一种钽铌矿废石中含锂的钾钠长石粉的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于资源与环境技术领域中固体废物回收利用技术，具体涉及一种钽铌矿废石中含锂的钾钠长石粉的制备方法。
【背景技术】
[0002]钽铌矿废石是钽铌矿开采过程中产生的矿体围岩、夹石、剥离废石及钽铌含量达不到工业品位的贫矿等。钽铌尾矿中含有较高的锂云母、钾长石、钠长石、石英、高岭石及少量的磁铁矿、赤铁矿、揭铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、钦铁矿、金红石、软猛矿、裡白Ζ5Γ母、铁裡云母及微量的钽铌铁矿、含钽锡石、蚀变锆石、羟硅酸石等矿物。在我国钽铌矿主要产于江西的宜春、福建的南平及云南的东方钽铌矿。尤其是江西宜春钽铌矿区面积达7km2，探明储量，钽1.85吨，铌1.49吨，锂75.22万吨，铷40.17万吨，铯5.43万吨，属于钠长石、锂云母花岗岩型含钽、铌、锂、铷等多种稀有金属的大型矿体，钽铌工业储量约占全国探明的44.3%，该矿开采四十多年来，每年产生40万吨左右的钽铌矿围岩、夹石、贫矿及剥离废石等，这些废石在当地矿区称“黑斑矿”。这些废石除了少数用于填坑、铺路外，多数没有得到综合利用。现已累积数千万吨，这些钽铌矿废石中Ta205〈0.01%, Nb205<0.005%, Li200.5-1.0%，钽、铌、锂含量均达不到工业品位，Ti02+Fe203>l.0%，因此一直作为废矿、废石处理，浪费资源，不仅影响其他优质矿藏的开采，而且占用山地，并对周边环境带来严重的危害，对周边人民群众的生命财产安全构成威胁，从钽铌矿废石中把这些含锂的钾钠长石分离出来用于陶瓷玻璃行业，可以变废为宝。
[0003]刘书杰，王中明等.某钽铌尾矿锂云母、长石分离实验研究.有色金属(选矿部分).2013增刊.公开了针对江西某钽铌尾矿，研究了几种常规阳离子型捕收剂及改性阳离子型捕收剂对锂云母、长石分选的影响。最终采用改性阳离子型捕收剂YC-1在中性条件下浮选分离锂云母、长石，获得锂云母精矿Li20品位4.01 %，Li20回收率69.24%。浮选工艺流程为“一粗一精一扫”。
[0004]艾光华，严华山等.综合回收某钽铌锂云母矿的选矿实验研究.非金属矿.2014年7月第37卷第4期.公开了采用重选一浮选一磁选联合工艺对钽铌矿石中有价组分进行综合回收实验。获得(Ta，Nb)205品位为45.87%，回收率为41.62%的钽铌精矿产品，Li 20品位为4.21 %，回收率为63.69 %的锂云母精矿以及K20品位4.28 %、Na20品位为4.26 %，Fe203含量小于0.3%的长石产品
[0005]CN103990540A.本发明公开了一种长石矿物的差别化分选提纯长石矿的选别方法，就是根据长石矿物嵌布粒度不均的自然特征，将长石矿原矿在粗磨状态下分成两个级另1J，两个粒级之间存在品质上的差异，粗粒级铁含量低，细粒级铁含量尚，把品质$父尚粒级的长石原矿，采用简单实用的办法选别出高品质的精矿，品质相对较低粒级的长石原矿脱除矿泥后，采用适合细粒除杂的浮选法进行选别，得到相对较低品质的长石精矿。该发明充分利用了矿物天然不均匀性的特点，本发明具有工艺简单，产品质量好、产品价值高、回收率高、环境污染小、节能降耗等特点，适合与含铁量高、长石矿物嵌布粒度稍粗的长石矿提纯适用。
[0006]CN102764691A.发明人韦善兵，刘峰.本发明公开了一种高密度非金属矿物分选方法，属于一种非金属矿物洗选方法，该方法包括如下步骤:对原矿进行重介质分选；对精矿产品进行脱介；中矿和尾矿产品通过弧形筛，筛上品进行脱介，筛下品进入分流；筛上大块产品为精矿和尾矿，筛下稀介质进入混料桶，筛下合格介质经磁选一部分得到精矿泥水和尾矿泥水，剩余部分进入混料桶；本发明的高密度非金属矿物分选方法系统简单、投资较小，将中矿与尾矿于同时经弧形筛后进行分流和脱介简化了工艺流程，提高了系统中高浓度产品的比例，提高了浓缩效率。
[0007]目前国内已公开的文献和专利是采用“重选一浮选一磁选”联合工艺或“磁选-浮选”的工艺方法回收钾钠长石粉，而且钾钠长石粉的回收率一般在80-85%，而从钽铌废石中分选出含锂的钾钠长石粉尚未见报道。从钽铌矿废石中采用联合工艺分选出高品位含锂的钾钠长石粉的原理及工艺研究报道尤其甚少。本发明从钽铌废石的物理化学性质出发，采用“磁选+高梯度磁选+水力旋流分选+磁流体分选”工艺，在国内率先增加高梯度磁选和磁流体分选工艺，达到了明显提高含锂的钾钠长石粉的回收率之目的，在钽铌废石中分选高品质含锂的的钾钠长石粉技术领域获得突破，使我国产生的数亿吨钽铌矿废石固体废弃物可以达到95%以上回收率，并且在建筑陶瓷行业得到广泛应用，产生巨大的经济效益，具有重大的环保意义。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于解决大宗矿山工业废弃物钽铌矿废石的出路问题。钽铌矿废石在提取微量钽铌精矿，分离出锂云母精矿后还含有含锂一定量的钾钠长石。本发明采用“磁选+高梯度磁选+水力旋流+磁流体分选”的方法，从钽铌矿废石中制备出达到行标要求的氧化锂一定含量和氧化钾、氧化钠含量高以及钛铁矿物含量低的优质含锂的钾钠长石粉，并且长石粉回收率大于95%，超过国内本行业水平。本发明技术可行，工艺方法简单，选矿成本低，并已进行产业化生产验证，达到了变废为宝的目的。
[0009]本发明技术方案是:一种钽铌矿废石含锂的钾钠长石粉的制备方法及应用，其特征在于:把钽铌矿废石经颚式破碎机粗碎、中碎、细碎后过筛，筛上物回颚式破碎细碎，筛下物入球磨机球磨，球磨20小时后，经螺旋分级机分级，分级后小于61 μm(250目)颗粒进入永磁磁选机，除去强磁性铁质矿物，再进入高梯度磁选机除去弱磁性铁质矿物，再进入水力旋流分选工艺，最后通过磁流体分选获得含锂的钾钠长石粉产品。
[0010]所述颚式破碎机粗碎、中碎、细碎是用“上海世邦机械有限公司生产的颚式破碎机(型号是PE750X 1060) ”厂生产的颚式破碎机对钽铌矿废石实行破碎。
[0011]所述球磨机是研磨矿，型号是&3200X3000湿式格子型，广西南宁金宇破碎设备有限责任公司制造。
[0012]所述高频振动筛型号是HGZS - 551207，湖北鑫鹰环保科技有限责任公司制造。
[0013]所述螺旋分级机型号是FC1.5X11，新余市洪祥选矿设备有限公司制造。
[0014]所述永磁磁选机型号是HTC-1024NE，湖北鑫鹰环保科技有限公司制造。用于除磁铁矿、磁黄铁矿等强磁性铁矿物，铁矿物去除越干净，含锂的钾钠长石粉回收率越高。
[0015]所述高梯度磁选机型号是slon-2500立环脉动高梯度，赣州金环磁选设备有限公司制造。用于除去赤铁矿、揭铁矿、钦铁矿、黄铁矿等弱磁性的含铁钦的矿物，大大降低了组铌矿废石中含铁、钛矿物的含量，显著提高含锂的钾钠长石粉的品质及回收率。。
[0016]所述水力旋流分选机型号是FX150 - PU - BX10/FX250 一 GX — BX4，威海市海王旋流器有限公司制造。
[0017]所述磁流体分选工艺是在磁流体分选机(型号是CLZ-300，河南三兄重工有限公司制造)中进行，磁流体采用顺磁性盐溶液Mn (N03)2,其真密度为1400?1600kg/m3，体积磁化率为8X10 7?8X10 8，视在密度为11000?12000kg/m3。用量为质量百分比的10?50%。所述的永磁磁选机的磁极表面磁场强度Η = 6000?26000A/m，废石矿物颗粒的比磁化系数X()>38X 10 6cm3/g为强磁性铁质矿物。所述的高梯度磁选机的磁极表面磁场强度Η彡1700A/m，废石矿物颗粒的比磁化系数xQ= (0.19?7.5) X 10 6cm3/g为弱磁性铁质矿物。所述的水力旋流分选工艺采用FX150型水力旋流器或FX250型水力旋流器；所述的FX150型水力旋流器主要工艺参数为:直径150mm，进料压力0.08-0.3MPa，处理能力14-35m3/h，分离粒度20-74 μ m ;所述的FX250型水力旋流器主要工艺参数为:直径250mm，进料压力0.06-0.3MPa，处理能力40_80m3/h，分离粒度40-100 μ m。
【具体实施方式】
[0018]下面通过具体的实施例进一步介绍本发明，但是实施例不会构成对本发明的限制，实施例为产业化实例。
[0019]实施例1
[0020]地栗称取宜春铌钽矿(又称414矿)的废石10吨，其化学成分如下(wt% ):Si0274.06，Α120315.60，Κ20, 3.87，Na20 4.18，CaO