二次钨尾矿提纯石英的制备方法与设备技术

本发明专利技术涉及二次钨尾矿提纯石英的制备方法与设备，在强磁选、酸浸出与固液分离之后进行细粒级以下的尾矿连生体解离流程与含氟液体的第一回收流程，使用阻溶剂令单体解离前连生体的二氧化硅保留在石英粗精矿中,以得到石英精矿,制得分离的石英精矿、黑云母精矿与白云母精矿在矿物回收率(%)可达到85%以上。本发明专利技术还具有制程中同时消除气液固三态废弃物的效果。示例中,除了非弱磁性矿物的流程主支以外的对弱磁性矿物的流程主支中还包括非含氟液体的第二回收流程,优选以工序重合方式制得高纯盐酸产品。高纯盐酸产品。高纯盐酸产品。

【技术实现步骤摘要】
二次钨尾矿提纯石英的制备方法与设备
[0001]本专利技术的优先权基础包括：申请日2021年9月30日、申请号2021111612834、专利名称为“一种二次钨尾矿提纯石英的制备方法与设备”的专利技术申请。


[0002]本专利技术涉及含氟固废物提纯石英的
，尤其是涉及一种二次钨尾矿提纯石英的制备方法与设备。

技术介绍

[0003]二次尾矿就是原矿矿石经生产加工提纯有价值的矿物之后的废弃的尾矿再次进行对尾矿生产加工回收有用矿物后废弃的尾矿。二次尾矿的特点如下；尾矿颗粒较细甚至是细微粒级的，其中大部分有价值的非金属矿物嵌布粒度太细甚至是细微粒级，而且矿物与矿物之间多为连生体，没有单体解离，无法再采用物理选矿分离方法进行分离为单体，已不具备有再利用价值而被丢弃堆放在尾矿库，长期的堆放在露天中，对周边地区及人员造成安全隐患。而有些二次尾矿中（如有色金属矿，含萤石和石棉的非金属矿等）因含有一些有毒有害的元素和矿物，会污染周围的环境和水源，对人员造成危害。
[0004]现国内对二次尾矿的处理方法主要是用于建筑、建材行业等，用于建筑用沙、建筑用砖、水泥、陶瓷等，但因附价值低使销售价格低，而且大部分尾矿库地处于偏远的地方造成运输费用高，使处理二次尾矿的生产成本加大导至无利润甚至负利润的现象而限制了此类尾矿在建筑、建材行业的大规模再利用，更无法做到全部利用。
[0005]二次钨尾矿为石英脉型钨矿加工提纯有用矿物之后的一次尾矿再次加工提纯回收有用矿物（例如有色金属类矿物或者萤石）之后的二次尾矿,属于含氟固废物的一种。此类二次钨尾矿的矿物特点基本上为：一、尾矿中主要矿物为石英，其次是方解石、云母类（主要是白云母、黑云母、绢云母等，在不同的矿区的云母主要是以某种云母为主，其他的云母基本不存在或者少量存在）、萤石、白云石类(例如白云石、铁白云石等,以及少量其他矿物（主要是长石）。其中的石英、方解石、白云石、云母、萤石之间大部分已解离以单体形式存在，但仍然有少部分细微粒级的矿物与矿物之间没有单体解离仍为连生体，无法再采用物理分离方法分离为单体。二、有色金属类矿物经过二次提纯后在二次尾矿中总含量已很少，且大部分为细微粒级且与石英、萤石、方解石等没有单体解离仍为连生体，现有技术中已认定为无回收价值。此一类二次钨尾矿中各矿物组成成分和多元素含量(wt%)及粒径范围(mm)具体见于对应图3的表1。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的一是提供一种二次钨尾矿提纯石英的制备方法与设备，主要进步在于克服含氟固废物中因细微粒级连生体的存在无法提纯石英的难点并有效回收中间产物,以减少气液固三态废弃物对环境的污染。
[0007]本专利技术的主要目的二是提供一种含氟固废物提纯石英设备，解决细粒级(≧
0.038mm)含氟固废物无法提纯二氧化硅以及固废物处理后中间产物污染的问题。
[0008]本专利技术的主要目的一的一方面是通过以下技术方案得以实现的：提出一种二次钨尾矿提纯石英的制备方法，包括：对二次钨尾矿进行强磁选工序,将所述二次钨尾矿中含铁物质分离,得到分离的非弱磁性矿物与弱磁性矿物;对所述非弱磁性矿物进行酸浸出II工序与固液分离V工序,溶出所述非弱磁性矿物中的含钙物质与含镁物质,得到石英/萤石/云母混合矿,所述石英/萤石/云母混合矿内包含有石英/萤石/方解石没有单体解离的连生体;对所述石英/萤石/云母混合矿进行浮选I工序,分离出萤石精矿,得到石英/云母混合矿,所述石英/云母混合矿内包含有石英/萤石/方解石没有单体解离的连生体;对所述石英/云母混合矿进行浮选II工序,分离出云母精矿,得到石英粗精矿,所述石英粗精矿内包含有石英/萤石/方解石没有单体解离的连生体;对所述石英粗精矿进行酸浸出III工序与固液分离VI工序,所述酸浸出III工序中使用强酸与阻溶剂,所述强酸将所述石英粗精矿中含氟物质溶出但不溶出二氧化硅,使连生体单体解离,所述阻溶剂能打断酸溶出硅的连续化学反应,使得单体解离前连生体的二氧化硅保留在所述石英粗精矿中,以得到石英精矿;对所述固液分离VI工序溶出的含氟液体进行第一回收流程,得到的化学产品,以消除气液固三态废弃物。
[0009]通过采用上述技术方案，已知在酸反应中生成中间产物的氢氟酸还可以与二氧化硅、氧化铝、以及含铝硅酸盐物质中的二氧化硅发生连续化学反应生成氟硅酸;化学反应方程式： HF+SiO
2 (S) = HSiF
6 + H2O; 此为本专利技术希望避免生成的中间反应;故在酸浸出III工序中,二次钨尾矿具体是一种包括含氟物质的固废物（还可以是湿法火法冶炼渣、烟尘烟气沉降物、处理废水废酸沉淀物、含氟的矿物与尾矿等）,含氟物质具体如氟化物、氟盐、萤石、氟磷灰石等,并且含氟固废物还含有一定量仍至大量的二氧化硅、氧化铝、铝硅酸盐、钙镁化合物等物质,其中萤石、氟磷灰石、氟化物、氟盐会与强酸发生化学反应生成氢氟酸(HF),所以当固废物中含有含氟物质（如萤石、氟磷灰石、氟化物、氟盐）时，就无法采用强酸分解方法或者采用强酸选择性酸浸出的方法将含氟物质与二氧化硅、氧化铝、铝硅酸盐、钙镁化合物分离，因为氟离子会与二氧化硅、氧化铝、铝硅酸盐、钙镁化合物中的二氧化硅反应生成相应的氟化合物。而且采用强酸分解方法与强酸选择性酸浸出的方法进行处理后得到的强酸溶液中因含有氟硅酸以及氟硅酸盐，加大了处理与回收难度甚至无法处理与回收，增加了生产成本严重时甚至无法生产。本专利技术在强酸中加入阻溶剂（具体为硼酸，也可以使用硼酸盐，但回收较繁琐），使含氟物质的固废物中的含氟物质与强酸反应生成的氢氟酸优先与阻溶剂（具体为硼酸(H3BO3)或硼酸盐）发生化学反应生成氟硼酸(HBF4)，阻断硅溶出的连环酸反应。而且阻溶剂（具体为硼酸或硼酸盐）回收后可再次利用，在特定的温度、氢氟酸浓度、硼酸、反应时间、固液比与搅拌的范围条件下氟硼酸不与二氧化硅发生化学反应。但氧化铝、铝硅酸盐、钙镁化合物等物质中的钙、镁、铝、钾、铁等的氧化物会与氟硼酸发生化学反应被溶解进入氟硼酸中，而氧化铝、铝硅酸盐，钙镁化合物等物质中的二氧化硅不被氟硼酸溶解以固体存在，使二氧化硅与其他物质得到分离，并得高
附加值的二氧化硅粉以及含钙、镁、铝、钾、铁等的需求行业要求的化工产品;酸浸出III工序的主化学反应方程式：2HCI + CaF
2 （s） = 2HF + CaCI
2 (aq)
，其中CaF2为连生体单体解离前属于萤石组成的氟化钙;2HCI + CaCO
3 （s） = CO
2 （g）
↑ꢀ
+ CaCI
2 (aq)
+ H2O，其中CaCO
3 为连生体单体解离前属于方解石组成的碳酸钙;故酸浸出III工序中连生体被单体解离;酸浸出III工序的硅元素阻溶化学反应方程式：4HF + H3BO
3 + SiO
2 （s） = HBF3OH + HF + 2H2O + SiO
2 （s）
;HBF3OH + HF + SiO
2 （s）
= HBF<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次钨尾矿提纯石英的制备方法，其特征在于，包括：对二次钨尾矿进行强磁选工序,将所述二次钨尾矿中含铁物质分离,得到分离的非弱磁性矿物与弱磁性矿物;对所述非弱磁性矿物进行酸浸出II工序与固液分离V工序,溶出所述非弱磁性矿物中的含钙物质与含镁物质,得到石英/萤石/云母混合矿,所述石英/萤石/云母混合矿内包含有石英/萤石/方解石没有单体解离的连生体;对所述石英/萤石/云母混合矿进行浮选I工序,分离出萤石精矿,得到石英/云母混合矿,所述石英/云母混合矿内包含有所述连生体;对所述石英/云母混合矿进行浮选II工序,分离出云母精矿,得到石英粗精矿,所述石英粗精矿内包含有所述连生体;对所述石英粗精矿进行酸浸出III工序与固液分离VI工序,所述酸浸出III工序中使用强酸与阻溶剂,所述强酸将所述石英粗精矿中含氟物质与含钙物质溶出但不溶出二氧化硅,使所述连生体单体解离,所述阻溶剂打断酸溶出硅的连续化学反应,使得单体解离前连生体的二氧化硅保留在所述石英粗精矿中,以得到石英精矿;对所述固液分离VI工序溶出的含氟液体进行第一回收流程,得到的化学产品,以消除气液固三态废弃物。2.根据权利要求1所述的二次钨尾矿提纯石英的制备方法，其特征在于，所述含氟液体的第一回收流程包括：加氨水的沉淀IV工序与固液分离VII工序,以分离出氟化钙产品与第一回收液;对所述第一回收液进行加氢氧化钙的碱分解工序与蒸馏IV工序,以得到第二回收液,其中由所述碱分解工序分离与所述蒸馏工序分离的气体经过吸收I工序得到高纯氨水产品;对所述第二回收液进行加硫酸的沉淀V工序与固液分离VIII工序,以分离出硫酸钙产品与第三回收液;对所述第三回收液进行蒸馏V工序,以分离出硼酸产品与蒸馏出的第四回收液,所述第四回收液经过吸收II工序得到高纯盐酸产品。3.根据权利要求1所述的二次钨尾矿提纯石英的制备方法，其特征在于，所述酸浸出III工序中使用强酸为盐酸,使用的阻溶剂为硼酸，中间反应生成的氟硼酸不与二氧化硅发生化学反应，但与氧化铝、铝硅酸盐、钙镁化合物物质中的含钙、镁、铝、钾、铁的氧化物发生化学反应,以使其被溶解进入氟硼酸中。4.根据权利要求3所述的二次钨尾矿提纯石英的制备方法，其特征在于，所述酸浸出III工序的操作条件包括：温度50～90℃、反应时间20～70min、固液比1kg:(1～3)L;优选是，温度40～70℃、反应时间30～60min、固液比1kg:(1～1.4)L、氢氟酸的浓度范围为6～11%、阻溶剂浓度范围为7.5～12.5%、盐酸浓度范围为3～5mol/L。5.根据权利要求1所述的二次钨尾矿提纯石英的制备方法，其特征在于，所述连生体属于不可物理分离的微细粒级矿物，所述连生体的粒径为0.019～0.005mm。6.根据权利要求2所述的二次钨尾矿提纯石英的制备方法，其特征在于，还包括：对所述弱磁性矿物进行酸浸出I工序与固液分离I工序,使...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵宗强，蓝云燕，李祖君，吴峰，丘富彬，
申请(专利权)人：深圳市考拉生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：