菱镁矿污染问题怎么解决?

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收藏文章 赞一个 已赞 2016-01-15 矿业澳洲


山东一家矿业公司进行了镁矿选矿的技术改造,并于当年投入运营了一所年处理量15万吨的选矿厂。


众所周知,选矿厂是采矿活动中的耗水大户,选矿过程中产生了大量的废水,不仅浪费资源,而且污染环境。因此,废水利用势在必行。充分利用废水,不仅节约水资源,而且解决了环境污染,对国内外同类企业也有着极高的参考价值。


由于受当前技术、生产工艺等因素的制约,这家公司每年产生的6万吨尾矿不能利用,占用大量土地,既污染了环境,又浪费了资源。如何利用这些浮选尾矿和废水是现在面临的重要研究课题。


一、选矿工艺


一般选矿厂入选矿石为混合型矿石,其矿物成分比较复杂,主要有用矿物是菱镁矿,脉石矿物有绿泥石 、云母、滑石、石英,白云石。脉石矿物在菱镁矿中主要呈粗粒层状嵌布,部分脉石矿物呈网脉状、柱状、局部粗粒集结状嵌布。矿石比重2.91左右,莫氏硬度3.4~5。入选矿石主要化学成分有MgO、CaO 、SiO、Fe2O、Al2O。


现选矿工艺流程为:入选矿石经过“三段一闭路”破碎,粉矿粒度<15 mm,合格粉矿经过球磨机和分级机组成的“一段闭路”磨矿,磨矿浓度70%,分级溢流浓度30%,细度为0.074 mm含量占74%。合格矿浆流入搅拌桶,然后在矿桨中加入脉石矿物捕获剂和调整剂,脉石矿物随泡沫上浮,经过“一粗二扫”反浮选,刮出占总量40%的尾矿,浮选槽中剩余的为精矿。


该工艺简单、易操作,得到的精矿纯度达不到生产高纯度耐火材料的要求。如果想得到更高纯度的精矿,再在矿浆中加入不同脉石矿物的抑制剂和菱镁矿捕收剂,并进行搅拌、调浆、调温,经过1次“正浮选”选出菱镁矿精矿,槽中剩余为中矿。



二、固体尾矿利用


根据菱镁矿浮选尾矿化学成分和物理特性,可用于生产耐火材料、建筑材料、墙体涂料以及化工产品。用生料直接生产建筑材料,是利用大量尾矿的有效途径。


1.制作墙体保温砌块:现在建筑用的实心红砖已经禁止生产、使用。从节能方面考虑,已大量使用保温材料。菱镁矿浮选尾矿细度达到0.074 mm,而且大多为碳酸盐矿物,容易发泡,是生产墙体保温材料的理想原料。


保温砌块的生产工艺流程为:原料→配料→搅拌→ 调浆→浇注→蒸养→切割→养护→检验→包装→ 出厂,其重要工序为浇注、发泡、养生。


1)浇注。以菱镁矿浮选尾矿为主要原料,加结合剂、添加剂以及其他原料搅拌均匀,然后浇注到模具中成型,表面要平。


2)发泡。成型的料浆用蒸汽进行蒸制,当料浆的发泡程度达到最大、无自由水并开始下坍的时候,连同模具一起移出蒸汽锅。


3)养生。移出蒸汽锅的样品置放在室内自然养护48h,待有一定强度后脱模,按使用要求切割成各种形状,将切割之后的试块放在烘干箱中烘干24 h,最后把试块放入常温自来水中进行养护,到达龄期后取出自然干燥即可。


4)砌块指标。该产品的导热系数较低,为黏土砖的1/4~1/5,具有良好的保温隔热性能,是一种节能建筑材料。 砌块重量轻,按不同级别为300~800 kg/m3 ,仅为黏土砖的1/3左右。砌块外观无缺陷、无裂缝,规格尺寸合格,容重600 kg/m3 ,强度 3.50 MPa。接近07级标准,适合做墙体砌块。


从试验中看出,浮选菱镁矿尾矿墙体实体材料在7天后抗折强度不再发生变化,抗压强度变化也很小,说明这种方法制备的墙体实体材料水化快。而且,镁质材料具有质轻的特点,体积密度小,可减轻建筑物的自重。 这种保温材料密度低、抗折破坏力高、干缩变形小,可代替红砖,减少了黏土的使用,保护了耕地。


2.制作轻质空心骨料


镁尾矿是菱镁矿在浮选后抛弃的固体废弃物,大部分属于碳酸盐类矿物,能与酸反应生成二氧化碳。试验中可以看到,它们的反应很剧烈。因此确定用浮选菱镁矿尾矿制备轻质空心骨料,用于制作墙体保温材料。工业生产工艺流程:配料→搅拌→ 制粒→滚核→养护→筛分→储存→运输。性能参数:试验室制作的轻质空心骨料的堆积密度为0.93 g/cm3 ,筒压强度为1.32MPa。


3.制作外墙体涂料


由于菱镁矿浮选尾矿粒度很细,粒度0.074 mm 达到80%以上,颜色是白色或浅灰色,可以做成各种颜色的建筑物涂料,用于外墙体粉刷,起美化作用。



三、废水回收利用


由于选矿工艺不同,对选矿废水的研究方向也不同,全反浮选流程利用废水相对比较简单,而反浮选加正浮选流程就复杂一些。


1.全反浮选流程产生的废水中浮选药剂比较单一;反浮选加的脉石矿物捕收剂和调正剂不会产生药剂的相互作用,只是固体含量较高,不处理会影响浮选效果。因此,只要把废水进行沉淀处理就可以使用,而且处理后的废水可用于浮选厂的所有用水点。


2正浮选作业过程产生的废水中浮选药剂比较复杂,不但有反浮选加的脉石矿物捕收剂和调正剂,而且还有正浮选的捕收剂、调整剂、抑制剂,反浮选和正浮选所用的药剂机理完全相反,废水中的残余药剂相互起着反作用。


因此,废水要用于选矿,一是进行残药处理;二是找出不受残余药剂影响的用水点;三是反浮选和正浮选的废水分别回收,沉淀处理后返回原工序使用。


从现在的技术看,进行废水消药处理,费用太高,难以实现。选矿厂中的所有用水点都是工艺用水,对工艺都有影响,找不出不受药剂影响的用水点。


所以,目前最经济、最可行、最有效的方法就是这种分别回收、分别使用。


反浮选的废水可用于球磨机磨矿加水、分级机调浆水、反浮选泡沫冲洗水;正浮选的废水可用于正浮选调浆水、正浮选泡沫冲洗水。应特别注意的是正浮选废水严禁进入反浮选,补加的新水要全部加到反浮选工序。


4 澳洲现状


选矿工艺经过十几年的不停改进和更新,现如今已经稳步步入成熟阶段。上述的新型选矿工艺,结合澳洲环境保护部门的政策要求,不难发现,此选矿工艺在澳洲具有很高的可实施性。


综上所述,项目M002镁矿(想了解更多关于本项目的资料请点击“阅读全文”)的现状以及澳洲环保部门的要求,不难发现,反浮选的方法十分适合澳洲目前镁矿的筛选和本项目的设计理念。


其次,根据项目M002不远处的QMAG镁矿公司的选矿现场(下图)对比,不难发现该公司也在应用此类的选矿方法,由于该公司已经运行十多年,显然已经通过了澳洲的环境部门的审核,这就为M002项目的以后镁处理的发展方向奠定了一定的技术基础。




5 结语


通过试验研究表明,菱镁矿浮选尾矿可用于生产建筑材料,不但可以彻底解决给环境带来的污染问题,还可以变废为宝,替代黏土,保护耕地,节省土地资源。选矿厂的废水利用,在节约工业用水、 降低生产成本的同时,大大降低了对环境的污染。


——本文部分摘自:王玉斌《山东冶金》


——www.miningau.com内部资料——


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