菱镁矿浮选尾矿及废水的再利用
山东耐材恒欣镁业菱镁矿选矿厂于2010 年完 成技术改造并投入运行，现已形成年处理原矿15 万 t 的生产能力。浮选厂是耗水大户，选矿过程中产生 了大量的废水，不仅浪费资源，而且污染环境。因 此，废水利用势在必行。充分利用废水，不仅节约 水资源，而且解决了环境污染，对国内同类企业也 有着极高的参考价值。由于受当前技术、生产工艺 等因素的制约，每年产生的6 万t 尾矿不能利用，占 用大量土地，既污染了环境，又浪费了资源。如何 利用这些浮选尾矿和废水是现在面临的重要研究 课题。
1 选矿工艺
恒欣公司选矿厂入选矿石为东、西2 个采矿场 的二、三级矿的混合矿石，其矿物成分比较复杂，主 要有用矿物是菱镁矿（87.9%），脉石矿物有绿泥石 （2.6%）、云母（3.7%）、滑石（2%）、石英（1.2%），白云 石（2.5%）。脉石矿物在菱镁矿中主要呈粗粒层状 嵌布（80%），部分脉石矿物呈网脉状、柱状、局部粗 粒集结状嵌布。矿石比重2.91 左右，莫氏硬度3.4～ 5。入选矿石主要化学成分有MgO（44%）、CaO （0.9%）、SiO（2 5%）、Fe2O（3 0.7%)、Al2O（3 1.4%)。 现选矿工艺流程为：入选矿石经过“三段一闭 路”破碎，粉矿粒度＜15 mm，合格粉矿经过球磨机 和分级机组成的“一段闭路”磨矿，磨矿浓度70%，分 级溢流浓度30%，细度为-0.074 mm 含量占74%，合 格矿浆流入搅拌桶，然后在矿桨中加入脉石矿物捕 收剂和调整剂，脉石矿物随泡沫上浮，经过“一粗二 扫”反浮选，刮出占总量40%的尾矿，浮选槽中剩余 的为精矿。该工艺简单、易操作，得到的精矿纯度 达不到生产高纯耐火材料的要求。如果得到更高 纯度的精矿，再在矿浆中加入不同脉石矿物的抑制 剂和菱镁矿捕收剂，并进行搅拌、调浆、调温，经过1 次“正浮选”选出菱镁矿精矿，槽中剩余为中矿。
2 尾矿利用
根据菱镁矿浮选尾矿化学成分和物理特性，可 用于生产耐火材料、建筑材料、墙体涂料以及化工 产品。用生料直接生产建筑材料，是利用大量尾矿 的有效途径。
2.1 制作墙体保温砌块
现在建筑用的实心红砖已经禁止生产、使用， 从节能方面考虑，已大量使用保温材料。菱镁矿浮 选尾矿细度达到-0.074 mm，而且大多为碳酸盐矿 物，容易发泡，是生产墙体保温材料的理想原料。 保温砌块的生产工艺流程为：原料→配料→搅拌→ 调浆→浇注→蒸养→切割→养护→检验→包装→ 出厂，其重要工序为浇注、发泡、养生。1）浇注。以 菱镁矿浮选尾矿为主要原料，加结合剂、添加剂以 及其他原料搅拌均匀，然后浇注到模具中成型，表 面要平。2）发泡。成型的料浆用蒸汽进行蒸制，当 料浆的发泡程度达到最大、无自由水并开始下坍的 时候，连同模具一起移出蒸汽锅。3）养生。移出蒸 汽锅的样品置放在室内自然养护48 h，待有一定强 度后脱模，按使用要求切割成各种形状，将切割之 后的试块放在烘干箱中烘干24 h，最后把试块放入 常温自来水中进行养护，到达龄期后取出自然干燥 即可。4）砌块指标。该产品的导热系数较低，为黏 土砖的1/4～1/5，具有良好的保温隔热性能，是一种 节能建筑材料。
砌块重量轻，按不同级别为300～800 kg/m3，仅 为黏土砖的1/3 左右。砌块外观无缺陷、无裂缝，规 格尺寸合格，容重600 kg/m3，强度3.50 MPa。接近 07 级标准，适合做墙体砌块。从试验中看出，浮选 菱镁矿尾矿墙体实体材料在7 d 后抗折强度不再发生变化，抗压强度变化也很小，说明这种方法制备 的墙体实体材料水化快。而且，镁质材料具有质轻 的特点，体积密度小，可减轻建筑物的自重。 这种保温材料密度低、抗折破坏力高、干缩变 形小，可代替红砖，减少了黏土的使用，保护了耕地。 保温砌块的加工过程为：各种原料储备→计量 配料→原料加水混合搅拌→模具准备→浇注→养 护→成品检验→包装→码垛储存→出厂。
2.2 制作轻质空心骨料
镁尾矿是菱镁矿在浮选后抛弃的固体废弃物， 大部分属于碳酸盐类矿物，能与酸反应生成二氧化 碳。试验中可以看到，它们的反应很剧烈。因此确 定用浮选菱镁矿尾矿制备轻质空心骨料，用于制作 墙体保温材料。工业生产工艺流程：配料→搅拌→ 制粒→滚核→养护→筛分→储存→运输。性能参 数：试验室制作的轻质空心骨料的堆积密度为0.93 g/cm3，筒压强度为1.32 MPa。
2.3 制作外墙体涂料
由于菱镁矿浮选尾矿粒度很细，-0.074 mm 达 到80%以上，颜色是白色或浅灰色，可以做成各种颜 色的建筑物涂料，用于外墙体粉刷，起美化作用。
3 废水回收利用
由于选矿工艺不同，对选矿废水的研究方向也 不同，全反浮选流程利用废水相对比较简单，而反 浮选加正浮选流程就复杂一些。
1）全反浮选流程产生的废水中浮选药剂比较 单一；反浮选加的脉石矿物捕收剂和调正剂不会产 生药剂的相互作用，只是固体含量较高，不处理会 影响浮选效果。因此，只要把废水进行沉淀处理就 可以使用，而且处理后的废水可用于浮选厂的所有 用水点。
2）正浮选作业过程产生的废水中浮选药剂比 较复杂，不但有反浮选加的脉石矿物捕收剂和调正 剂，而且还有正浮选的捕收剂、调整剂、抑制剂，反 浮选和正浮选所用的药剂机理完全相反，废水中的 残余药剂相互起着反作用。因此，废水要用于选 矿，一是进行残药处理；二是找出不受残余药剂影 响的用水点；三是反浮选和正浮选的废水分别回 收，沉淀处理后返回原工序使用。从现在的技术 看，进行废水消药处理，费用太高，难以实现。选矿 厂中的所有用水点都是工艺用水，对工艺都有影 响，找不出不受药剂影响的用水点。所以，目前最 经济、最可行、最有效的方法只有分别回收、分别使 用。反浮选的废水可用于球磨机磨矿加水、分级机 调浆水、反浮选泡沫冲洗水；正浮选的废水可用于 正浮选调浆水、正浮选泡沫冲洗水。应特别注意的 是正浮选废水严禁进入反浮选，补加的新水要全部 加到反浮选工序。
4 结语
通过试验研究表明，菱镁矿浮选尾矿可用于生 产建筑材料，不但可以彻底解决给环境带来的污染 问题，还可以变废为宝，替代黏土，保护耕地，节省 土地资源。选矿厂的废水利用，在节约工业用水、 降低生产成本的同时，大大降低了对环境的污染。
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