本发明涉及金属尾矿循环再利用技术领域,特别涉及一种无废料排放且不用水的利用金属尾矿生产填料的方法。
背景技术:
尾矿是采矿企业在一定技术经济条件下排出的“废弃物”,但同时又是潜在的二次资源,当技术、经济条件允许时,可再次进行有效开发。
据统计,2000年以前,我国矿山产出的尾矿总量为50.26亿吨,其中,铁矿尾矿量为26.14亿吨,主要有色金属的尾矿量为21.09亿吨,黄金尾矿量为2.72亿吨,其他0.31亿吨。2000年我国矿山年排放尾矿达到6亿吨,按此推算,现有尾矿的总量80亿吨左右。显然,尾矿只是放错了地方的资源。
据中国矿业联合会尾矿综合治理办公室估计,我国尾矿潜在价值约1300亿元,其开发利用所带来的将是一本万利的经济效益,具有极大的诱惑力。
在全球矿产资源供应紧张的局势下,全球发达国家发现,矿产资源加工利用后剩下的残渣、尾矿中,蕴含着二次利用的商机。而我国是矿业大国,开发利用好长期累积的大量尾矿,既可“变废为宝”,又可有效缓解资源和环境。
现有技术已公开多种金属尾矿的再利用方法,但是大部分生产过程中需要加入水且再利用后依然会剩下残渣,利用不充分。
技术实现要素:
为了弥补现有技术的不足,本发明提供了一种高效、节能、环保(零排放)的金属尾矿填料的生产方法。
本发明的技术方案为:
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1)将选矿后排放的金属尾矿废渣脱水处理;
2)脱水处理后,研磨得到粉料;
3)对步骤2)所得粉料改性处理,得到金属尾矿填料。
作为优选方案,所述金属尾矿为铁尾矿、黄金尾矿、锡尾矿、铜尾矿、镍尾矿、钛尾矿、钒尾矿。这些金属尾矿易于改性,且所得填料性质优异。
作为优选方案,步骤1)中采用脱水机进行脱水,脱水完毕后再将废渣送入烘干机进行烘干,干燥至废渣中含水量为8%以下。干燥至含水量8%以下,便于磨成超细粉末。
作为优选方案,步骤2)中采用磨机对废渣进行粉磨,得到1000-6000目的粉料。粒度在1000-12000目范围内,所得填料用途广泛,且性能优异。
作为优选方案,步骤2)得到粉料后,进行分级处理,得到不同粒度的粉料。进行分级处理,得到不同粒度的粉料,经改性后得到不同粒度的填料。不同粒度的填料性能不同、价格不同、用途不同,进一步增加本发明所得填料的价值。
作为优选方案,步骤3)中,对粉料改性处理所用改性剂为聚酞酸丁脂、乙酰丙酮铝、乙酰丙酮钛、铝钛复合偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、苯果酸、硬脂酸中的至少一种。
进一步地,步骤3)中,对粉料改性处理所用改性剂为苯果酸和硬脂酸。改性剂采用苯果酸和硬脂酸,所得填料的力学性能和加工性能好。
进一步地,苯果酸和硬脂酸的质量比为1:5-5:1。该比例范围内,所得填料的力学性能和加工性能更好。更有选地,苯果酸和硬脂酸的质量比为1:3。该比例范围内,所得填料的力学性能和加工性能最好。
作为优选方案,步骤3)中改性处理前,将粉料加热至90-150℃,改性剂的质量为粉料质量的0.5%-10%,改性剂与粉料的反应时间为20-100分钟。优选的,改性剂的质量为粉料质量的2%-6%,改性剂与粉料的反应时间为30-40分钟。
采用所述金属尾矿填料的生产方法所得金属尾矿填料在橡胶制品、造纸行业、油漆涂料、陶瓷制品、注塑与挤塑制品中的应用。
本发明所得填料用于橡胶制品中,采用本发明所得填料代替重钙,并加入偶联剂(钛酸和铝酸偶联剂)。
本发明所得填料用于塑料制品,主要适于PVC软硬制品、PP、PE、尼龙制品的生产加工。填料在塑料制品中的添加比例可以为1:1-1:3,大大节约了聚乙烯,聚丙烯,聚录乙烯的使用量,从而起到了体质降价的效果。
本发明的有益效果为:
本发明实现了金属尾矿的超细加工到表面改性的一体化,简化了工艺流程,实现了金属尾矿的综合利用,是矿产资源得到充分利用和保护生态环境的需要。
本发明生产过程为无水处理过程,并且生产过程中无泄漏,实现了零排放,对环境无污染;金属尾矿的该种利用方法,处理速度快,效率高,环保节能。
本发明所得金属尾矿填料对塑制品起到提质降价的功能,金属尾矿是天然合成的复合成分的组合体,人工合成很难达到这种多元素组成的金属矿粉。
本发明所得金属尾矿填料应用领域广泛,使用范围广;应用领域包括橡胶制品行业、造纸行业、油漆,涂料行业、陶瓷制品行业以及所有塑料的注塑与挤塑制品行业,包括:管材,板材,塑料箱体,桶体,盆体,塑料薄膜,管件制品,门窗料及其他塑料制品。
1.本发明所制得的填料在橡胶制品行业,可以代替重钙,提高橡胶制品的耐腐蚀性、耐抗击能力、耐磨性以及抗老化能力,进而极大地增加橡胶制品的寿命。
2. 本发明所制得的填料用在造纸过程,可以提高纸张的硬度抗老化能力。
3. 本发明所制得的填料用在油漆、涂料领域,可以提高油漆、涂料的流平性、光泽度、抗老化能力,进而延长了油漆、涂料的使用寿命。
4. 本发明所制得的填料在塑料制品的应用中代替钙粉,填料在塑料制品中的添加比例可以为1:1-1:3,大大节约了聚乙烯,聚丙烯,聚氯乙烯的使用量,从而起到了体质降价的效果。
具体实施方式
实施例1
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1.脱水烘干:将选矿后排放的铁尾矿废渣,通过带式污泥脱水机进行脱水处理,脱水完毕后,将铁尾矿废渣送入烘干机进行烘干,干燥程度达到含水率6;
2.研磨:将粉体送入撞击式立磨机进行超细粉磨,得到1000-6000目超细粉料;
3.分级:采用气流分级机对物料进行分级,得到1000目、1250目、1500目、2000目、3000目、4500目、6000目不同级别的超细粉料;
4.改性:将粉料装入改性机中加热使其温度达到110℃,然后加入改性剂进行改性,改性保温时间为30分钟;其中,改性剂为苯果酸和硬脂酸按照重量比1:3混合所得混合物;改性剂的质量为粉料质量的5%。
实施例2
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1.脱水烘干:将选矿后排放的黄金尾矿废渣,通过带式污泥脱水机进行脱水处理,脱水完毕后,将黄金尾矿废渣送入烘干机进行烘干,干燥程度达到含水率7;
2.研磨:将粉体送入撞击式立磨机进行超细粉磨,得到2000-5000目超细粉料;
3.分级:采用气流分级机对物料进行分级,得到2000目、2500目、3000目、3500目、4000目、4500目、5000目不同级别的超细粉料;
4.改性:将粉料装入改性机中加热使其温度达到120℃,然后加入改性剂进行改性,改性保温时间为35分钟;其中,改性剂为苯果酸和硬脂酸按照重量比1:3混合所得混合物;改性剂的质量为粉料质量的3%。
实施例3
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1.脱水烘干:将选矿后排放的钒尾矿废渣,通过带式污泥脱水机进行脱水处理,脱水完毕后,将钒尾矿废渣送入烘干机进行烘干,干燥程度达到含水率4;
2.研磨:将粉体送入撞击式立磨机进行超细粉磨,得到1500-6000目超细粉料;
3.分级:采用气流分级机对物料进行分级,得到1500目、1750目、2000目、3000目、4000目、5000目、6000目不同级别的超细粉料;
4.改性:将粉料装入改性机中加热使其温度达到100℃,然后加入改性剂进行改性,改性保温时间为40分钟;其中,改性剂为苯果酸和硬脂酸按照重量比1:3混合所得混合物;改性剂的质量为粉料质量的4%。
实施例4
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1.脱水烘干:将选矿后排放的钛尾矿废渣,通过带式污泥脱水机进行脱水处理,脱水完毕后,将钛尾矿废渣送入烘干机进行烘干,干燥程度达到含水率6;
2.研磨:将粉体送入撞击式立磨机进行超细粉磨,得到1000-6000目超细粉料;
3.分级:采用气流分级机对物料进行分级,得到1000目、1250目、1500目、2000目、3000目、4500目、6000目不同级别的超细粉料;
4.改性:将粉料装入改性机中加热使其温度达到130℃,然后加入改性剂进行改性,改性保温时间为40分钟;其中,改性剂为苯果酸和硬脂酸按照重量比1:3混合所得混合物;改性剂的质量为粉料质量的3%。
实施例5
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1.脱水烘干:将选矿后排放的锡尾矿废渣,通过带式污泥脱水机进行脱水处理,脱水完毕后,将锡尾矿废渣送入烘干机进行烘干,干燥程度达到含水率3;
2.研磨:将粉体送入撞击式立磨机进行超细粉磨,得到1000-6000目超细粉料;
3.分级:采用气流分级机对物料进行分级,得到1000目、1250目、1500目、2000目、3000目、4500目、6000目不同级别的超细粉料;
4.改性:将粉料装入改性机中加热使其温度达到120℃,然后加入改性剂进行改性,改性保温时间为45分钟;其中,改性剂为苯果酸和硬脂酸按照重量比1:3混合所得混合物;改性剂的质量为粉料质量的2%。
实施例6
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1.脱水烘干:将选矿后排放的铜尾矿废渣,通过带式污泥脱水机进行脱水处理,脱水完毕后,将铜尾矿废渣送入烘干机进行烘干,干燥程度达到含水率6;
2.研磨:将粉体送入撞击式立磨机进行超细粉磨,得到1000-6000目超细粉料;
3.分级:采用气流分级机对物料进行分级,得到1000目、1250目、1500目、2000目、3000目、4500目、6000目不同级别的超细粉料;
4.改性:将粉料装入改性机中加热使其温度达到140℃,然后加入改性剂进行改性,改性保温时间为20分钟;其中,改性剂为苯果酸和硬脂酸按照重量比1:3混合所得混合物;改性剂的质量为粉料质量的6%。
实施例7
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1.脱水烘干:将选矿后排放的镍尾矿废渣,通过带式污泥脱水机进行脱水处理,脱水完毕后,将镍尾矿废渣送入烘干机进行烘干,干燥程度达到含水率6;
2.研磨:将粉体送入撞击式立磨机进行超细粉磨,得到1000-6000目超细粉料;
3.分级:采用气流分级机对物料进行分级,得到1000目、1250目、1500目、2000目、3000目、4500目、6000目不同级别的超细粉料;
4.改性:将粉料装入改性机中加热使其温度达到90℃,然后加入改性剂进行改性,改性保温时间为60分钟;其中,改性剂为苯果酸和硬脂酸按照重量比1:3混合所得混合物;改性剂的质量为粉料质量的5%。
实施例8
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1.脱水烘干:将选矿后排放的黄金尾矿废渣,通过带式污泥脱水机进行脱水处理,脱水完毕后,将黄金尾矿废渣送入烘干机进行烘干,干燥程度达到含水率3;
2.研磨:将粉体送入撞击式立磨机进行超细粉磨,得到1000-6000目超细粉料;
3.分级:采用气流分级机对物料进行分级,得到1000目、1250目、1500目、2000目、3000目、4500目、6000目不同级别的超细粉料;
4.改性:将粉料装入改性机中加热使其温度达到130℃,然后加入改性剂进行改性,改性保温时间为50分钟;其中,改性剂为苯果酸和硬脂酸按照重量比3:1混合所得混合物;改性剂的质量为粉料质量的8%。
实施例9
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1.脱水烘干:将选矿后排放的铁尾矿废渣,通过带式污泥脱水机进行脱水处理,脱水完毕后,将铁尾矿废渣送入烘干机进行烘干,干燥程度达到含水率8;
2.研磨:将粉体送入撞击式立磨机进行超细粉磨,得到1000-6000目超细粉料;
3.分级:采用气流分级机对物料进行分级,得到1000目、1250目、1500目、2000目、3000目、4500目、6000目不同级别的超细粉料;
4.改性:将粉料装入改性机中加热使其温度达到120℃,然后加入改性剂进行改性,改性保温时间为30分钟;其中,改性剂为苯果酸和硬脂酸按照重量比5:1混合所得混合物;改性剂的质量为粉料质量的1.5%。
实施例10
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1.脱水烘干:将选矿后排放的铁尾矿废渣,通过带式污泥脱水机进行脱水处理,脱水完毕后,将铁尾矿废渣送入烘干机进行烘干,干燥程度达到含水率5;
2.研磨:将粉体送入撞击式立磨机进行超细粉磨,得到1000-6000目超细粉料;
3.分级:采用气流分级机对物料进行分级,得到1000目、1250目、1500目、2000目、3000目、4500目、6000目不同级别的超细粉料;
4.改性:将粉料装入改性机中加热使其温度达到100℃,然后加入改性剂进行改性,改性保温时间为60分钟;其中,改性剂为苯果酸和硬脂酸按照重量比4:1混合所得混合物;改性剂的质量为粉料质量10%。
实施例11
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1.脱水烘干:将选矿后排放的铜尾矿废渣,通过带式污泥脱水机进行脱水处理,脱水完毕后,将铜尾矿废渣送入烘干机进行烘干,干燥程度达到含水率6;
2.研磨:将粉体送入撞击式立磨机进行超细粉磨,得到1000-6000目超细粉料;
3.分级:采用气流分级机对物料进行分级,得到1000目、1250目、1500目、2000目、3000目、4500目、6000目不同级别的超细粉料;
4.改性:将粉料装入改性机中加热使其温度达到130℃,然后加入改性剂进行改性,改性保温时间为80分钟;其中,改性剂为苯果酸和硬脂酸按照重量比2:1混合所得混合物;改性剂的质量为粉料质量的12%。
实施例12
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1.脱水烘干:将选矿后排放的锡尾矿废渣,通过带式污泥脱水机进行脱水处理,脱水完毕后,将锡尾矿废渣送入烘干机进行烘干,干燥程度达到含水率6;
2.研磨:将粉体送入撞击式立磨机进行超细粉磨,得到1000-6000目超细粉料;
3.分级:采用气流分级机对物料进行分级,得到8000目、8250目、8500目、9000目、10000目、11000目、12000目不同级别的超细粉料;
4.改性:将粉料装入改性机中加热使其温度达到110℃,然后加入改性剂进行改性,改性保温时间为40分钟;其中,改性剂为苯果酸和硬脂酸按照重量比1:2混合所得混合物;改性剂的质量为粉料质量的5%。
实施例13
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1.脱水烘干:将选矿后排放的铁尾矿废渣,通过带式污泥脱水机进行脱水处理,脱水完毕后,将铁尾矿废渣送入烘干机进行烘干,干燥程度达到含水率6;
2.研磨:将粉体送入撞击式立磨机进行超细粉磨,得到1000-6000目超细粉料;
3.分级:采用气流分级机对物料进行分级,得到1000目、1250目、1500目、2000目、3000目、4500目、6000目不同级别的超细粉料;
4.改性:将粉料装入改性机中加热使其温度达到110℃,然后加入改性剂进行改性,改性保温时间为30分钟;其中,改性剂为聚酞酸丁脂和乙酰丙酮铝按照重量比3:2混合所得混合物;改性剂的质量为粉料质量的5%。
实施例13与实施例1的区别仅在于:改性剂由苯果酸和硬脂酸替换为聚酞酸丁脂和乙酰丙酮铝。
实施例14
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1.脱水烘干:将选矿后排放的铁尾矿废渣,通过带式污泥脱水机进行脱水处理,脱水完毕后,将铁尾矿废渣送入烘干机进行烘干,干燥程度达到含水率6;
2.研磨:将粉体送入撞击式立磨机进行超细粉磨,得到1000-6000目超细粉料;
3.分级:采用气流分级机对物料进行分级,得到1000目、1250目、1500目、2000目、3000目、4500目、6000目不同级别的超细粉料;
4.改性:将粉料装入改性机中加热使其温度达到110℃,然后加入改性剂进行改性,改性保温时间为30分钟;其中,改性剂为铝钛复合偶联剂;改性剂的质量为粉料质量的5%。
实施例14与实施例1的区别仅在于:改性剂由苯果酸和硬脂酸替换为铝钛复合偶联剂。
实施例15
一种金属尾矿填料的生产方法,包括步骤:
1.脱水烘干:将选矿后排放的铁尾矿废渣,通过带式污泥脱水机进行脱水处理,脱水完毕后,将铁尾矿废渣送入烘干机进行烘干,干燥程度达到含水率6;
2.研磨:将粉体送入撞击式立磨机进行超细粉磨,得到1000-6000目超细粉料;
3.分级:采用气流分级机对物料进行分级,得到1000目、1250目、1500目、2000目、3000目、4500目、6000目不同级别的超细粉料;
4.改性:将粉料装入改性机中加热使其温度达到110℃,然后加入改性剂进行改性,改性保温时间为30分钟;其中,改性剂为钛酸酯偶联剂按照重量比1:3混合所得混合物;改性剂的质量为粉料质量的5%。
实施例15与实施例1的区别仅在于:改性剂由苯果酸和硬脂酸替换为钛酸酯偶联剂。
将实施例1、实施例13、实施例14和实施例15所得填料分别用于塑料制品加工中,其中实施例1所得填料的力学性能和加工性能最好。