钼矿尾矿制彩砂、路基石和水泥活性掺合料的方法

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化处理技术领域，具体涉及钼矿尾矿制彩砂、路基石和水泥活性掺合料的方法。

背景技术

洛阳市栾川县被称为“钼都”，是中国境内的特大型钼矿田。然而随着钼矿的大量开采，栾川钼矿尾矿是越来越多。这些细粒尾矿目前都未得到有效利用，不仅占用大量土地，且处置成本高，而且还存在环境和安全隐患。

已知的钼矿尾矿综合利用途径有如下四种：（1）尾矿回采后重选有用矿料：受早期落后选矿工艺和选矿方法的影响，尾矿中仍存在多种有价值的矿料，因此尾矿库内的尾矿回采后重选出的有用矿料能给企业带来一定的经济效益，但是，这种再选或重选方式，仍然也会产生固体废弃物，带来二次环境污染；（2）尾矿用作建筑材料：多项尾矿实验研究表明，含钙、硅丰富的尾矿经煅烧后可以代替同样含钙、硅的黏土，作为硅酸盐水泥的原料，能够烧制出品质优良的尾矿硅酸盐水泥，且性能良好，凝结、安定性正常，但受到水泥熟料生产厂家地域的限制，运输成本太高，再加上大型耗能企业去产能国家总趋势及环保更加严格，大量水泥熟料生产厂家关闭，限制了用尾矿生产水泥的道路；（3）尾矿用于制作肥料：有些尾矿中含植物生产所需要的Zn、Mn、Cu、Mo、V、B等多种微量元素，这些元素是维持植物生长和发育所必需的，经过适当处理可制成用于改良土壤的微量元素肥料，这种方法看似可行，但无实际操作可能性，因为尾矿中不可避免吸附有各种浮选药剂及其它有毒物质，仅仅预处理费用就得不偿失；（4）充填矿山采空区：该方法符合绿色矿山开发和矿业长期持续发展，但不实用，因为，矿石是从山上挖出来并运输到选矿厂，很少采矿与选矿在一起的企业，即使是采矿与选矿在一起，用尾矿回填采空区，经济效益低，企业难以实现。

经过对栾川县钼矿尾矿进行ICP元素分析发现，钼矿尾矿中不存在放射性元素，所含有对环境污染较大的重金属含量都很低，其中As 0.00025%，Pb 0.0015%，Cr、Cd和Hg含量太低而没有检测出来。另外，烧失量也不高，只有1.56%，说明钼矿尾矿中有机物的含量很低，被带入尾矿的浮选药剂含量很少。重要的是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、钾长石、钠长石、氧化钙和氧化镁这七种组分钼矿尾矿占98.09%，作为建筑材料原材料使用安全可靠。因此，以尾矿为原料，通过零排放全回收创新技术和工艺，使尾矿实现资源化综合利用具有重大的现实意义和科学意义。

发明内容

为解决上述现有技术不足，本发明的目的在于提供钼矿尾矿制彩砂、路基石和水泥活性掺合料的方法，且没有三废排放的工艺方法，用本方法处理黄金尾矿工艺流程简单，设备投资小，产物附加值高，无二次污染，资源循环效果显著，可实现较好的环境效益和经济效益。

本发明的技术方案是：钼矿尾矿制彩砂、路基石和水泥活性掺合料的方法，具体步骤如下：

步骤一、将钼矿尾矿用水调制成矿浆，用概率筛将矿浆进行多级筛分处理，将尾矿矿浆筛分为甲矿浆、乙矿浆、丙矿浆、丁矿浆、戊矿浆；

步骤二、将甲矿浆、乙矿浆和丙矿浆分别过滤，进行固液分离，得到的三种固体滤饼分别用于生产相应规格的彩砂，滤液送至水处理池进行络合处理；

步骤三、将丁矿浆用带式真空过滤机进行固液分离，固体滤饼直接用于生产路基石，滤液送至水处理池进行络合处理；

步骤四、将戊矿浆用螺旋式离心机进行固液分离，固体滤饼送至活化炉进行活化处理得水泥活性掺合料，液体水经处理后循环使用；

步骤五、将步骤三过滤后的固体滤饼加入12%-30%的普通硅酸盐水泥、0.05%-0.6%的增强剂、0.5%-3%的玻璃纤维和5%-10%的水泥活性掺合料混合均匀，采用全自动砖/石一体机生产路基石和路基砖中的一种。

进一步优化，所述步骤一中筛分处理采用振动概率筛。

进一步优化，所述步骤一中多级筛分处理采用振动概率筛。

进一步优化，所述甲矿浆粒度为20-40目，所述乙矿浆粒度为41-80目，所述丙矿浆粒度为81-120目，所述丁矿浆粒度为121-325目，所述戊矿浆粒度小于325目。

进一步优化，所述步骤一中矿浆的浓度为40-60％。

进一步优化，所述步骤二中的彩砂为染色彩砂。

进一步优化，所述步骤三中路基石和路基砖中的钼矿尾矿占比在40-88%。

进一步优化，所述步骤四中水泥活性掺合料中的钼矿尾矿占比在85-98%。

本发明的有益效果为：

经分析化验，钼矿尾矿中无放射性元素，铅汞砷镉等有毒元素含量总量不超过0.002%，能作为建筑材料使用，烧失量1.56%表明钼矿尾矿因浮选而加入有机浮选药剂含量很低，且它们都易溶于水，本工艺固液相输送都是采用水做介质，有机物都存在于液相水当中，水处理池经过络合处理后循环使用，整个工艺过程无碳消耗、无三废排放、尾矿100%全回收，该方法设备投资小、工艺简单、成本低、附加值高、无二次污染、资源化效果显著、易于大规模处置，有较好的环境效益和经济效益。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的以及有益效果易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

钼矿尾矿制彩砂、路基石和水泥活性掺合料的方法，具体步骤如下：

步骤一、将钼矿尾矿用水调制成浓度为40-60％的矿浆，用振动概率筛概率筛将矿浆进行多级筛分处理，将尾矿矿浆筛分为甲矿浆、乙矿浆、丙矿浆、丁矿浆、戊矿浆，其中甲矿浆粒度为20-40目，乙矿浆粒度为41-80目，丙矿浆粒度为81-120目，丁矿浆粒度为121-325目，戊矿浆粒度小于325目；

步骤二、将甲矿浆、乙矿浆和丙矿浆分别过滤，进行固液分离，得到的三种固体滤饼分别用于生产相应规格的染色彩砂，滤液送至水处理池进行络合处理，其中染色剂的加入量为0.5-2%，用水调制得到，染色彩砂的生产过程中，釉体涂层选用低熔点玻璃粉或低熔点氧化物，颜料的加入量为0.3-8%，颜料选无机颜料钛白粉、氧化铁、锌黄、氧化铬和群青等，釉体占比10-40%，颜料占比为2-15%，烧结温度小于500℃，烧结后粉碎过筛成不同目数；

步骤三、将丁矿浆用带式真空过滤机进行固液分离，固体滤饼直接用于生产路基石，滤液送至水处理池进行络合处理，其中路基石和路基砖中的钼矿尾矿占比在40-88%；

步骤四、将戊矿浆用螺旋式离心机进行固液分离，固体滤饼送至活化炉进行活化处理得水泥活性掺合料，活化温度为300-600℃，活化剂为生石灰和生石膏，生石灰添加量为0.2-15%，生石膏添加量为3-20%，液体水经处理后循环使用，其中水泥活性掺合料中的钼矿尾矿占比在85-98%；

步骤五、将步骤三过滤后的固体滤饼加入12-30%的普通硅酸盐水泥、0.05-0.6%的增强剂、0.5-3%的玻璃纤维和步骤四中5-10%的水泥活性掺合料混合均匀，采用银马2025牌全自动砖/石一体机生产路基石和路基砖中的一种。

以正在运行的中试生产线为例，日处理钼矿尾矿300吨，每日工作时间8小时，电机功率为1.0KW的管道输送浓浆泵4台，电机功率为3.5KW的振动概率筛2台，过滤机和压力机各1台，其中每台电机功率在7.5KW/h，型号为JS600-PC300制路基石和路基砖生产线总耗电为65KW/h耗，每天平均耗电量为810度，每吨钼矿尾矿处理耗电量平均2.7度，每天可得产品数据：彩砂60吨，尺寸为600×600×35mm

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。