进一步的改进，本发明所提供的低品位萤石降碳降硅提质方法中：
[0128]
步骤1具体包括：将提取的低品位萤石进行混料，分析原料成分的主含量，碳酸钙含量，并以20kg每包等量分装成多包；
[0129]
步骤7具体包括：对提质反应釜内的物料进行过滤，得到提质后的萤石与氯化钙母液，将提质后的萤石按20kg每包进行包装。
[0130]
具体来说，在反应前，将萤石混料进行每包20kg的独立分装，并且在反应过程中，计算所加入的萤石混料的包数，并在反应以及过滤完成后，将得到的萤石精矿再次进行每包20kg的分装，从而通过前后包数的对比计算，可便捷地计算萤石精矿的产率。优选的，在反应过程中，所加的萤石混料包数为25包，并在加料完毕后，搅拌提质反应釜10分钟测定ph值是否达标，再搅拌50分钟。
[0131]
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。