低品位硼砂礦的富集方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及硼砂礦加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開一種用于富集西藏低品位硼砂礦的方法及設(shè)備。本發(fā)明的方法包括以下步驟：粉碎所述低品位硼砂礦，并用孔徑為0.5cm至1.5cm的篩網(wǎng)過篩，所述低品位硼砂礦的B2O3含量低于25％；將篩下物料與淡水或含硼溶液混合，獲得料漿；水力旋流處理所述料漿，獲得底流物料和溢流物料；將所述底流物料離心分離、烘干，獲得硼砂精礦，所述硼砂精礦的B2O3含量在25％以上。本發(fā)明利用水力旋流技術(shù)分離低品位硼砂礦中的雜質(zhì)，通過針對性地設(shè)計富集工藝過程條件，實現(xiàn)對硼砂礦的有效富集。工藝簡單、環(huán)保、低成本，尤其適合礦區(qū)資源地的環(huán)境。
【專利說明】低品位硼砂礦的富集方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硼礦加工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及西藏地區(qū)低品位硼砂礦的富集生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]硼礦在我國主要有五個分布范圍，分別在東北(遼寧-吉林)、青海、西藏、四川-湖北、廣東-湖南等地。由于多年的開采，我國的硼礦整體品位下降嚴(yán)重，剩余了大量的低品位硼礦或難加工的硼資源。例如遼寧-吉林的硼鎂礦，并且在硼鎂礦的開采加工過程中，產(chǎn)生了大量的低品位硼礦；遼寧-吉林地區(qū)有大量難加工的硼鎂鐵礦資源。
[0003]西藏日喀則地區(qū)的硼礦資源非常豐富，并主要以硼砂礦為主。該區(qū)域的高品位硼精礦(最高品位B2O3可接近40% )，可抵消開采和運輸成本，而被直接銷售給國內(nèi)企業(yè)用于硼酸和硼砂的生產(chǎn)。一些B2O3含量低于25%的低品位硼砂礦則被就地遺留，至今未能得到有效利用。從經(jīng)濟效益角度考慮，西藏硼砂礦外運B2O3含量須高于25%。
[0004]然而， 西藏地區(qū)，特別是礦區(qū)等地的電力資源短缺、環(huán)境惡劣，且不適宜建化工廠，現(xiàn)有技術(shù)中常用的浮選、重選其組合等等的富集手段在這里并不適用。此外，硼礦種類和性質(zhì)，以及其雜質(zhì)種類與含量，也對富集加工方法和設(shè)備有不同的要求，需要根據(jù)不同物料性質(zhì)，選擇或定制合適的富集加工設(shè)備，才能達到較好的富集效果。
[0005]因此，利用硼砂礦資源地的現(xiàn)有條件，富集加工硼砂礦，對有效利用低品位硼砂礦
具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為提供一種高效、環(huán)保，且低成本的工藝，以實現(xiàn)低品位硼砂礦的富集生產(chǎn)。
[0007]本發(fā)明一方面提供一種用于富集西藏低品位硼砂礦的方法，包括步驟:粉碎所述低品位硼砂礦，并用孔徑為0.5cm至1.5cm的篩網(wǎng)過篩，所述低品位硼砂礦的B2O3含量低于25%，并且包括粘土類、硫酸鹽類、碳酸鹽類和氯化物類雜質(zhì)；將篩下物料與淡水或含硼溶液混合，獲得料漿；水力旋流處理所述料漿，獲得底流物料和溢流物料；固液分離所述底流物料，獲得硼砂精礦，所述硼砂精礦的B2O3含量在25%以上。
[0008]一些實施例中，所述低品位硼砂礦可以為西藏日喀則礦區(qū)的低品位硼砂礦。
[0009]一些實施例中，所述低品位硼砂礦的B2O3含量可以在3%以上。
[0010]一些實施例中，所述含硼溶液可以包括所述底流物料經(jīng)分離的母液、所述溢流物料經(jīng)分離的母液、含硼鹵水，或它們的任意組合。
[0011]—些實施例中，所述料衆(zhòng)的濃度可以為10wt%至60wt%。
[0012]一些實施例中，固液分離所述底流物料包括以下中的至少一個:自然蒸發(fā)、離心分離、烘干。
[0013]本發(fā)明另一方面提供一種用于富集低品位硼砂礦的系統(tǒng)，按照料流順序包括:破碎設(shè)備，用于破碎低品位硼砂礦；篩分設(shè)備，用于篩分經(jīng)破碎的礦粉，其篩網(wǎng)孔徑為0.5cm至1.5cm ;混料設(shè)備，用于將篩下物料與淡水或含硼溶液混和，形成料漿；水力旋流設(shè)備，用于水力旋流處理所述料漿，獲得底流物料和溢流物料。
[0014]一些實施例中，所述系統(tǒng)還可以包括以下中的一個或多個:初級篩分設(shè)備，其在所述破碎設(shè)備之前，用于初步篩除大塊礦石；二級篩分設(shè)備，其在所述混料設(shè)備之后，用于篩除混料過程中形成的粘土料球；離心設(shè)備，用于離心分離底流物料和/或溢流物料；烘干設(shè)備，用于烘干硼砂精礦。
[0015]本發(fā)明的有益效果包括:利用旋流技術(shù)，物理分離低品位硼砂礦中的雜質(zhì)，無需添加任何化學(xué)試劑或污染物，也不產(chǎn)生污染物質(zhì)，清潔環(huán)保；針對性強，適用于含粘土類、硫酸鹽類、碳酸鹽類和氯化物類雜質(zhì)的低品位硼砂礦的富集生產(chǎn)；通過設(shè)計富集工藝過程條件，可以實現(xiàn)對硼砂礦的有效富集，獲得B2O3含量在25%以上的硼砂精礦；工藝過程簡單，設(shè)備投資少、能耗低，尤其適合礦區(qū)資源地的環(huán)境條件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于富集西藏低品位硼砂礦的工藝路線圖。【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明的一個具體實施例中，該富集工藝適用于富集B2O3含量低于25%的低品位硼砂礦，其中的主要雜質(zhì)為粘土類、硫酸鹽類、碳酸鹽類和氯化物類雜質(zhì)。從經(jīng)濟性角度考慮，可以用于ι?集B2O3含量在3以上，例如為3至24%的低品位砸砂礦。低品位砸砂礦的一個范例為西藏 日喀則礦區(qū)的低品位硼砂礦。
[0018]參考圖1，示出根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例，用于富集西藏低品位硼砂礦的工藝路線。
[0019]首先，粉碎過篩:將低品位硼砂礦粉碎，并用孔徑為0.5cm至1.5cm的篩網(wǎng)過篩，以篩去粒徑大于篩網(wǎng)孔徑的礦料。該步驟可以使用破碎設(shè)備(例如破碎機)和篩分設(shè)備(例如篩分機)進行，其中篩分機的篩網(wǎng)孔徑為0.5cm至1.5cm。
[0020]篩網(wǎng)孔徑過大，則篩下顆粒較大，泵葉容易受到破壞，而且容易堵塞泵眼，使得泵不能正常工作；篩網(wǎng)孔徑過小，則破碎設(shè)備的能耗增大，而且低品位硼礦容易受到破壞，導(dǎo)致回收率降低。再者，由于這種低品位硼砂礦中含有一定量的粘土類物質(zhì)。粘土的粘接性使得在攪拌分散的過程中，可能因攪拌槳的公轉(zhuǎn)和顆粒的自轉(zhuǎn)作用，而形成一定粒度的料球。該料球強度不高但粘性很大，不容易破碎，容易堵塞旋流器，使得生產(chǎn)不能正常進行。將硼礦粗碎過篩可以預(yù)防料球的產(chǎn)生，使得生產(chǎn)更加順暢安全。
[0021]例如，在一些情況中，可以使用孔徑為1.0cm的篩網(wǎng)過篩，以篩去粒徑大于1.0cm的礦料。
[0022]一些情況中，被篩掉的粒徑較大的篩上顆?？梢员环祷刂练鬯闄C，繼續(xù)粉碎。
[0023]隨后，混合料漿:將經(jīng)篩分的篩下物料(其粒徑小于等于篩網(wǎng)孔徑)與淡水或含硼溶液混合，獲得料漿。該步驟可以使用混料設(shè)備進行。例如使用自動上料機將篩下物料定量輸送至攪拌罐，與來自水泵的淡水或含硼溶液配成料漿?？梢酝ㄟ^攪拌使料漿充分混合，例如攪拌0.5至5小時后料漿達到均勻。[0024]一些情況中，料漿的濃度可以為IOwt%至6(^七％。這樣的濃度更適合在后續(xù)旋流步驟中的分離硼砂精礦與雜質(zhì)。
[0025]接著，通過水力旋流料漿，分離雜質(zhì)。硼砂精礦包含在底流物料中，經(jīng)底流口排出；雜質(zhì)包含在溢流物料中，經(jīng)溢流口排除。該步驟可以在水力旋流設(shè)備中完成。例如，使用渣漿泵將混料步驟中混勻的料漿泵送至水力旋流器，在水力旋流器內(nèi)部實現(xiàn)硼砂礦與雜質(zhì)的分離。
[0026]水力旋流器是通過離心沉降原理運行的，其由上部筒體和下部錐體兩大部分組成，為非運動型分離設(shè)備。當(dāng)待分離的料漿(非均相固液混合物)以一定的壓力從旋流器周邊進入旋流器后，被迫作回轉(zhuǎn)運動。由于其受到的離心力、向心浮力、流體曳力等大小不同，料漿中的固體粗顆粒克服水力阻力向器壁運動，并在自身重力的共同作用下，沿器壁螺旋向下運動；細而小的顆粒及大部分水則因所受的離心力小，未及靠近器壁即隨料漿做回轉(zhuǎn)運動。
[0027]在后續(xù)給料的推動下，顆粒粒徑由中心向器壁越來越大，形成分層排列。隨著料漿從旋流器的柱體部分流向錐體部分，流動斷面越來越小。在外層料漿收縮壓迫之下，含有大量細小顆粒的內(nèi)層料漿不得不改變方向，轉(zhuǎn)而向上運動，形成內(nèi)旋流，自溢流管排出，成為溢流；而粗大顆粒則繼續(xù)沿器壁螺旋向下運動，形成外旋流，最終由底流口排出，成為沉砂。從而達到分離分級的目的。從上部溢流管得到粒度細而密度小的溢流產(chǎn)物(或尾礦)，從下部沉砂管得到粒度粗而密度大的沉砂產(chǎn)物(或精礦)。
[0028]旋流設(shè)備簡單實用，效率高，可以實現(xiàn)一定粒度(該實施例中分離的雜質(zhì)粒度可以定量為≥80目)的精確分離。
[0029]最后，固液分離所述底流物料獲得硼砂精礦，如此獲得的硼砂精礦中，B2O3含量可以在25%以上。經(jīng)分離后硼砂精礦產(chǎn)品經(jīng)包裝機打包后即可出售。
[0030]固液分離步驟可以根據(jù)不同情況，使用不同手段進行，例如自然蒸發(fā)、離心分離、烘干，或它們的任意組合。作為一個范例，可以通過使用離心機離心分離底流物料?？蛇x地，還可以使用烘干機烘干經(jīng)分離的固體物料，以獲得硼砂精礦。作為另一個范例，由于西藏地區(qū)分雨季和旱季，旱季時可以直接堆放自然蒸發(fā)曬干即可，這種方式充分利用了自然環(huán)境資源，既節(jié)約了能源，又節(jié)約了人力成本。
[0031]經(jīng)固液分離后的母液可以被返回至混料步驟中，作為含硼溶液與硼砂礦粉混合。溢流物料也可以被固液分離，獲得尾渣和母液，并且該母液也可以被返回至混料步驟的配料系統(tǒng)。
[0032]如此，在一些情況中，含硼溶液可以包括淡水、底流物料經(jīng)分離的母液、溢流物料經(jīng)分離的母液、含硼鹵水，或它們的任意組合。當(dāng)利用旋流后的母液作為旋流介質(zhì)時，可以進一步地提高硼的回收率。例如在本實施例的一些情況中，總硼回收率可以達到70%以上。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例，提供的是用于富集低品位硼砂礦的系統(tǒng)，按照料流順序包括:用于破碎低品位硼砂礦的破碎設(shè)備；用于篩分經(jīng)破碎的礦粉的篩分設(shè)備，其篩網(wǎng)孔徑可以為0.5cm至1.5cm，例如可以使用孔徑為1.0cm的篩網(wǎng)；用于將篩下物料與淡水或含硼溶液混和以形成料漿的混料設(shè)備；用于水力旋流處理所述料漿以獲得底流物料和溢流物料的水力旋流設(shè)備。
[0034]在一些情況中，可以根據(jù)物料性質(zhì)的不同，安排設(shè)備的位置及數(shù)量。例如該系統(tǒng)還可以包括在破碎設(shè)備之前的初級篩分設(shè)備，用于初步篩除大塊礦石，減小破碎設(shè)備的負(fù)荷。在存在粘土料球的情況中，還可以包括在混料設(shè)備之后的二級篩分設(shè)備，用于篩除混料過程中形成的粘土料球，以防堵塞旋流器。當(dāng)需要采用離心手段固液分離物料時，還可以包括在水力旋流設(shè)備之后的離心設(shè)備，用于離心分離底流物料和/或溢流物料，獲得硼砂精礦。當(dāng)需要烘干時，還可以包括烘干機，以將濕的硼砂精礦烘干。
[0035]綜上，該實施例的方案在富集低品位硼砂礦時，可以實現(xiàn)硼砂礦與雜質(zhì)的有效分離，獲得B2O3含量在25%以上的硼砂精礦。這樣的B2O3含量的硼砂精礦在經(jīng)濟效益方面非
常有利。
[0036]本發(fā)明的富集工藝針對性強，適合B2O3含量低于25%，尤其是在3%以上，例如為3%-24%的西藏低品位硼砂礦，尤其是包含粘土類、硫酸鹽類、碳酸鹽類和氯化物類雜質(zhì)的低品位硼砂礦。此外，本發(fā)明工藝簡單、能耗低且設(shè)備投資少。
[0037]實施例1
[0038]西藏低品位硼砂礦:來自西藏日喀則硼礦區(qū)，雜質(zhì)主要包括碳酸鹽(碳酸鈣、碳酸鎂)、氯化鈉、硫酸鈉、粘土，B2O3含量10.36%。
[0039]富集方法:
[0040]粉碎機粉碎；篩網(wǎng)孔徑0.5cm的篩分機篩分，返回篩上物料至粉碎機；篩下物料上料至攪拌罐，與淡水/含硼溶液混成IOwt %的料漿；攪拌0.5小時；以0.02MPa的物料入口壓力進行旋流分離；收集底流物料，離心分離固體，烘干，獲得硼砂精礦；收集溢流物料，離心分離固體尾渣；將離心母液返回攪拌罐。
[0041]硼砂精礦=B2O3含量27.4%。
[0042]實施例2
[0043]西藏低品位硼砂礦:來自西藏日喀則硼礦區(qū)，雜質(zhì)主要包括碳酸鹽(碳酸鈣、碳酸鎂)、氯化鈉、硫酸鈉、粘土，B2O3含量15.17%。
[0044]富集方法:
[0045]粉碎機粉碎；篩網(wǎng)孔徑1.0cm的篩分機篩分，返回篩上物料至粉碎機；篩下物料上料至攪拌罐，與淡水/含硼溶液混成20wt%的料漿；攪拌1.0小時；以0.1OMPa的物料入口壓力進行旋流分離；收集底流物料，離心分離固體，烘干，獲得硼砂精礦；收集溢流物料，離心分離固體尾渣；將離心母液返回攪拌罐。
[0046]硼砂精礦=B2O3含量29.1 %。
[0047]實施例3
[0048]西藏低品位硼砂礦:來自西藏日喀則硼礦區(qū)，雜質(zhì)主要包括碳酸鹽(碳酸鈣、碳酸鎂)、氯化鈉、硫酸鈉、粘土，B2O3含量3.00%。
[0049]富集方法:
[0050]粉碎機粉碎；篩網(wǎng)孔徑1.5cm的篩分機篩分，返回篩上物料至粉碎機；篩下物料上料至攪拌罐，與淡水/含硼溶液混成40wt%的料漿；攪拌1.5小時；以0.30MPa的物料入口壓力進行旋流分離；收集底流物料，離心分離固體，烘干，獲得硼砂精礦；收集溢流物料，離心分離固體尾渣；將離心母液返回攪拌罐。
[0051 ] 硼砂精礦=B2O3含量26.1 %。
[0052] 實施例4[0053]西藏低品位硼砂礦:來自西藏日喀則硼礦區(qū)，雜質(zhì)主要包括碳酸鹽(碳酸鈣、碳酸鎂)、氯化鈉、硫酸鈉、粘土，B2O3含量24.00%。
[0054]富集方法:
[0055]粉碎機粉碎；篩網(wǎng)孔徑1.5cm的篩分機篩分，返回篩上物料至粉碎機；篩下物料上料至攪拌罐，與淡水/含硼溶液混成30wt%的料漿；攪拌2.5小時；以0.25MPa的物料入口壓力進行旋流分離；收集底流物料，離心分離固體，烘干，獲得硼砂精礦；收集溢流物料，離心分離固體尾渣；將離心母液返回攪拌罐。
[0056]硼砂精礦=B2O3含量34.5 %。
[0057]實施例5
[0058]西藏低品位硼砂礦:來自西藏日喀則硼礦區(qū)，雜質(zhì)主要包括碳酸鹽(碳酸鈣、碳酸鎂)、氯化鈉、硫酸鈉、粘土，B2O3含量19.04%。
[0059]富集方法:
[0060]粉碎機粉碎；篩網(wǎng)孔徑Icm的篩分機篩分，返回篩上物料至粉碎機；篩下物料上料至攪拌罐，與淡水/含硼溶液混成60wt%的料漿；攪拌3.5小時；以0.20MPa的物料入口壓力進行旋流分離；收集底流物料，離心分離固體，烘干，獲得硼砂精礦；收集溢流物料，離心分離固體尾渣；將離心母液返回攪拌罐。
[0061 ] 硼砂精礦=B2O3含量28.9 %。
[0062]實施例6
[0063]西藏低品位硼砂礦:來自西藏日喀則硼礦區(qū)，雜質(zhì)主要包括碳酸鹽(碳酸鈣、碳酸鎂)、氯化鈉、硫酸鈉、粘土，B2O3含量6.91%。
[0064]富集方法:
[0065]粉碎機粉碎；篩網(wǎng)孔徑0.5cm的篩分機篩分，返回篩上物料至粉碎機；篩下物料上料至攪拌罐，與淡水/含硼溶液混成35wt%的料漿；攪拌5.0小時；以0.40MPa的物料入口壓力進行旋流分離；收集底流物料，離心分離固體，烘干，獲得硼砂精礦；收集溢流物料，離心分離固體尾渣；將離心母液返回攪拌罐。
[0066]硼砂精礦=B2O3含量30.6 %。 [0067]以上所述本發(fā)明的【具體實施方式】，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所作出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于富集西藏低品位硼砂礦的方法，其特征在于，包括以下步驟: 粉碎所述低品位硼砂礦，并用孔徑為0.5cm至1.5cm的篩網(wǎng)過篩，所述低品位硼砂礦的B2O3含量低于25%，并且包括粘土類、硫酸鹽類、碳酸鹽類和氯化物類雜質(zhì)； 將篩下物料與淡水或含硼溶液混合，獲得料漿； 水力旋流處理所述料漿，獲得底流物料和溢流物料； 固液分離所述底流物料，獲得硼砂精礦，所述硼砂精礦的B2O3含量在25%以上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述低品位硼砂礦為西藏日喀則地區(qū)的低品位砸砂礦。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述低品位硼砂礦的B2O3含量在3%以上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含硼溶液包括所述底流物料經(jīng)分離的母液、所述溢流物料經(jīng)分離的母液、含硼鹵水，或它們的任意組合。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述料衆(zhòng)的濃度為IOwt%至60wt%。
6.如權(quán)利要求 1所述的方法，其特征在于，固液分離所述底流物料采用以下方式中的至少一種:自然蒸發(fā)、離心分離、烘干。
7.一種用于富集西藏低品位硼砂礦的系統(tǒng)，其特征在于，按照料流順序包括: 破碎設(shè)備，用于破碎低品位硼砂礦； 篩分設(shè)備，用于篩分經(jīng)破碎的礦粉，其篩網(wǎng)孔徑為0.5cm至1.5cm ； 混料設(shè)備，用于將篩下物料與淡水或含硼溶液混和，形成料漿； 水力旋流設(shè)備，用于水力旋流處理所述料漿，獲得底流物料和溢流物料。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括以下中的一個或多個: 初級篩分設(shè)備，其在所述破碎設(shè)備之前，用于初步篩除大塊礦石； 二級篩分設(shè)備，其在所述混料設(shè)備之后，用于篩除混料過程中形成的粘土料球； 離心設(shè)備，用于離心分離底流物料和/或溢流物料； 烘干設(shè)備，用于烘干硼砂精礦。
【文檔編號】C01B35/10GK103991878SQ201410210168
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】劉鑫, 董亞萍, 李武, 彭姣玉, 梁建, 楊克力, 林鋒, 劉瑞民, 董乃金 申請人:中國科學(xué)院青海鹽湖研究所