专利名称：一种用提金尾砂制作陶粒的方法
技术领域：
本发明提供了一种金矿提金废弃尾砂的利用方法，属于矿区环保治理领域。更具体的是解决了一种以正长岩为金矿赋存体的矿石，选冶提金形成尾砂的环保治理。
背景技术：
目前，随着矿产资源的开发，选矿造成的尾矿越来越多，尾矿对环境的污染也越来越严重，环保问题也越来越多，尾矿库溃坝也会造成严重灾难，所以尾矿、尾砂的治理与综合开发是非常必要了。为了能够更好的说明本专利的新颖性，以及跨领域、跨专业的独创性，本专利将从尾砂处理和陶粒制作两个技术领域进行说明。在尾砂处理、治理的技术领域中，已知的尾砂(即尾矿，为不致混淆，本专利在以后的描述中均称之为尾砂)的处理方式有三种最为常见的是将尾砂废弃堆放在尾砂库中；优点是尾砂得以保留，今后在选矿、冶炼技术提高后，可以再度进行综合开发，缺点是在尾砂存放中必然造成对环境的污染，同时也存在溃坝，造成灾难的隐患。其二为根据尾砂特性进行综合利用。例如利用炼钢形成的矿渣制造矿渣硅酸盐水泥，利用煤矿废弃的煤矸石制造煅烧高岭土、烧结莫来石，抽取煤层气供生活使用。该方法对环境影响最小，经济效益与社会效益最为显著。本发明就是基于这种思路而产生的。此外，国外期刊还报道了一种将尾砂添加固化剂，回注、填充采矿形成的坑道内的处理方法。国内尚未见相关处理方法的报道。但该方法对地下水的影响还是存在的，而且成本也不低。在尾砂治理的技术领域里，没有见到相似或相同专利的公开与公布。而在陶粒制造的技术领域里，目前通行的方法是以页岩、粉煤灰、粘土为主要原料，然后通过粉碎、混料(加入水、粘接剂、膨化剂、矿化剂、)制球、干燥、煅烧膨化、冷却、筛分等工艺步骤，制成不同粒度、 不同容重的陶粒。其中页岩也可以破碎成粒径为5 20mm的碎石，直接入窑煅烧膨化，然后冷却、分级。制作工艺更为简单。未见有相应的专利公布或公开。但在申请号/专利号为CN200610104453的专利中，公布了一种使用垃圾制造建筑陶粒的方法，该专利描述了一种用垃圾制作建筑陶粒的方法。具体步骤是将各种垃圾通过垃圾分解机分捡、处理；按重量百分比，垃圾碎料植物碎料活化土 = 30 70% 5 20% 10 60%配料、混合、搅拌；研磨垃圾碎料、植物碎料、活化土混合料并喷水5 10%;使用造粒设备制粒；控制温度进行焙烧；冷却、产品分级筛选；检验打包得到一种隔热、保温、防躁、比重小于1，100%浮于水面的建筑陶粒。
本发明专利的出发点与用垃圾、粉煤灰制作陶粒的思路是相似和一致的，即都是基于环保治理，变废物为资源，不同的是本发明侧重于矿区的环保治理，有较强的针对性。
发明内容
黄金在提金选矿的过程中，必须将矿石研磨到200目，以便最大限度的提取黄金， 达到最佳的选矿效果。提取黄金后的尾砂，要用泥浆泵输送到尾矿库存放，经年累月，其数量是惊人的。本专利就是要直接截取，予以综合利用。本发明的陶粒具体的化学组成为SiO2 60 65%、Al2O3 10 20%、！^e2OjFeO 4 8% ；K20+Na20 3 6% ；CaO+MgO 3 5% ；灼失量3 5%。与目前通行的陶粒化学组成稍有区别，目前通行的陶粒的化学组成为= 55% 65%，Al2O3 = 10% 20%、 Fe203+Fe0 = 4%~ 8%, CaO+MgO = 4% 6%、Κ20+Νει20 = 2% 5%、烧失量 3% 5%。首先将提金后的尾砂注入板框滤泥机，进行脱水浓缩，使水分达到20 40% ；然后以干基引入50 80份的尾砂，以干基引入粘土 20 50份，造孔剂3 6份，用轮碾混练均勻。将混练好的泥料用圆盘成球机或挤出机制成直径为5 20mm的球状或棒状坯体， 经过干燥，填入回转窑中，于800 1200°C煅烧膨化，然后经冷却、分级，就可以得到所需粒度及容重的陶粒。本发明所用尾砂的特征是矿物成份应以钾长石、斜长石为主，可以单独含有一种， 也可以同时含有两种，但氧化钾与氧化钠的合量为3 10%，即Κ20+Νει20 = 3 10% ；粒度要小于200目。然而本发明的出发点是对尾砂的再利用，因此并不限定尾砂为长石型，凡是具备Si&+Al203 = 75 85%特征的尾砂、废渣，均可以用来制作陶粒。这样粉煤灰、页岩、煤矸石、粘土、淤泥，也可以全部或部分引入，尤其煤矸石、粘土的引入可以提高氧化铝的含量，对提高陶粒的筒压强度有较大的帮助。当尾砂含水量较大时，需要先予以脱水。脱水方法主要有沉淀、离心脱水、压滤脱水等方法，使尾砂取用水分为20 40% ；脱水尾砂以干基计，引入量为50 80份。脱出水份可以循环使用。本专利所用提金尾砂属于瘠性原料，难于成球，或成球强度较低，所以应加入结合剂。结合剂采用粘土与淤泥。本专利对粘土和淤泥的要求并不苛刻，凡是在矿区附近的高岭土、软质粘土、普通粘土都可以采用，以淤泥为最佳。只要化学成份能够满足Al2O3S 15， SiO2 ^ 55%均可。但不要含有粒径大于0. 5mm的沙砾、卵石等杂质，如果存在，要予以筛除。 粘土与淤泥以干基引入量为20 50份。本发明采用的造孔剂有两类，其一为无机矿物，如石灰石、白云石、软锰矿等碳酸盐，以及黄铁矿、磁铁矿等铁矿物。其二为有机物，如煤炭、谷糠、稻壳。可以是一种，也可以是两种，引入合量为3 6份。混练所用设备可以是轮碾机、捏合机。将混练好的泥料用圆盘成球机制成直径为5 20mm的泥球，也可以用挤出机挤成直径为5 20mm的泥棒，经过干燥，于800 1200°C煅烧膨化，然后经过冷却、分级，可得到所需粒度的陶粒。陶粒坯体的干燥可以采用自然阴干，也可以置入连续式的或者间歇式的干燥器中，进行强制干燥。当所用回转窑为两段式，设有干燥预热段，则可以将制成的泥球、泥棒直接填入窑内进行干燥、煅烧、膨化。既减少了工序，还可以降低了工人的劳动强度。煅烧设备可以采用连续工作的回转窑、机立窑，也可以是间歇式的轮窑、倒焰窑， 以回转窑为最佳。
具体实施例方式1、陶粒配方脱水尾砂50 80份结合粘土20 50份造孔剂3 6份水份15 25份2、制球按配方准确称量各种材料，依次加入轮碾机机中进行混练、捏合，然后用圆盘成球机制成直径为5 20mm的球状陶粒坯体。制球方法并不限定圆盘成球，还可以将在轮碾机中混练好的泥料加入挤出机中， 挤制成直径为5 20mm的泥棒。3、干燥如果所用回转窑为一段式，没有干燥预热段，需将制备好的陶粒坯体干燥，然后填入窑内进行烧胀。干燥可以在自然环境下阴干，也可以置入干燥器中，予以强制快速干燥。 但由于陶粒坯体为实心，所以干燥速率不要太高，以防止造成干燥开裂或坯体外部过早干燥、而内部尚未干燥，造成陶粒坯体在烧成过程中的开裂。如果所用回转窑为两段式，设有独立运转的干燥预热段，则可以直接将制成的泥球填入窑内，使干燥、煅烧膨化均在窑内完成。实现连续生产，并减少用工，降低工人的劳动强度。4、{段烧需要特别注意的是，煅烧制度的制定要合理。根据陶粒的低容重、高强度的要求， 以回转窑实现快速烧成是可行的。烧成制度烧结制度的制定对能否得到需要的陶粒非常关键。烧结温度过低，制成的陶粒不够成熟，抗压强度低，吸水率高，抗冻性能差。烧结温度过高，则容易造成封闭气孔不足，连通气孔太多，导致容重超标，过烧严重时，还会造成强度降低。蒸发期(20 450 0C )在此阶段，坯体中的吸附水、结晶水陆续排出。此阶段，升温速率为10 15°C /min,。还原期050 800°C )此阶段有机结合剂会燃烬挥发，宜快速升温，使陶粒坯体尽快出现液相，封闭有机物的逸出挥发通道，避免有机物的燃尽挥发。此阶段，升温速率为20 30°C /min。氧化期(800 1200°C )此阶段，升温速率为10 20°C /min。
烧成工艺制度如下表
权利要求
1.本发明涉及一种用提取金后的尾砂制作陶粒的方法，其具体化学组成为= 60 65%、A1203 = 10 20%、Fe203+Fe0 = 4 8%;Κ20+Νει20 = 3 6%;Ca0+Mg0 = 3 5% ；灼失量3 5% ；具体方法是将提金后的尾砂脱水浓缩，使水分达到20 40% ；然后以干基引入50 80份的尾砂，以干基引入粘土(或淤泥)20 50份，造孔剂3 6份，混练均勻。
2.根据权利要求1，本发明所用尾砂的矿物成份应以钾长石、斜长石为主，可以单独含有一种，也可以同时含有两种，但氧化钾与氧化钠的合量为3%到10%，即Κ20+Νει20 = 3 10% ；粒度要小于200目。
3.根据权利要求1，尾砂含水量较大时，需要先予以脱水，方法有沉淀、离心脱水、压滤脱水，使尾砂取用水分为20 40% ；脱水尾砂以干基计，引入量为50 80份。
4.根据权利要求1，所用粘土(或淤泥)所含Al2O3^ 15, SiO2 ^ 55%，但不要含有粒径大于0. 5mm的沙砾等杂质；粘土(或淤泥)以干基引入量为20 50份。
5.根据权力要求1，本发明采用的造孔剂有两类，其一为无机矿物，如石灰石、白云石、软锰矿等碳酸盐与黄铁矿、磁铁矿。其二为有机物，如煤炭、谷糠、稻壳。可以是一种， 也可以是两种，引入合量为3 6份。
6.根据权力要求1，混练所用设备可以是轮碾机、捏合机，也可以是练泥机。
7.将混练好的泥料制成直径为5 20mm柱状或球状泥粒，经过干燥，于800 1200°C 煅烧、膨化，然后冷却、分级，可得到所需粒度及容重的陶粒。
8.根据权利要求7，制球所用设备为圆盘成球机或挤出机。
9.根据权利要求7，干燥采用自然阴干，也可以置入连续式的或者间歇式的干燥器中， 进行干燥；也可以直接送入设有干燥预热段的回转窑内，进行干燥、煅烧膨化、冷却等步骤， 制成陶粒。
10.根据权利要求7，煅烧设备可以采用连续工作的回转窑、机立窑、烧结机，最佳为回转窑，煅烧膨化温度为800 1200°C。
全文摘要
本发明涉及一种用提取金后的尾砂制作陶粒的方法，其具体化学组成为SiO2＝60～65％、Al2O3＝10～20％、Fe2O3+FeO＝4～8％；K2O+Na2O＝3～6％；CaO+MgO＝3～5％；灼失量3～5％。具体方法是将提金后的尾砂脱水浓缩，使水分达到20～40％；然后以干基引入50～80份的尾砂，以干基引入粘土(或淤泥)20～50份，造孔剂3～6份，混炼均匀。然后将混练好的泥料制成直径为5～20mm柱状或球状泥粒，经过干燥，于800～1200℃煅烧、膨化，然后冷却、分级，可得到所需粒度及容重的陶粒。
文档编号C04B33/132GK102260090SQ20111009058
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月12日 优先权日2011年4月12日
发明者何冬青, 党建中, 刘建国, 刘成维, 王栋, 胡志强, 赵振深, 陈树清, 魏明辉 申请人:河北省地矿局第三地质大队