一种方解石矿除杂提高白度的工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种方解石矿除杂提高白度的工艺，采用光电色选机装备、通过分级色选工艺而除去杂质。该发明充分利用了方解石天然矿物之间光学性质不同的特点采用光电拣选机进行选别，具有工艺简单，工效高、成本低及适合规模化生产等特点，广泛适合于存在有染色杂质方解石矿的提纯；而且可根据不同粒级样品的选别精度和效果不同，可得到不同品质的精矿产品。
【专利说明】一种方解石矿除杂提高白度的工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及方解石矿的合理利用，尤其涉及一种方解石矿除杂提高白度的工艺。
【背景技术】
[0002]方解石是一种碳酸钙矿物，又称重钙，是一种重要的无机盐产品，由于其具有化学纯度高、惰性大、不易化学反应、热稳定性好、在400°C以下不会分解、白度高、吸油率低、折光率低、质软、不含结晶水、硬度低磨耗值小等优点，而广泛应用于塑料、橡胶、造纸、油墨、建材、医药等方面。
[0003]方解石的颜色一般多为白色或无色，因其中含有铁、钛、锰、硫、砷、有机质等染色杂质对方解石白度有不同程度的影响，会呈现出浅黄、浅红、褐黑等，直接制约其应用范围和应用价值。其中褐黑色方解石是较为常见的一种矿石类型，其含量的高低是影响产品白度的重要因素之一。目前除去该类方解石杂质的方法主要为手工拣选和强磁选法。手工拣选是目前现场普遍采用的一种方法，但由于其效率低、工作人员的劳动强度大而逐渐不适合大规模生产应用。强磁选法是相对较为实用的方法，主要适用于含铁等染色方解石杂质的去除，文献《细度和染色杂质对方解石白度的影响》【江苏地质，26( 4)，214 -215，2002】较为详细介绍了以江苏镇江某方解石矿为研究对象，通过超细磨矿、水力分级、高梯度强磁选等深加工手段，产品白度由86.14%提高至90%以上，并着重研究了细度和染色杂质对白度的影响。但是该技术存在以下缺陷，该技术采用超细磨矿，不但能耗高，而且极细的粒度对后续的强磁选不利，在实际生产中难以实现。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提出了利用含杂质方解石与有用矿石的颜色不同即表面对光的反射率不同而将褐黑色方解石分离出来的一种方解石矿除杂提高白度的工艺，该工艺包括以下步骤:
(1)首先将从矿山采集的方解石原矿采用一定尺寸的洗矿筛进行水洗脱泥，其中得到的筛下泥质物作为尾矿丢弃；
(2)水洗后的筛上方解石样品采用破碎机进行破碎，使其粒度小于1mm；
(3)破碎后的方解石样品采用尺寸为5mm和2mm的筛子进行分级，分级成-10+5mm、_5+2mm、-2mm三种不同粒级的样品；
(4)采用色选机分别对三种不同粒级的样品进行分选；
(5)针对粒级分别是-10+5mm、-5+2mm两种粒级样品均采用进行一次粗选的工艺流程即可得到高品质的精矿，并同时调整适宜的色选机工作参数，得到最终的精矿和尾矿产品；针对粒级是_2mm样品采用先进行一次粗选，粗选后的粗精矿再经过一次精选，粗选尾矿和精选的尾矿都作为最终尾矿抛弃；并同时调整适宜的色选机工作参数，得到最终的精矿和尾矿产品；
(6)-10+5mm和_5+2mm两种粒级由于粒度粗,选别精度和效果好,此两种粒级精矿合并构成高质量的精矿I ;-2mm粒级由于粒度较细，选别精度和效果稍差，此种粒级选别精矿单独构成较高质量的精矿2 ;全部尾矿合并构成最终尾矿丢弃。
[0005]优选的，步骤(I)中原矿大块粒度状态下洗矿抛除产品的粒度为l_3mm。
[0006]优选的,步骤(3)中原矿的粒度分级成2-10mm不同粒级的入选样品。
[0007]优选的，步骤(4)中采用的选别设备是光电色选机。
[0008]优选的，步骤(5)中不同粒级样品采用不同的工艺流程结构，不同粒级样品调整不同的光电色选机工作参数，其中针对-10+5mm的粒级样品光电色选机的给矿量为7_9t/h、识别分别率为0.18-0.25mm、系统识别时间14_16ms、光源波段范围为380_780nm、执行机构气压为0.75-0.85MPa ;其中针对_5+2mm的粒级样品光电色选机的给矿量为1.8_3t/h、识别分别率为0.10-0.22mm、系统识别时间12_15ms、光源波段范围为380_780nm、执行机构气压为0.65-0.8MPa ;其中针对_2mm粒级样品光电色选机的给矿量为0.45-0.55t/h、识别分别率为0.07-0.09mm、系统识别时间9_llms、光源波段范围为380_780nm、执行机构气压为 0.5-0.7MPa。
[0009]优选的，步骤(6)中根据不同粒级的选别精度和效果不同得到若干种不同品质的方解石精矿产品。
[0010]有益效果:
同现有技术相比，本发明利用合格物料与不合格物料之间，或者合格物料与其他杂质之间的颜色差异对光感的对比度不同的特性，采用光电拣选设备将要清除的不合格物料及杂质选别出来，最终达到分选目的。与目前的人工手选工艺和相关文献报道的细磨后采用强磁选工艺相比，该技术选别质量高、工效高、成本低，能够解决目前现场采用的单靠人力、工效低的缺陷，而且该技术可为方解石行业规模化生产、规范化生产加工、生产现场的自动化改造打下了良好的基础。另外，根据不同粒级的选别精度及效果不同，可得到不同品级的精矿广品。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0012]本发明采用以下技术方案予以实现:
从矿山采集的方解石原矿样品首先进行洗矿脱除矿样表面的泥质物，然后采用破碎机破碎到一定粒度，对破碎产品进行分级，分级后的样品采用光电色选机设备，进行粗选和精选，其特征在于其步骤依次包括:
(I)首先将从矿山采集的大块方解石原矿采用洗矿筛进行水洗脱泥，即原矿在大块状颗粒态下采用洗矿筛在水的冲洗作用下脱除部分已解离的质量较差及表面粘附的含铁等细粒染色泥质物，原矿大块粒度状态下洗矿抛除产品的粒度为l-3mm。
[0013](2)水洗后的筛上样品采用破碎机进行破碎，使粒度小于10mm，以便于染色的杂质脉石矿物与有用矿物解离成单体状态。
[0014](3)破碎后的方解石样品分别采用筛孔尺寸为5mm、2mm的筛子进行分级，分级成-10+5mm、_5+2mm、-2mm三种不同粒级的样品，以消除粒度效应对选别效果的影响。根据矿石的实际情况，还能够将破碎后的方解石样品分成多种不同粒级的样品，能够分级成-10+6臟、_6+3mm、-3+1臟、-1+0.5臟、-0.5臟五个不同粒级的样品。
[0015](4)根据该矿石性质特征，选择光电色选机作为最佳的选别设备；光电色选机的工作原理是利用合格样品与不合格样品之间，或者合格样品与它杂质之间的颜色深浅对光感的对比度不同的特性来进行工作；它先将矿石样品送到物料振动器，矿石样品通过振动器进入具有一定角度的溜槽中，由装在色选机中物料两侧的光学摄像头对矿石样品进行光照对比，捕捉到与合格矿石样品颜色有差异的矿石样品及杂质，然后由光信号转换成电信号，再经过信号的放大处理，命令电磁阀启动高压气流喷嘴，用高压气流喷吹目标，从而将要清除的不合格矿石样品及杂质喷出，最终达到色选的目的。并针对不同粒级的样品调整适合于本粒级选别的光电色选机的最佳操作参数，这样可通过调整色选机的主工作参数如给矿量流量、执行机构压力、识别分别率、识别精度等，使色选机始终处于最佳的工作状态。
[0016](5)在确定好不同粒级样品的最佳工作参数后,针对粒级分别是-10+5mm、-5+2mm两个粒级样品均采用一次选别的简单工艺流程，得到最终的精矿和尾矿产品。针对粒级是-2mm样品采用一次粗选、一次精选的工艺流程，得到最终的精矿和尾矿产品。同时也可根据入选矿石的具体品质和要求精矿质量情况，增加精选作业的段数。
[0017](6)其中-10+5mm、-5+2mm两个粒级精矿合并构成高质量的精矿粒级选别精矿构成较高质量的精矿2，全部尾矿合并构成最终尾矿。
[0018]实施例1
河南南召中利精细化工有限公司某矿区的方解石矿，矿石中的主要矿物有方解石，少量的粘土矿物，金属矿物主要为褐铁矿、赤铁矿、锰矿等，含铁锰等杂质的方解石颜色成黑褐色，质量好的方解石为白色。分选工艺步骤如下:
Cl)从矿山采集原矿样品200公斤，粒度约在200?0mm，在尺寸为2mm的格筛上用水冲洗进行脱泥，筛下产品产率为8.09%，作为尾矿丢弃，；
(2)水洗后的筛上样品采用鄂式破碎机破碎，采用1mm的筛子筛分，筛上样品再进行细碎，使最终的破碎产品粒度全部小于1mm ；
(3)破碎后的方解石样品采用尺寸分别为5mm、2mm筛子分级成3种不同粒级的样品，样品分级后粒级分别为:-10+5mm、_5+2mm、_2mm，三个粒级相对于原矿的产率分别为40.33%、26.65%、24.93%。
[0019](4)然后采用光电色选机进行选别，对粒级分别是-10+5mm粒级样品采用先进行一次光电拣选的工艺流程，在选矿过程中调整光电色选机的给矿量为7.5t/h、识别分别率为0.2mm、系统识别时间15ms、光源波段范围为380_780nm、执行机构气压0.8MPa，得到最终的部分精矿产品I和尾矿样品。针对_5+2mm粒级样品也采用进行一次粗选的工艺流程，调整光电色选机的给矿量为2t/h、识别分别率为0.18mm、系统识别时间14ms、光源波段范围为380-780nm、执行机构气压0.7MPa，得到部分精矿I和尾矿样品。针对粒级是_2mm样品采用先经过一次粗选，粗选后的粗精矿再经过一次精选，同时调整光电色选机的给矿量分别为0.5t/h、识别分别率为0.08mm、系统识别时间1ms、光源波段范围为380_780nm、执行机构气压0.6MPa，得到最终的精矿2、粗选尾矿和精选尾矿作为最终尾矿，。
[0020](5)最终可得产率为62.33%、白度为95的精矿I ;产率21.64%、白度为91的精矿
2。原矿产品的白度为85。
[0021]实施例2
河南南召中原矿业有限公司的方解石矿，分选工艺步骤如下:
Cl)从矿山采集原矿样品500公斤，粒度约在500?0mm，在尺寸为3mm的筛子上用水冲洗进行脱泥，筛下产品产率15.35%，作为尾矿抛弃；
(2)水洗后的筛上样品采用鄂式破碎机破碎，采用1mm的筛子筛分，筛上样品再次进行细碎，使最终的破碎产品粒度全部小于1mm ；
(3)破碎后的方解石样品采用尺寸分别为5mm、2mm筛子分级成3个不同粒级的样品，样品分级后粒级分别为:-10+5mm、_5+2mm、_2mm，三个粒级相对于原矿的产率分别为42.05%、20.25%、22.35%。
[0022](4)然后采用光电色选机进行选别，对粒级分别是-10+5mm粒级样品采用一次光电拣选的工艺流程，在选矿过程中调整光电色选机的给矿量为7 t/h、识别分别率为0.18mm、系统识别时间14ms、光源波段范围为380_780nm、执行机构气压0.77MPa，得到最终的部分精矿产品I和尾矿样品。针对_5+2mm粒级样品也采用一次光电拣选的工艺流程，调整光电色选机的给矿量为1.8t/h、识别分别率为0.15mm、系统识别时间12ms、光源波段范围为380-780nm、执行机构气压0.65MPa，得到部分精矿I和尾矿样品。针对粒级是_2mm样品采用先经过一次光电拣选粗选，粗选后的粗精矿再经过一次精选，同时调整光电色选机的给矿量分别为0.45t/h、识别分别率为0.07mm、系统识别时间9ms、光源波段范围为380-780nm、执行机构气压0.5MPa，得到最终的精矿2和尾矿样品。
[0023](5)最终可得产率为59.87%、白度为96的精矿I ;产率19.25%、白度为90的精矿
2。原矿产品的白度为86。
[0024]实施例3
河南方城某企业方解石原矿，分选工艺步骤如下:
(I)从矿山采集原矿样品500公斤，粒度约在200mm以下，在尺寸为3mm的筛子上用水冲洗进行脱泥，筛下产品产率9.17%，筛下产品作为尾矿抛弃。
[0025](2)水洗后的筛上样品采用鄂式破碎机破碎，采用1mm的筛子筛分，筛上样品再次进行细碎，使最终的破碎产品粒度全部小于10mm。
[0026](3)破碎后的方解石样品采用尺寸分别为5mm、2mm筛子分级成3个不同粒级的样品，样品分级后粒级分别为:-10+5mm、_5+2mm、_2mm,三个粒级相对于原矿的产率分别为45.29%、25.28%、20.26%。
[0027](4)然后采用光电色选机进行选别，对粒级分别是-10+5mm粒级样品经一次光电拣选粗选即可得到高品质精矿，在选矿过程中调整光电色选机的给矿量为8.5t/h、识别分别率为0.22臟、系统识别时间16ms、光源波段范围为380_780nm、执行机构气压0.82MPa，得到部分精矿产品I和尾矿样品。针对_5+2mm粒级样品同样也进行一次粗选即可得到精矿，调整光电色选机的给矿量为2.5t/h、识别分别率为0.22mm、系统识别时间15ms、光源波段范围为380-780nm、执行机构气压0.78MPa，得到部分精矿I和尾矿样品。针对粒级是-2mm样品采用先经过一次粗选，粗选后的粗精矿再经过一次精选，同时调整光电色选机的给矿量分别为0.55t/h、识别分别率为0.09mm、系统识别时间Ilms、光源波段范围为380-780nm、执行机构气压0.7MPa，得到最终的精矿2和尾矿样品。
[0028](4)最终可得产率为65.87%、白度为94的精矿I ;产率15.29%、白度为90的精矿2，原矿产品的白度为84。
[0029]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种方解石矿除杂提高白度的工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤: (1)首先将从矿山采集的方解石原矿采用一定尺寸的洗矿筛进行水洗脱泥，其中得到的筛下泥质物作为尾矿丢弃； (2)水洗后的筛上方解石样品采用破碎机进行破碎，使其粒度小于1mm； (3)破碎后的方解石样品采用尺寸为5mm和2mm的筛子进行分级,分级成-10+5mm、 -5+2mm、-2mm三种不同粒级的样品； (4)采用色选机分别对三种不同粒级的样品进行分选； (5)针对粒级分别是-10+5mm、-5+2mm两种粒级样品均采用进行一次粗选的工艺流程即可得到高品质的精矿，并同时调整适宜的色选机工作参数，得到最终的精矿和尾矿产品；针对粒级是_2mm样品采用先进行一次粗选，粗选后的粗精矿再经过一次精选，粗选尾矿和精选的尾矿都作为最终尾矿抛弃；并同时调整适宜的色选机工作参数，得到最终的精矿和尾矿产品； (6)-10+5mm和_5+2mm两种粒级由于粒度粗,选别精度和效果好,此两种粒级精矿合并构成高质量的精矿I ;-2mm粒级由于粒度较细，选别精度和效果稍差，此种粒级选别精矿单独构成较高质量的精矿2 ;全部尾矿合并构成最终尾矿丢弃。
2.根据权利要求1所述的一种方解石矿除杂提高白度的工艺，其特征在于:步骤(I)中原矿大块粒度状态下采用洗矿格筛进行洗矿，抛除粒度为l_3mm的含泥杂质矿物。
3.根据权利要求1所述的一种方解石矿除杂提高白度的工艺，其特征在于:步骤(3)中破碎后原矿分级成2-10_不同粒级的入选样品。
4.根据权利要求1所述的一种方解石矿除杂提高白度的工艺，其特征在于:步骤(4)中米用的拣选设备是光电色选机。
5.根据权利要求4所述的一种方解石矿除杂提高白度的工艺，其特征在于:步骤(5)中不同粒级样品采用不同的工艺流程结构，不同粒级样品调整不同的光电色选机工作参数，其中针对_10+5mm的粒级样品光电色选机的给矿量为7_9t/h、识别分别率为0.18-0.25mm、系统识别时间14-16ms、光源波段范围为380-780nm、执行机构气压为0.75-0.85MPa ;其中针对_5+2_的粒级样品光电色选机的给矿量为1.8-3t/h、识别分别率为0.10-0.22_、系统识别时间12-15ms、光源波段范围为380-780nm、执行机构气压为0.65-0.8MPa ;其中针对_2mm粒级样品光电色选机的给矿量为0.45-0.55t/h、识别分别率为0.07-0.09mm、系统识别时间9-llms、光源波段范围为380-780nm、执行机构气压为0.5-0.7MPa。
6.根据权利要求1所述的一种方解石矿除杂提高白度的工艺，其特征在于:步骤(6)中根据不同粒级的选别精度和效果不同得到若干种不同品质的方解石精矿产品。
【文档编号】B03B7/00GK104437830SQ201410611811
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】张成强, 闻建生, 李洪潮, 赵凯, 张红新, 郝小非, 曹三军, 王聚会 申请人:中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所, 河南中利精细化工有限公司