[00008402]用河道淤砂提选石英砂的方法专利

技术投资分析： 该发明属于选矿技术，具体涉及固体物料分选、复合矿物原料粗加工、自然元素、金属矿物、非金属矿物和分散元素提取提纯、尾浆废液循环利用。 江河淤砂源于“三大岩系”岩、矿（符合工业指标的有用矿物或集合体）体的风化剥蚀、崩塌、滑坡、泥石流和人工爆破的松散物，在地球化学作用下形成的原生矿物和次生矿物，经由暴雨山冲洪刷冲击、滚跳悬浮地流动。不稳定矿物经溶解进入浊流迁移沉淀，稳定的金属、非金属矿物和稀有稀散元素载体矿物在浪淘波击下，按比重、粒度、水流荷载力的大小依次沉降，辗转淤积，汇入山涧河谷。由于受水流、河道双重控制，淤砂基本分选成含重金属矿物（长江上游干支砂金矿、南岭北江赣江钨锡矿、江河底部磁铁矿、钛铁矿、独居石等）砾石层、轻金属非金属矿物（如柘榴石、刚玉红宝石、绿柱石兰宝石、玛瑙、金刚石、长石、石英水晶等）砂砾层、砂泥层（如建筑用砂、粘土、釉泥），任人采用和工业开发。但由于受单一的和狭义的“综合利用”经济技术指标、传统工艺、掠夺式无序开采等经营理念的制约，造致水质污染，河床上升，河道堵塞，航道阻断，库坝充填，洪涝灾害不断。但河砂是矿产资源，石英含量一般在50%以上，金属重矿物3—20%。倘施以“无三废”的整合开发，将淤砂开浆脱泥过筛、重选金属矿砂、磁选、浮选（或电法，或研磨酸溶清洗除杂）非金属矿砂，尾浆废液梯级沉淀、净水返回选矿，分选的重金属、轻金属、非金属矿砂和复合矿物原料，加工建材、冶金化工原材料，胶塑陶瓷骨料，铸模造型用砂，不仅有利持续发展循环经济，还可在综合开发水利工程的基础上，做到人与自然和谐相处。与故有矿山建设相较，无需找矿勘探、开山废林采矿、爆破磨矿作业，投资少，见效快。只需选址定点、采样化验、矿物分析、粒级检测、构建设备设施，调整工艺，就可就一劳永逸。江河淤砂无“三废”的整合开发，综合利用零排放，目前尚无文献报导。 本发展用于综合利用的原材料是江河淤砂，包括大小江河的河道淤砂、河滩淤砂和碍航浚疏、库尾卸荷、库区治理、河道疏通弃砂。 本发明采用1.开奖过筛、2.重选金属矿砂、3.磁选、4.浮选或破碎研磨酸溶清洗除杂、5.尾奖废液梯级沉淀，净水返回选矿五个工库（见附图）来实现淤砂综合利用零排放的目的。 1.开奖过筛 自然江河淤砂一般均伴有一些淤泥和泥团，需水冲洗方可干净。砂水比约6：4。冲洗槽上平台，设置进水管和卸砂口。江河淤砂采集，需按自然状态切取或无漏水挖斗铲取，以防大比重矿物随水流失。 过筛采用电动平板带出口的组合筛。筛孔自上至下初步定为40mm、20mm、15mm、10mm、5mm、3mm。大于40mm砾石，手选采石和石英（加工硅砂、硅粉）。余皆破碎重筛，库存备用。40—50mm碎石是高强度路基和耐酸地基砼料。15—3mm碎砾和12%的425号水泥制浆滚裹拌匀，注模镇压，加工轻质、湿不胀、干不缩、高强度的空心砌块。5—3mm绿豆石是砼梁原料。 2.重选金属矿砂 重选方式方法多种多样，现以溜槽重选为例说明。含砂砾岩屑的泥浆进入溜槽后，在泥浆重力推动下，随着比重、粒度、流速流量、泥浆浓度的差异，在槽中滚、跳、悬浮地向下流动。为截留有用重矿物确定轻、重砂比重界线（G=3.5），首先必须调整溜槽坡度，促使重砂中的连体磁性矿物、无磁性金属矿物、希土矿物和稀散元素载体矿物沉降槽底流动。轻级砂中的岩屑、石英（石英砂又称硅砂）、长石、云母、绿泥石等跳动、悬浮，流出槽外。通过槽底重砂收集、矿物分析、光谱扫描、化验定量，再精选提纯。一般可按炭浆吸附糠金，磁铁电磁铁分选磁铁矿、粗铂矿、褐铁矿、钛铁矿、独居石、磷钇矿等强一弱磁性矿物，摇床除渣（微晶玻璃花钢岩原料），重液（或其它）分离锆英石、金红石、锡石、白钨矿、褐帘石等矿物，最后精选出商品砂或冶炼出金属、金属氧化物、铁合金。例如：将含有糠金（灰灰金）的炭浆滤干灰化（或氰化还原、混汞升金）、硫酸化杂、熔融铸锭，粗金上市。铂和粗铂矿提纯与砂金类似；含钪钛铁矿用硫酸溶解，铁屑还原、冻结分离硫酸亚铁。利用温差（Ti02溶于热浓硫酸，SC203温度升高溶解度降低）、比重（钛G=4.5、钪G=3）等因素水解分离出Ti（OH）4、SC（OH）3，分别煅烧出二氧化钛和三氧化二钪。TiO2可用克鲁尔法加工海绵钛。不含钪，则可在溶液中加入盐酸和氯化钾，生成K2TiC16。将其干燥加温至300。，分解出四氯化钛（Tic14）；亦可使其结晶，用金属镁在较低温度作用下得到金属钛。若钛铁矿不含钪，还可用铝热法，冶炼钛铁合金。产品市场紧销，价格昂贵；金红石在2万元/t、钛铁矿69—70美元/t、钛白粉1.5万元/t、海绵钛8.2—13万元/t、钛铁合金3.5万元/t、氧化钪3.3万元/公斤、金184元/g。脱泥筛匀轻级砂粒（2—2），加工空心砼砖、地砖、人行道砖和提选非金属矿砂。 3.磁选 自然界矿物可分为磁性矿物（含铁、钴、铬的矿物）和非磁性矿物（自然金、辉银矿、锡石、石英、白云母、磷灰石、石膏、白钨、长石、白云母等），磁性矿物分为其粉末可被磁铁吸引的强磁性矿物（磁铁矿、钒磁铁矿、钒钛磁铁矿、粗铂矿、自然铁）、弱强磁性矿物（磁黄铁矿、铬铁矿、钛铁矿）和可被弱电磁铁吲的中磁性矿物（角闪石、黑云母、赤铁矿、褐铁矿、铌钽铁矿、辉石、软锰矿、硬锰矿、电气石、绿帘石、柘榴石等）与可被强电磁吸引的弱磁性矿物（独居石、榍石、角闪石、辉石、电气石、尖晶石、绿泥石等）。现代通用的是磁铁、铁氧体和希土钕铁硼强磁选机，并配有电磁激磁装置，用以精选铁矿砂、钛铁矿和非金属矿砂除铁。例如冶金设备机电制造厂用于提选弱磁性矿物和环保系统的SHP型湿式油冷盘型强磁选机；有色冶金研究所制造的SLOn型立环脉冲高梯度强磁选机，为攀钢尾矿中0.045mm钛铁矿解决了回收问题，为甘肃陇南红柱石矿清除绿泥石……，均获得良好的选矿效果。磁选江河淤砂的目的，一是回收铁矿砂和钛铁矿、独居石等经济矿物，二是清除非磁性矿砂中的铁、钛、铬染色离子，故在机型筛选中，需结合选机磁路、磁力因素和矿砂比磁性系数抉择，或在订货时，要求厂方增加电磁强磁装置。 江河淤砂除源远流长的稳定矿物外，尚加入了部分来自附近迳流带来的松散物，分选出的强磁、弱强磁、弱电磁、强电磁矿砂，均应进行矿物分析、光谱分析，分别确定其稀有金属、金属、非金属矿物的稀散元素载体矿物含量与综合利用价值，并储存备用。例如：将磁选机选出的强、中、弱磁性矿砂与重砂磁选出的强、中、弱磁性矿砂分别混合精选；弱磁性低硅复合矿砂是水泥辅助原料。若未发现或无综合利用价值的稀散元素时，则可将尾浆废液沉淀的粉泥混合加工水泥、烧砖。高硅复合矿物是提选硅砂、长石，加工陶瓷、空心砼砖、人行道砖、墙地砖和微晶玻璃原料，可按需分流。 4.浮选（含电法、研磨酸溶清洗除杂）非金属矿砂 地壳造岩矿物最多的是长石（占地壳重量55%）、石英（占地壳重量12%），但长石为不稳定矿物，在江河淤砂中残余的仅部分碱性（钾、钠）长石。经脱泥过筛研磨除渍、重磁选的轻级砂，组份主要是稳定性强、分布广的石英，次为碱性长石、白云母等高硅的复合矿物。高硅复合矿物是微晶玻璃等高新材料的主要原料。据资料报导，高硅复合矿物加碱加有机质，升温150℃即可分解，大大降低了熔点，开创了加工制造新途径。石英的玻璃、陶瓷、化工、冶金、造型、胶塑充填等主要原料，用途广泛，回收长石和含稀有金属锂、铷、铯的云母、绿泥石等矿物，氰氟酸浮选最可取（湖北长石矿已证实，技术经验可借鉴移植）。当长石含量少，无经济价值时，用研磨酸溶清洗除杂方法是简便可行的。硅粉越细，除杂越容易，价格超高。例如6#石英砂140—150元/t、70—100目400元/t、精制120目450元/t、600目白度92%的1200元/t。 5.尾浆废液梯级沉淀，净水返回选矿 综合选矿的尾浆废液进入沉淀池后，实质是一种含有岩石粉屑、微细石英、粘土、胶体和络离子、电解质等溶质的复合溶液，其沉淀粉泥和粘泥是不用破碎研磨的直接的配料，烧制页岩砖和水泥的好原料。净水返回选矿，实际是污水再生利用。若有需求市场和纳米技术产生化，则可引用微米、纳米技术回收悬浮物中高膨胀率的蛭石、胶高岭石和高岭石（瓷、纸原料）、硅胶，提高淤砂利用率。北京化工学院已在广西利用纳米技术，回收了铝土矿尾浆中的氧化铝。 现以长江三峡库尾重庆市治理淤砂为例说明。据调查，江滩河床砂砾层、砂泥层交替厚数至四十米。其中砾石约20%、粘泥5%、砂约75%。砂粒以100目为主（约65—70%），组份详见重庆市建委科技处《特细砂砼与配比》第4页矿物组份（见下表），化学成份据中国地质科学院尾矿研究中心化验结果（%）：Si02：62.05、A1203：9.17、Ca0：7.39、Mg0：3.33、K20：1.85、Na10：1.14、Fe203：2.73、Fe0：2.20、Ti02：1.11、Mn0：0.18、P205：0.16、烧失量8.50。河砂中含磁性砂约20%，经重钢炉前化验室化验结果（%）Si02：45.16、TFe：11.36、S：0.069、P：0.107、V：0.092、Ti：5.64。光谱分析，钪异常。1981年原重庆乡镇企业局统计金农淘金459.69两：广阳坝打井采样，重砂含金6.6962M3。用地（近电源、干线公路江岸坡地）20—30万平方米，投资2—3千万元，加工河砂10万吨/年，生产空心砌块26400M3（120元/M3）、120—270目硅砂30000t（400元/t）、长石3570t（112美元/t）、微晶玻璃花岗岩10000M2（80美元/M2）、页岩砖6000M3（510元/M3）、磁铁矿1000t（2200—2400元/t）、铁矿砂1000t（69—70美元/t）、二氧化钛1000t（钛白粉15000/t，粗品按10000元/t）、氧化钪400公斤（32000元/公斤）。据攀钢综合利用电讯换算，江砂含钪5.4X10—4%。总产值在4千万以上。重庆朝天门江砂8万/t，提高价值50倍。若处理库尾两江卸荷淤砂3千万吨，不仅对增长重庆经济、保养港口航道标深和市区环保有利，而且对维护三峡库容和江汉平源生态平衡带来良好效应。倘与沿江采砂场、砂砖厂合作，只需投资十几万元建条硅砂生产模式，即可引资开必，滚动发展，对项目转产必将带来立竿见影之效。 矿物组成： 矿样 产地 磁铁矿（%） 云母片岩 及 绿 泥 石 片 岩 绿帘石 （%） 蛭石 （%） 石英及 燧石 （%） 长石 （%） 其它 长江 1.8 28.8 0.6 0.3 57.5 6.8 角闪石、电气石、褐铁矿 嘉陵江 26.3 0.8 0.3 65.0 3.6 金红石、锆石、磷灰石 技术的应用领域前景分析： 现在矿产业比较少，本专利能产出高质的矿产。不但是一项环保技术，更是能产出多样矿金属。 效益分析： 一种用河道淤砂提选石英砂的方法，由开浆过筛、弱磁初选、重砂分选、圆筒除渣、强磁分选、轻砂分选和粗品精选七个工序构成。获得的石英砂产品纯度≥９８％，淤砂中的石英砂回收率达７０～８０％，并可付产建筑用砂石料和铁矿砂、钛矿砂等矿物原料，其生产成本比用石英砂矿为原料低４倍以上，本发明还可以解决航道淤砂和水库库尾淤砂的出路难题，社会经济效益显著。 3年收后成本 厂房条件建议： 没有意见，根据个人资本及实力 备注： 价格可以商量，本技术只转让本国企业。外国免谈，本人不希望这专利流传外国，希望各个企业单位能尽快和本人联系。