高岭土尾矿综合利用技术及研究进展

第第页高岭土尾矿综合利用技术及研究进展高岭土尾矿是高岭土矿经选矿后排放的固体废弃物。长期以来，很多单位只致力于高岭土矿的开采、加工，对高岭土尾矿的回收利用研究较少，大多数是将尾矿露天堆放，或者用作铺路、返田和夯实地基等，随着尾矿的不绝聚积，侵占了大量的土地，污染水质，并造成植被破坏及水土流失，甚至造成泥石流，严重影响生态环境，同时也造成了高岭土等不行再生资源的过分消耗。依据地区不同，高岭土及其尾矿的共伴生矿物的成分和数量差别较大，一般其重要成分为SiO2和Al2O3，而Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO等含量较低，如能依据尾矿中铝硅酸盐矿物的物化性能，合理、充分地利用，便能取得良好的经济效益、环保效益和社会效益。1、高岭土尾矿有价成分的回收利用高岭土的尾矿中常含有大量的石英、白云母、长石等硅酸盐矿物，这些矿物可通过合适的回收工艺，如重选、浮选、脱泥等，可以得到云母精矿、长石精矿、石英精矿等，甚至可以做到无尾矿选矿。合浦沪天高岭土有限责任公司目前每年开采的高岭土矿量达70万吨以上，生产中排出的尾矿约40万吨以上。该公司拥有的高岭土资源中伴生有石英石矿石，这伴生矿石随着高岭土的生产均作为尾矿处理。经过对尾矿矿石多个品种的含量、矿石结构构造、嵌布粒度等特征的分析结果，发现其矿物成分重要为石英石矿，大为纯度高、铁质等杂质含量低，属优质的石英砂。通过高岭土尾矿采用擦洗、洗矿、磨矿、筛分分级后进行重—磁—浮联合流程选别，最终获得优质的石英砂产品。高岭土尾矿综合利用选矿工业试验流程湖南省汨罗高岭土精选总厂年产精矿6000吨，每年要排放约2万吨的废弃尾矿，尾矿重要构成矿物为石英，白云母、少量长石、铁锰矿物及残余高岭土等。谢建国等采用摇床重选—精矿脱泥流程处理筛上物或用筛分—摇床—筛分流程选别粗选底流均可获得品位大于97%、回收率73%以上的白云母精矿。肖国琪等针对云南临沧高岭土具有高铝、钾、钠、铁、钛等有害金属含量低、矿物构成多而杂的特点，设计一套新型高岭土综合利用与无尾矿工程。该工艺流程将原矿通过选矿得到60%的精矿和40%的尾矿，进一步加工成各种产品，实现了高岭土资源的清洁、高效利用。新型高岭土综合利用与无尾矿工程张忠飞等对苏州高岭土尾矿进行深加工处理（崩解、解离、分选、回收等），分别得到了纯度较高的石英砂、硫化矿和高岭土产品。加工得到的石英砂可用作建筑料子，硫化矿可作为生产硫酸的原材料或进一步提炼其中的金属如Au、Ag、Pb、Zn等，而高岭土则可作为耐火料子或陶瓷的原材料。江西某高岭土尾矿重要由石英、白云母、长石和少量高岭石构成，其中有害杂质重要为铁质，重要赋存在褐铁矿中。成岳等采用分级—浮选流程，先浮选白云母，再进行长石和石英的浮选分别。其云母、长石、石英等精矿均实现技术指标的要求，实现了无尾矿选矿，通过对尾矿的回收利用，每年可新增利润230万元。在富黄铁矿高岭土的综合回收利用过程中，由于高岭土的易泥化性，微细粒及细粒高岭土对黄铁矿浮选分别的影响很大。曹学鹏对某地区富黄铁矿高岭土进行综合回收利用，原矿中高岭石含量为79.82%，黄铁矿含量为18.14%且嵌布多而杂，采用酸化水玻璃作调整剂，丁黄药作捕收剂，通过一次粗选、二次精选、二次扫选，获得硫品位为48.77%、硫回收率为87.30%的黄铁矿精矿。对浮选脱硫后的高岭土进行提纯，高岭土中的硫和铁的量都有肯定程度的降低。2、高岭土尾矿作中低档陶瓷原材料利用高岭土尾矿制成250目、325目高岭土瓷土，是一种通用陶瓷原材料，由于高岭土尾矿多数为矿物质含量较低的原土，有的矿物含量甚至为0。这要求在筛选时，必需进行矿物质含量的抽样分析，依据分析结果加入其它原材料进行研磨。尾矿制成250目、325目高岭土瓷土的物理性能、化学成份上与优质高岭土瓷土存在肯定程度上的差别，只能作为中档陶瓷原材料。3、高岭土尾矿制备陶瓷玻璃制品微晶玻璃又称结晶化玻璃或陶瓷玻璃，是一种新型的建筑料子，它的原子排列是有规律的，具有玻璃和陶瓷的双重特性，其亮度比陶瓷高，韧性比玻璃强。国内外学者发现，利用尾矿的化学成分特点，选定合适系统，加入必需组分，可以制备出性能优良的微晶玻璃。陈国华等以高岭土尾矿为重要原材料，并引入氧化镁、氧化铝、硼酸、磷酸二氢铵等，采用烧结法制备出具有优良热学、电学性能的低温烧结微电子封装用微晶玻璃，其中高岭土尾矿的引入量可高达55%。刘属兴等利用高岭土尾砂取代石英砂、长石等原材料生产玻璃，配方中高岭土尾矿用量可达60%以上。同时高岭土尾矿中的绢云母可降低纯碱用量，使产品的生产本钱有所降低。高岭土尾砂也含有较多的K2O和Na2O，这对玻璃液的粘度影响很小反而有利于改善玻璃制品的硬度、机械强度、热稳定性和化学稳定性。高岭土尾矿经脱泥加工后，含有Al2O3、SiO2、MgO、CaO等，对色釉配方有益，在尾矿基釉中，再加入少量的各种金属氧化物或基盐类即可制成各类彩釉陶瓷制品。陆晓波等研制出了各种高温陶瓷色釉制品，为高岭土尾矿的综合利用开辟了新领域。试验配方中，尾矿加入量可达25%～28%。4、高岭土尾矿制备无机高分子絮凝剂聚合氯化铝铁（PAFC）是近十几年来发展起来的一种新型阳离子复合絮凝剂，兼有铁盐、铝盐混凝剂的特性，具有反应速度快，形成絮凝体大、沉降快、过滤性强等优点，处理生活饮用水、工业用水、生活用水、生活污水和工业污水净化效果明显。以高岭土尾矿制备高分子絮凝剂，一般是运用粉磨、焙烧、酸溶、水解、聚合等手段，实现有效的利用尾矿中含有的Al2O3成分的目的。曾小君等以苏州高岭土尾矿为原材料，制备出了复合型无机高分子絮凝剂聚合氯化铝铁（PAFC），该产品对皮革工业中废水的浊度、色度、CODCr的去除率分别实现78.23%、87.56%和78.95%。以高岭土尾矿为原材料制备的絮凝剂与传统的高分子絮凝剂相比，具有以下特点：①水解速度快，絮体形成快且密实，沉降时间短，提高了净化效率。②处理特别高浊度的含泥沙的水和受污染的水，而且水质的浊度越高，除浊的效果越明显。③受温变动小。④具有宽广的使用范围，适用于生活饮用水，工业用水，生活用水以及各类污水的处理，对原水的铝离子及混凝产生的铝都可以有效的除掉，投加后易保持水质pH值的稳定。⑤药剂量低，效果好，比其它混凝剂节省本钱。5、高岭土尾矿用于建筑料子在土木建筑工程中，应用最广的是以水泥为胶凝料子，以砂、石为骨料，加水拌制成混合物，经肯定时间硬化而成的水泥混凝土。为了减少水泥用量，降低工程造价，改善混凝土性能，常加入一些混凝土掺合料，替代水泥，而常用的掺合料包含粉煤灰、钢渣、硅灰、火山灰、尾矿粉等。中南高校杨华明课题组采用机械球磨机以及添加化学活性激发剂CaO、Ca（OH）2、Na2SO4等对高岭土尾矿进行活化，并通过与其他砂石料搭配，试配出了满足相应强度等级要求的新型混凝土矿物掺合料。冯宝侠等