一种宝石加工生产尾料综合利用的方法与流程

本发明属于宝石加工
技术领域：
，具体地说，涉及一种宝石加工生产尾料综合利用的方法。
背景技术：
：矿物宝石是一种特殊的矿产资源，在自然界中是不可多得、不可再生的宝贵资源，它的文化属性远大于其资源属性，属于一种具有特殊文化价值的矿产资源。由于其价值高，加工经营均能产生较好的效益，目前国内大多数宝石企业仍滞留在小规模粗加工阶段，各地大量家庭式作坊均呈集散型存在，如广东博罗就集散了1000多小型宝石加工厂，多的时候有3000多家，全国现共有类似宝石加工集散地20多处。加工原料主要有玛瑙、透明石英石和各种带色杂石(包括东陵石、红石等杂石)，加工工艺主要有石料切割(加切割油和不加切割油)、切割定型、磨珠、钻孔、染色、抛光等工序，长期以来，由于宝石加工尾料存在分散处理难的行业问题，在加工过程中产生的尾料到处乱倒，没有进行环保处理，尾料不仅没有合理利用，造成资源浪费，而且还严重污染环境。有鉴于此特提出本发明。技术实现要素：本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种宝石加工生产尾料综合利用的方法，为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种宝石加工生产尾料综合利用的方法，包括以下步骤：步骤1，将宝石加工的边角尾料用振动筛进行一级筛分；步骤2，一级筛分后，粒径大于16mm的用碎矿机粉碎后进行步骤1，粒径小于等于16mm的进入下一步骤；步骤3，用机械搅拌器擦洗30min，擦洗后用振动筛进行二级筛分；步骤4，二级筛分后，得到不同粒径的成品和-0.125mm粒级筛下产品，成品为人造石英石原料。进一步地，所述步骤4包括：步骤41，二级筛分后，粒径大于0.125mm的作为成品，粒径小于等于0.125mm筛下产品作为泥浆料并进入下一步骤；步骤42，将泥浆料进行三级筛分；步骤43，三级筛分后，粒径大于0.74mm的用磨机磨矿后进行步骤42，粒径小于等于0.74mm的进入下一步骤；步骤44，得到工艺陶瓷原料和陶粒原料。进一步地，所述步骤44为：将粒径小于等于0.74mm泥浆料进行磁选，得到磁性产品、非磁性产品。进一步地，还包括步骤45：将非磁性产品进入微细泥摇床重选，除去重矿物及杂质泥，得到工艺陶瓷原料；重矿物及杂质泥与步骤44中磁性产品合并成一个混合产品，作为陶粒原料产品。进一步地，所述磁选包括第一次磁选、第二次磁选，且二者的磁场强度分别为0.8t、1.0t。进一步地，步骤3中擦洗的擦洗浓度为55％。进一步地，所述步骤4中人造石英石原料的成品率为90％左右。进一步地，所述工艺陶瓷原料的产出率为74％－85％。采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。本发明通过多次筛分筛选，将边角料粗粒尾料重新分级利用，可大量产出sio2含量较高的多粒级石英原料产品，各粒级产品产出率高达90％左右，烘干后可直接作为石英产品原材料，还可根据客户不同粒度需求筛分成满足客户要求的多种粒级产品；泥浆料尾料还通过磨矿、分级、磁选和重选分选除杂，产出74％－85％的工艺陶瓷原料产品，并产出少量的fe2o3等产品，作为陶粒原料。本发明将宝石加工中的尾料充分细化，并合理利用，既能节约资源，减少矿产浪费，又能避免对环境造成不良影响，绿色环保。下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。附图说明附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：图1为本发明实施例中边角料综合利用流程示意图；图2为本发明实施例中泥浆料综合利用流程示意图；图3为本发明一实施例流程示意图；图4为本发明又一实施例流程示意图；图5为本发明实施例中石英石边角料x衍射分析结果图；图6为本发明实施例中玛瑙边角料x衍射分析结果图；图7为本发明实施例中杂石边角料x衍射分析结果图。需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“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。在本发明的描述中，需要说明的是，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。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。实施例以惠州为例，惠州宝石加工厂主要分布于惠州四角楼地区，该地区加工厂宝石矿物主要有玛瑙类、石英石类和杂石三大类型，宝石切割过程中有水切割和加切割油切割两种工艺。经过实地勘查和充分调研，确定本次试验样具体采集点为水尾村、塘上村、塘佛村、田心村、金河旧工业厂区、东坑、小金村柏江布等具有代表性的多家宝石加工厂尾料及废水临时存放点或沉淀池。共采集了三种类型边角料(玛瑙石、石英石、杂石边角料)，每个尾料分别采集40kg左右。采自多个取样点边角料按石英石、玛瑙和杂石(包括东陵石、红石和混合杂石)三种类型边角料分别处理：1)石英石边角料试验样：分别从水尾村、小金村和柏江布宝石加工厂各采集石英石边角料约40kg，粒度范围5～60mm，按1︰1︰1重量混合均匀作为本次试验石英石边角料试验样。2)玛瑙边角料试验样：分别从塘佛村和田心村宝石加工厂各采集玛瑙边角料约40kg，粒度范围5～60mm，按1︰1重量混合均匀作为本次试验玛瑙边角料试验样。3)杂石边角料试验样：由于杂石边角料具有种类较多、宝石矿物颜色差别大、量少的特点，本次试验仅仅对采自塘上村宝石加工厂的东陵石和采自金河旧工业厂房内宝石加工厂的红石两种相对较多的边角料单独进行处理，其余采自柏江布宝石加工厂和东坑建筑材料厂的多种杂石边角料全部合在一起混合均匀作为本次试验混合杂石边角料试验样。每个点均采集杂石边角料约40kg，粒度范围5～60mm。1、石英石对石英石边角料试验样进行了x荧光半定量分析，根据边角料x荧光半定量分析结果，进行了多元素化学分析及x衍射分析，其分析结果见表1-1、表1-2。表1-1石英石边角料x荧光半定量分析结果元素fe2o3sio2na2omgoal2o3p2o5cu含量(％)0.0599.030.060.080.460.050.007元素so3clk2ocaocrrb/含量(％)0.070.030.100.060.0070.003/表1-2石英石边角料多元素分析结果元素fe2o3sio2na2oal2o3p2o5含量(％)0.0598.450.130.35﹤0.05元素sclsrcr/含量(％)﹤0.05﹤0.05﹤0.01﹤0.005/表1-1、表1-2分析结果表明，石英石边角料中sio2含量达98.45％，杂质较少，仅含少量的na2o和al2o3，其次含微量的fe2o3。见下图5：石英石边角料x衍射分析结果图，x衍射分析结果表明石英石中主要成分为石英，质地较纯，含极少量长石。宝石加工过程中产生的石英石边角料纯度较高，其中二氧化硅大于98％，fe2o3很低(0.05％)，其它含杂质含量也很少；粒度范围在4～60mm之间，基本没有大块料。因此，只需通过破碎、筛分、水洗脱泥、筛分分级简单工艺流程，可在低成本下加工成价值相对较高的人造石英石原料。参见附图1，通过碎矿和检查筛分，把边角料碎至－16mm以下，然后在55％擦洗浓度下在机械搅拌器中擦洗30min，借助机械力和砂粒间的磨剥力进一步擦碎易碎的石英矿物集合体，除去石英砂表面的薄膜铁、粘结及泥性杂质矿物，再经分级作业达到进一步提纯石英砂的效果。脱泥后的石英砂通过多层振动筛筛分，可加工成不同粒级的石英砂产品。石英石边角料碎矿－分级－筛分流程试验结果见表1-3和表1-4。表1-3石英石边角料碎矿－分级－筛分流程试验结果1表1-4石英石边角料碎矿－分级－筛分流程试验结果2粒级(mm/mm)-16+8-8+4-4+2-2+0.71-0.71+0.125-0.125合计产出率(％)32.7325.4710.219.8313.428.34100.00表1-3和表1-4试验结果表明，石英石边角料通过碎矿—分级—筛分流程，可产出sio2含量均大于99％的多粒级石英砂产品，各粒级产品产出率合计为91.66％，烘干后可直接出售，该产品还可根据客户不同粒度需求进行二次筛分分成满足客户要求的粒级产品。加工过程中产生的细粒泥中sio2含量大于85％，fe2o3含量0.51％，其产出率为8.34％，可做为泥浆料进一步综合利用。对石英砂－16+0.125mm粒级产品进行产品分析，其分析结果见表1-5。表1-5石英砂产品分析结果1表1-5分析结果显示，该石英砂产品各项指标均满足人造石英石原料要求。2、玛瑙对玛瑙边角料试验样进行了x荧光半定量分析，根据边角料x荧光半定量分析结果，进行了多元素化学分析及x衍射分析，其分析结果见表2-1、表2-2。表2-1玛瑙边角料x荧光半定量分析结果表2-2玛瑙边角料多元素分析结果元素fe2o3sio2mgoal2o3k2ocaosclp2o5含量(％)0.3796.670.060.370.090.39﹤0.05﹤0.05﹤0.05表2-1、2-2化学分析结果表明，玛瑙边角料中sio2含量为96.67％，杂质元素有少量的fe2o30.37％、cao0.39％和al2o30.37％，其它杂质元素含量微量。见下图6：玛瑙边角料x衍射分析结果图，衍射分析结果以及结合显微镜下分析，玛瑙边角料中主要矿物为石英，石英矿物含量为99％，其它少量矿物有1％的方解石，0.5％的绿泥石。宝石加工过程中产生的玛瑙边角料，杂质含量较少，粒度范围在4～60mm之间，基本没有大块料。可利用玛瑙宝石本身花纹美观的特性，采用附图1流程，破碎、筛分、水洗脱泥、筛分分级加工流程，生产出多种粒级的玛瑙产品，用于人造石英石原料或装饰材料。通过检查筛分和碎矿，把边角料粉碎至－16mm以下，然后在55％擦洗浓度下在机械搅拌器中擦洗30min，除去粉碎颗粒表面粘结和泥性杂质矿物，再经分级作业分出微细粒泥。脱泥后的碎矿颗粒通过多层振动筛筛分，可加工成不同粒级的玛瑙产品。玛瑙边角料碎矿－分级－筛分流程试验结果见表2-3和表2-4。表2-3玛瑙边角料碎矿－分级－筛分流程试验结果1表2-4玛瑙边角料碎矿－分级－筛分流程试验结果2粒级(mm/mm)-16+8-8+4-4+2-2+0.71-0.71+0.125-0.125合计产出率(％)46.2927.2113.139.172.911.29100.00表2-3和表2-4试验结果表明，玛瑙边角料通过碎矿—分级—筛分流程，可产出sio2含量均大于95％的多粒级玛瑙砂产品，各粒级产品产出率合计为98.71％，烘干后可直接出售，该产品还可根据客户不同粒度需求进行二次筛分分成满足客户要求的粒级产品。加工过程中产生的细粒泥中sio2含量为82.13％，fe2o3含量1.90％，其产出率为1.29％，可做为泥浆料进一步综合利用。对玛瑙－16+0.125mm粒级产品进行产品分析，其分析结果见表3-11。表3-11玛瑙产品分析结果产品分析结果显示，该玛瑙产品各项指标均满足人造石英石原料行业要求。3、杂石由于杂石种类多、量少，以后生产上每种杂石单独处理成本高，流程配置难度大，因此，本试验将除石英石、玛瑙以外的其它宝石边角料合并在一起混合均匀后，作为杂石试验样。对杂石边角料进行了x荧光半定量分析，分析结果见表3-1。表3-1杂石边角料荧光半定量分析结果元素fe2o3sio2na2omgoal2o3p2o5含量(％)4.7481.714.460.105.480.03元素so3k2ocaocucrmn含量(％)0.350.171.240.010.010.05元素nibafclsrti含量(％)0.010.350.141.110.04/表3-2杂石边角料多元素分析结果根据边角料x荧光半定量分析结果，进行了多元素化学分析，其分析结果见表3-2。元素fe2o3sio2na2omgoal2o3s含量(％)4.6582.074.370.085.390.25元素clk2ocaobaf/含量(％)0.980.181.260.350.14/表3-1和表3-2结果均表明，杂石中元素成份较复杂，由于宝石加工厂杂石边角料种类不稳定，成分组成也相对不稳定，矿物定量分析，意义不大。因此，本试验仅在显微镜下对杂石进行了矿物组成定性分析。见图7，杂石边角料x衍射分析结果和显微镜鉴定表明，杂石边角料中矿物有石英、玉髓、含针状金红石的石英、方钠石、方解石、赤铁矿、针铁矿、碳化硅等。宝石加工过程中产生的杂石边角料，粒度范围在4～60mm之间，基本没有大块料。可利用各种宝石本身美观的特性，采用附图1流程，破碎、筛分、水洗脱泥、筛分分级工艺流程，生产出多种粒级的杂石砂产品，用于人造石英石原料或装饰材料。通过检查筛分和碎矿，把边角料粉碎至－16mm以下，然后在55％擦洗浓度下在机械搅拌器中擦洗30min，除去粉碎颗粒表面粘结和泥性杂质矿物，再经分级作业分出微细粒泥。脱泥后的碎矿颗粒通过多层振动筛筛分，可加工成不同粒级的杂石砂产品。杂石边角料碎矿－分级－筛分流程试验结果见表3-3和表3-4。表3-3杂石边角料碎矿－分级－筛分流程试验结果1表3-4杂石边角料碎矿－分级－筛分流程试验结果2粒级(mm/mm)-16+8-8+4-4+2-2+0.71-0.71+0.125-0.125合计产出率(％)43.6128.4012.868.095.171.87100.00表3-3和表3-4试验结果表明，杂石边角料通过碎矿—分级—筛分流程，可产出sio2含量均大于80％的多粒级杂石砂产品，各粒级产品产出率合计为98.12％，烘干后可直接出售，该产品还可根据客户不同粒度需求进行二次筛分分成满足客户要求的粒级产品。加工过程中产生的细粒泥中sio2含量为47.62％，fe2o3含量10.39％，产出率为1.88％，可做为泥浆料进一步综合利用。对杂石砂－16+0.125mm粒级产品进行产品分析，其分析结果见表3-5。表3-5杂石砂产品分析结果项目il灼减al2o3sio2fe2o3cao含量(％)8.904.6682.734.541.21项目k2ona2otio2mgo/含量(％)0.154.26<0.010.05/该产品仅通过破碎、洗矿、分级和筛分作业加工，没有破坏其宝石本身构造，可利用宝石特性作为人造石英石原料。4、三种泥浆料对石英石、玛瑙和杂石泥浆料分别进行了x荧光半定量分析，其分析结果见表4-1、表4-2和表4-3。表4-1石英石泥浆料x荧光半定量分析结果元素fe2o3sio2na2oal2o3p2o5含量(％)0.7898.470.100.240.04元素so3clk2ocaoni含量(％)0.080.060.070.150.02表4-2玛瑙泥浆料x荧光半定量分析结果元素fe2o3sio2na2omgoal2o3p2o5crni含量％0.2099.180.060.040.230.010.010.02元素so3clk2ocaotimnsr/含量％0.020.010.040.160.010.0030.001/表4-3杂石泥浆料荧光半定量分析结果元素fe2o3sio2na2omgoal2o3p2o5含量(％)3.6582.542.870.085.230.02元素so3k2ocaocucrmn含量(％)0.310.143.560.020.010.04元素nibafclsrti含量(％)0.010.340.121.030.03/根据三种泥浆料x荧光半定量分析结果，分别对石英石、玛瑙和杂石泥浆料进行了多元素化学分析，其分析结果见表4-4、表4-5和表4-6。表4-4石英石泥浆料多元素化学分析结果元素fe2o3sio2na2onial2o3p2o5sclk2ocao含量(％)0.7297.840.090.020.230.040.070.050.060.14表4-4分析结果表明，石英石泥浆料中主要成分为sio2其含量为97.84％，杂质元素主要有少量的fe2o3、al2o3和cao，其它元素呈微量。矿物组成和石英石边角料中矿物相似，主要有石英和赤铁矿。表4-5玛瑙泥浆料多元素分析结果元素fe2o3sio2na2otial2o3p2o5sclk2ocao含量(％)0.1996.990.050.010.220.010.020.010.040.15表4-5化学分析结果表明，玛瑙泥浆料中sio2含量为96.99％，杂质元素有少量的fe2o30.19％、cao0.15％和al2o30.22％，其它杂质元素含量微量。矿物组成和玛瑙边角料中矿物相似，主要有石英、方解石和绿泥石。表4-6杂石泥浆料多元素分析结果元素fe2o3sio2na2omgoal2o3p2o5含量(％)3.5482.342.370.095.890.01元素sk2ocaobafcl含量(％)0.110.163.430.290.110.89表4-6化学分析结果表明，杂石泥浆料中杂质元素含量及种类明显多于石英石和玛瑙泥浆，sio2含量为82.34％，杂质元素fe2o33.54％、na2o2.37％、cao3.43％和al2o35.89％，其它杂质元素还含有少量的s、k2o、ba、cl和f。其矿物组成和杂石边角料中矿物相似，主要有石英、玉髓、含针状金红石石英、方解石、方钠石等。采用筛分和水析方法对三种泥浆料分别进行了粒度分析，粒度分析结果见表4-7、表4-8、表4-9。表4-7石英石泥浆料粒度分析结果表4-8玛瑙泥浆料粒度分析结果表4-9杂石泥浆料粒度分析结果三种泥浆料粒度均在－0.71mm以下；其中－0.074mm粒级占有率分别为石英石泥浆料62.48％、玛瑙泥浆88.53％、杂石泥浆92.80％，石英石泥浆粒度相对较粗，杂石泥浆粒度相对较细；三种泥浆－0.005mm微细粒级泥占有率均在15％左右。三种泥浆料中主要成份sio2含量均在80％以上，大部分粒度均在－0.074mm以下，主要杂质均为少量的铁矿物，其次有少量的重矿物杂质和烧陶时显色的轻矿物杂质等。通过除杂后主要产品有可能用于工艺陶瓷原料。根据三种泥浆料性质特点，可采用高梯度磁选机磁选除去泥浆料中的磁性矿物，非磁产品再通过微细泥摇床脱去泥浆中少量的重矿物和轻矿物杂质。泥浆料综合利用加工流程见附图2。采用附图2工艺流程分别对三种泥浆料进行除杂试验，泥浆料先通过分级，分选出+0.074mm粒级砂打入磨机进行磨矿，把粗粒砂磨至－0.074mm满足陶瓷原料粒度要求，－0.074mm粒级料合并一起进入磁选除铁作业，分别在0.8t和1.0t磁场强度条件下通过二次磁选除去磁性物后的非磁性产品，再进入微细泥摇床重选除去少量重矿物和杂质泥。三种泥浆磨矿－分级－磁选—重选流程试验结果见表4-10。表4-10石英石泥浆料磨矿－分级－磁选—重选流程试验结果表4-10结果表明，泥浆料通过磨矿－分级－磁选—重选流程除杂后，去除80％左右的磁性物后，石英石和玛瑙泥浆均可得到产出率为86％、sio2含量为98％左右的较纯石英产品，石英产品可用于工艺陶瓷原料或人造石英石原料；磁选和重选分选出的磁性物、重矿物和泥合在一起，作为一个混合产品，可制成陶粒产品出售。杂石泥浆通过以上流程处理后，可分选出96.44％左右的铁，但所得石英产品sio2含量只达到85.67％，可用于水泥用硅质原料，杂质混合产品可制成陶粒产品出售。以后生产中，杂石泥浆也可不通过以上磁选和重选工艺流程处理，利用本身泥浆多彩特性仅通过磨矿分级后直接用于陶粒原料。对各产品进行产品分析，分析结果见表4-11、表4-12，对照附表1和附表2成份要求，石英石泥浆和玛瑙泥浆石英产品满足日用陶瓷用石英产品化学成份要求；杂石泥浆料石英产品符合水泥用硅质原料品质要求；混合产品可作为陶粒原料。表4-11三种泥浆料石英产品分析结果石英石泥浆产品玛瑙泥浆产品杂石泥浆产品il灼减0.751.9110.76fe2o30.160.040.17sio298.6497.3685.67al2o30.120.075.21cao0.030.054.35mgo0.010.0060.07k2o0.070.020.15na2o0.020.052.11tio2<0.010.01<0.01烧成白度(1200℃)86.187.284.0表4-12三种泥浆料混合产品分析结果附表1日用陶瓷用石英产品化学成份要求附表2水泥用硅质原料对矿石的品质要求根据本次试验结果，石英和玛瑙加工尾料的综合利用生产工艺采用附图3所示工艺流程。由于杂石加工尾料组成较复杂，成份相对变动较大，色差也较大，采用附图3工艺流程处理后，难以获得性价比较高的较纯石英砂产品，以后生产上可单独建一个系列，仅采用破碎、筛分、磨矿、分级等更简单工艺流程专门处理杂石加工尾料，更经济实惠，因此，杂石加工尾料的综合利用生产工艺采用附图4所示工艺流程。本实施例针对不同宝石，多次筛分筛选，将尾料重新分级利用，可大量产出sio2含量较高的多粒级石英原料产品，各粒级产品产出率高，烘干后可直接作为石英产品原材料，还可根据客户不同粒度需求筛分成满足客户要求的多种粒级产品，同时，还通过磁选分选除杂，产出少量的fe2o3等产品，作为陶粒原料，本发明将宝石加工中的尾料充分细化，并合理利用，既能节约资源，减少矿产浪费，又能避免对环境造成不良影响，绿色环保。以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。当前第1页12