權(quán)利要求

1.金屬礦山采掘廢石綜合回收工藝，其特征在于，包括以下步驟：

S1.預(yù)處理制粒：將金屬礦山采掘廢石破碎，并篩選得到粗粒、細粒和微細粒級物料；將微細粒級物料作為井下充填料使用，其余物料備用；

S2.選別：將粗粒通過光電選礦方式分選出金屬礦石和廢石，分選出的廢石加工為建筑用碎石；將細粒級物料通過重力選礦方式分選出金屬礦石和廢石，分選出的廢石備用；以上兩種方式分選出的金屬礦石合并后送入礦廠進行加工處理；

S3.制砂整形：將通過重力選礦分選出的廢石經(jīng)砂粒整形和篩分，加工成建筑用石粉、細砂和粗砂。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦山采掘廢石綜合回收工藝，其特征在于，所述粗粒級物料的粒度大小為(+15-26)mm，所述細粒級物料的粒度大小為(+1-6)mm，所述微細粒級物料的粒度大小為-1mm以下。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦山采掘廢石綜合回收工藝，其特征在于，所述采掘廢石的粒度≤500mm，其中硫平均含量＞0.5％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦山采掘廢石綜合回收工藝，其特征在于，步驟S1中所述預(yù)處理制粒階段采用兩段兩閉路的破碎洗礦篩分流程，第一段破碎采用顎式破碎機，排礦口寬度為80～100mm，最大產(chǎn)品粒度為150mm；

第二段破碎，+26mm以上粒級采用圓錐破碎機，緊邊排礦口寬度為25～40mm；(+6～15)mm粒級采用反擊式破碎機，破碎腔間隙為15～20mm；

閉路洗礦篩分選用三層圓振篩，上層篩孔大小為26mm，中層篩孔大小為15mm、下層篩孔大小為6mm；

通過篩分得到(0～6)mm、(+6～15)mm和(+15～26)mm三種粒級的篩下產(chǎn)品，(+6～15)mm和+26mm物料分別返回各自的第二段破碎機，(+15～26)mm物料送至光電選礦；(0～6)mm物料送中頻直線振動篩脫去-1mm以下的礦泥及水，產(chǎn)出(1～6)mm物料輸送至重力選礦；產(chǎn)出的(0～1)mm物料經(jīng)濃密、脫水、攪拌等制作成井下充填料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬礦山采掘廢石綜合回收工藝，其特征在于，所述顎式破碎機的排礦口寬度為90mm，所述圓錐破碎機的緊邊排礦口寬度為32mm，所述反擊式破碎機的破碎腔間隙為15mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦山采掘廢石綜合回收工藝，其特征在于，所述重力選礦設(shè)備為鋸齒波跳汰機，隔膜沖程為50～60mm，沖次為100～120次/min；所述光電選礦設(shè)備為光電、圖像雙能X射線分選機，輻射劑量＜0.25usv/h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦山采掘廢石綜合回收工藝，其特征在于，步驟S3中砂粒整形和篩分選取一段制砂+閉路篩分流程，整形設(shè)備為沖擊式破碎機，篩分設(shè)備為三層微粉篩，上層篩孔4.75mm，中層篩孔2.36mm，下層篩孔0.5mm；

具體步驟為：將1～6mm物料輸送至立軸制砂機，整形后送至微粉篩篩分，產(chǎn)出0～0.5mm石粉、0.5～2.36mm細砂和2.36～4.75mm粗砂三種粒級的砂石產(chǎn)品；篩上4.75～6mm粒級物料返回立軸制砂機重新進行篩分。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬礦山綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及金屬礦山采掘廢石綜合回收工藝。

背景技術(shù)

我國是礦產(chǎn)資源大國，也是礦業(yè)大國。在金屬地下礦山建設(shè)與采礦期間產(chǎn)生的低品位圍巖(本申請中簡稱為采掘廢石)大量堆存，不僅造成含有的低品位金屬硫化礦物的大量浪費，而且對環(huán)境造成巨大的破壞，增加安全生產(chǎn)的壓力。

隨著我國社會建設(shè)的大規(guī)模和高速度發(fā)展，建筑用砂石的需求旺盛，傳統(tǒng)的大量開采天然砂導(dǎo)致了嚴(yán)重的生態(tài)破壞，天然砂開始限制開采，因此機制砂將獲得大量生產(chǎn)，但是傳統(tǒng)的劈山炸石制砂引發(fā)的環(huán)境、安全問題非常突出。

我國金屬地下礦山圍巖成份大多是碳酸鹽、花崗巖型，主要成分為石灰石、方解石、石英石、少量長石等非金屬礦物，因此采掘廢石具有天然可利用的條件，但由于經(jīng)濟價值相對較小，產(chǎn)量大、成分復(fù)雜、難處理，所以造成目前國內(nèi)外尚未有開發(fā)利用的生產(chǎn)案例。

金屬地下礦山采掘廢石中含有少量的金屬礦物，這些金屬礦物主要以金屬硫化礦的形式存在。目前急需一種工藝，能夠通過分離富集這些金屬硫化礦，既可以得到可經(jīng)濟利用的金屬硫化礦，又可以脫除廢石中的硫元素，獲得重金屬和折合的三氧化硫含量都能滿足建筑用砂石標(biāo)準(zhǔn)的廢石。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，本發(fā)明提供了金屬礦山采掘廢石綜合回收工藝。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

金屬礦山采掘廢石綜合回收工藝，包括以下步驟：

S1.預(yù)處理制粒：將金屬礦山采掘廢石破碎，并篩選得到粗粒、細粒和微細粒級物料；將微細粒級物料作為井下充填料使用，其余物料備用；

S2.選別：將粗粒通過光電選礦方式分選出金屬礦石和廢石，分選出的廢石加工為建筑用碎石；將細粒級物料通過重力選礦方式分選出金屬礦石和廢石，分選出的廢石備用；以上兩種方式分選出的金屬礦石合并后送入礦廠進行加工處理；

特別的，所述建筑用廢石粒徑優(yōu)選為+10mm以上，通過光電選礦方式分選出的廢石加工成建筑用碎石過程中，粒徑為-10mm的物料可以進入步驟S3中進行制砂。

S3.制砂整形：將通過重力選礦分選出的廢石經(jīng)砂粒整形和篩分，加工成建筑用石粉、細砂和粗砂。

進一步地，所述粗粒級物料的粒度大小為(+15-26)mm，所述細粒級物料的粒度大小為(+1-6)mm，所述微細粒級物料的粒度大小為-1mm以下。

進一步地，所述采掘廢石的粒度≤500mm，其中硫平均含量＞0.5％。

具體地，步驟S1中所述預(yù)處理制粒階段采用兩段兩閉路的破碎洗礦篩分流程，第一段破碎采用顎式破碎機，排礦口寬度為80～100mm，最大產(chǎn)品粒度為150mm；

第二段破碎，+26mm以上粒級采用圓錐破碎機，緊邊排礦口寬度為25～40mm；(+6～15)mm粒級采用反擊式破碎機，破碎腔間隙為15～20mm；

閉路洗礦篩分選用三層圓振篩，上層篩孔大小為26mm，中層篩孔大小為15mm、下層篩孔大小為6mm；

通過篩分得到(0～6)mm、(+6～15)mm和(+15～26)mm三種粒級的篩下產(chǎn)品，(+6～15)mm和+26mm物料分別返回各自的第二段破碎機，(+15～26)mm物料送至光電選礦；(0～6)mm物料送中頻直線振動篩脫去-1mm以下的礦泥及水，產(chǎn)出(1～6)mm物料輸送至重力選礦；產(chǎn)出的(0～1)mm物料經(jīng)濃密、脫水、攪拌等制作成井下充填料。

本發(fā)明的預(yù)處理制粒階段，通過選擇合理的破碎洗礦篩分流程產(chǎn)生滿足金屬礦物集合體與脈石單體解離的物料粒度，產(chǎn)生符合選別粒度的破碎產(chǎn)品，并且把常規(guī)破碎流程中產(chǎn)生的(+6-15mm)粒級物料采用閉路破碎到-6mm粒級。

優(yōu)選地，所述顎式破碎機的排礦口寬度為90mm，所述圓錐破碎機的緊邊排礦口寬度為32mm，所述反擊式破碎機的破碎腔間隙為15mm。

具體地，所述重力選礦設(shè)備為鋸齒波跳汰機，隔膜沖程為50～60mm，沖次為100～120次/min；所述光電選礦設(shè)備為光電、圖像雙能X射線分選機，輻射劑量＜0.25usv/h。

本發(fā)明根據(jù)不同粒級的物料采用不同的物理選礦設(shè)備，采用大沖程高沖次的跳汰機可以實現(xiàn)小比重差的礦物與脈石的有效分離，且跳汰機采用變頻電機+變頻器實現(xiàn)調(diào)節(jié)沖次，可以達到更好的效果。

細粒級物料經(jīng)跳汰機分選，有用礦物作業(yè)富集比平均可達5倍以上，回收率≥60％，選出的廢石中硫含量≤0.5％。粗粒級物料通過光選機分選，選出礦石中有用礦物作業(yè)富集比平均可達7倍以上，回收率≥65％以上；廢石拋廢率≥80％，選出廢石中含硫量≤0.5％。

進一步地，步驟S3中砂粒整形和篩分選取一段制砂+閉路篩分流程，整形設(shè)備為沖擊式破碎機，篩分設(shè)備為三層微粉篩，上層篩孔4.75mm，中層篩孔2.36mm，下層篩孔0.5mm；

具體步驟為：將1～6mm物料輸送至立軸制砂機，整形后送至微粉篩篩分，產(chǎn)出0～0.5mm石粉、0.5～2.36mm細砂和2.36～4.75mm粗砂三種粒級的砂石產(chǎn)品；篩上4.75～6mm粒級物料返回立軸制砂機重新進行篩分。

通過本發(fā)明所述工藝處理得到的建筑用碎石和砂石，其粒度、粒型、有益有害物質(zhì)成分均符合《GB/T14685建設(shè)用卵石、碎石》和《GB/T14684建設(shè)用砂》標(biāo)準(zhǔn)。

利用本發(fā)明所述金屬礦山采掘廢石綜合回收工藝，通過分離富集這些金屬硫化礦，既可以綜合回收采掘廢石中的銅、鉛、鋅等有價金屬，又可以脫除廢石中的硫元素，還為礦區(qū)周邊國民經(jīng)濟建設(shè)提供穩(wěn)定的建筑用砂和碎石來源；而且實現(xiàn)了采掘廢石“零”堆存，破解采掘廢石堆放占用土地資源、安全環(huán)保管理難題，也為選礦廠細粒級浮選尾砂充填到井下提供了采掘空區(qū)，為建設(shè)無尾礦庫礦山奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

為了更好地理解和實施，下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述金屬礦山采掘廢石綜合回收工藝的流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明中選用的所有材料、試劑和儀器都為本領(lǐng)域熟知的，但不限制本發(fā)明的實施，其他本領(lǐng)域熟知的一些試劑和設(shè)備都可適用于本發(fā)明以下實施方式的實施。

實施例

本實施例是采用某鉛鋅礦山采掘廢石，制備建筑用砂石同時回收其中的方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦。

對采用的某鉛鋅礦山采掘廢石進行多元素分析，結(jié)果見表1。

表1采掘廢石主要元素含量(％)

分析表明采掘廢石中硫含量(按SO3質(zhì)量計)達到1.5％，超過標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，鉛、鋅含量較高，具有較好的綜合回收價值。同時，粒度分析表明，該采掘廢石最大粒度450mm。

本實施例所述的綜合回收工藝，具體包括以下步驟：

S1.預(yù)處理制粒：將金屬礦山采掘廢石破碎，并篩選得到粗粒、細粒和微細粒級物料；將微細粒級物料作為井下充填料使用，其余物料備用；

具體采用兩段兩閉路的破碎洗礦篩分流程，第一段破碎采用顎式破碎機，排礦口寬度為90mm，最大產(chǎn)品粒度為150mm；第二段破碎，+26mm以上粒級采用圓錐破碎機，緊邊排礦口寬度為32mm；(+6～15)mm粒級采用反擊式破碎機，破碎腔間隙為15mm；

閉路洗礦篩分選用三層圓振篩，上層篩孔大小為26mm，中層篩孔大小為15mm、下層篩孔大小為6mm；

通過篩分得到(0～6)mm(微細粒)、(+6～15)mm(細粒)和(+15～26)mm(粗粒)三種粒級的篩下產(chǎn)品，(+6～15)mm和+26mm物料分別返回各自的第二段破碎機，(+15～26)mm物料送至光電選礦；(0～6)mm物料送中頻直線振動篩脫去-1mm以下的礦泥及水，產(chǎn)出(1～6)mm物料輸送至重力選礦；產(chǎn)出的(0～1)mm物料經(jīng)濃密、脫水、攪拌等制作成井下充填料。

S2.選別：將粗粒通過光電選礦方式分選出金屬礦石和廢石，分選出的廢石加工為建筑用碎石；將細粒級物料通過重力選礦方式分選出金屬礦石和廢石，分選出的廢石備用；以上兩種方式分選出的金屬礦石合并后送入礦廠進行加工處理；

本實施例中所述重力選礦設(shè)備為鋸齒波跳汰機，隔膜沖程為50～60mm，沖次為100～120次/min；所述光電選礦設(shè)備為光電、圖像雙能X射線分選機，輻射劑量＜0.25usv/h。

光電選得到的廢石經(jīng)一段閉路破碎篩分，破碎設(shè)備為反擊式破碎機，破碎腔間隙為15mm，篩分設(shè)備為單層篩分，篩孔大小為10mm。分篩得到+10mm的碎石可以用作建筑用碎石，得到-10mm的物料可以加工為建筑用砂石。

制砂整形：將通過重力選礦分選出的廢石脫水篩分后，與光電選廢石經(jīng)處理后-10mm的物料一起經(jīng)砂粒整形和篩分，加工成建筑用石粉、細砂和粗砂。

具體的，砂粒整形和篩分選取一段制砂+閉路篩分流程，整形設(shè)備為沖擊式破碎機，篩分設(shè)備為三層微粉篩，上層篩孔4.75mm，中層篩孔2.36mm，下層篩孔0.5mm；

將1～6mm物料輸送至立軸制砂機，整形后送至微粉篩篩分，產(chǎn)出(0～0.5)mm石粉、(0.5～2.36)mm細砂和(2.36～4.75)mm粗砂三種粒級的砂石產(chǎn)品；篩上(4.75～6)mm粒級物料返回立軸制砂機重新進行篩分。

將上述步驟S2中通過重選和光電選得到硫化金屬礦石合并為礦石，產(chǎn)率約為10％，其多元素分析結(jié)果詳見表2。

表2礦石產(chǎn)品多元素分析結(jié)果(％)

將上述步驟S3中重選得到廢石經(jīng)脫水篩分后，與光電選廢石經(jīng)一段閉路破碎篩分后得到的-10mm廢石合并，合并后的廢石產(chǎn)率約為75％，其多元素分析結(jié)果詳見表3。

表3合并后的廢石多元素分析結(jié)果(％)

經(jīng)過以上處理，最終得到粗砂產(chǎn)品粒度為(+2.36～4.75)mm，總產(chǎn)率為30％，細砂產(chǎn)品粒度為(+0.5mm～2.36)mm，總產(chǎn)率為25％，石粉產(chǎn)品粒度為-0.5mm，總產(chǎn)率為20％。

通過以上工藝處理，將所述鉛鋅礦山采掘廢石中硫含量(按SO3質(zhì)量計)降低至0.46％，同時將鉛鋅金屬富集至選出的礦石中，最終產(chǎn)出各粒級合格砂石，實現(xiàn)了該采掘廢石的資源最大化利用。

本發(fā)明并不局限于上述實施方式，如果對本發(fā)明的各種改動或變形不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變動。

全文PDF

金屬礦山采掘廢石綜合回收工藝.pdf