一种利用尾矿为原料生产染色彩砂的方法
阅读说明：本技术 一种利用尾矿为原料生产染色彩砂的方法 (Method for producing dyed color sand by using tailings as raw materials ) 是由 建方方 李壮豫 刘娥 于 2021-02-10 设计创作，主要内容包括：一种利用尾矿为原料生产染色彩砂的方法,包括用清水对尾矿进行反复洗涤,对洗涤后的尾矿进行湿法筛分,将尾矿的粒度分成10-20目、20-40目、40-80目、80-120目、120-180目,将无机颜料、水、混合乳液和助剂,混配制呈染色剂,分别取出制备相应规格彩砂的尾矿,按照尾矿和染色剂20-25:1的比例,充分搅拌、混匀,放入烘箱中烘干。将干燥好的彩砂经概率筛分级,最终得到符合国家沥青瓦用彩砂(JC/T 1071-2008)标准的人工彩砂。本发明的处理工艺简单,可以实现零排放,处置成本低,附加值高,有较好的经济效益、环境效益。(A method for producing dyed color sand by using tailings as raw materials comprises the steps of repeatedly washing the tailings by using clean water, carrying out wet screening on the washed tailings, dividing the granularity of the tailings into 10-20 meshes, 20-40 meshes, 40-80 meshes, 80-120 meshes and 120-180 meshes, mixing inorganic pigment, water, mixed emulsion and an auxiliary agent to prepare a coloring agent, respectively taking out the tailings with the color sand of corresponding specification, fully stirring and uniformly mixing the tailings according to the proportion of the tailings and the coloring agent of 20-25:1, and drying the tailings in an oven. And (3) classifying the dried colored sand through probability screening to finally obtain the artificial colored sand meeting the national asphalt tile colored sand (JC/T1071-. The method has the advantages of simple treatment process, zero emission, low treatment cost, high added value and better economic and environmental benefits.)
技术领域
本发明涉及尾矿的回收处理资源化利用技术领域，具体的说是一种利用尾矿为原料生产染色彩砂的方法。
背景技术
尾矿就是在矿石开采时，通过浮选出目标组分的矿产品后，所抛弃的，目标组分含量低，无法用于后期生产的碎石和残渣。由于我国有用矿物分布较为分散，各个开采企业的加工技术又非常有限，由此产生了大量的尾矿碎石和残渣。
彩砂作为表面装饰材料，具有色彩鲜明，性能稳定，环保性好等特点，在建筑装饰领域得到广泛应用。目前市面上的彩砂大概可以分为天然彩砂和人工彩砂。天然彩砂是通过直接破碎自然界的有色矿石而获得，但是色泽鲜艳的彩砂，数量稀少，不易获得，价格昂贵，无法满足市场需求。相比天然彩砂，人造彩砂性质稳定，调色方便，价格实惠，可以满足人们的不同需求。
近年来，由于环保要求不断提高，国家强化生态保护工作，对露天矿山的粉尘防治问题进行排查，导致大量环保不达标的砂石厂关闭，制备彩砂的原料难以得到供应。
而尾矿中含有大量的SiO2，且产量大，粒度细，本身又是矿物。但尾矿在矿石目标物质浮选的过程中，往往需要使用大量的浮选药剂来辅助浮选的过程，这些药剂会留存在浮选后剩余的尾矿中，造成尾矿毒性较大，并不适用于以其为原料的工业生产。
因此，如何对尾矿进行合理的处理，使其成为生产彩砂的原料，对于其资源化利用来说实为必要。
发明内容
本发明的技术目的为：提供一种利用尾矿为原料生产染色彩砂的方法，该方法可最大限度的消耗有毒固体废弃物——尾矿，解决尾矿产量大，处置难，人工彩砂原材料短缺的问题，且制备过程不带来二次污染，兼顾经济效益和环境效益，采用本发明的方法制备的染色彩砂颜色多样，性质稳定，成本低廉，符合国家沥青瓦用彩砂（JC/T 1071-2008） 的标准。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种利用尾矿为原料生产染色彩砂的方法，包括以下步骤：
步骤一、采用清水对尾矿进行反复洗涤，以除去其中的残余药剂，制得预处理尾矿，备用；
步骤二、对步骤一制得的预处理尾矿进行湿法筛分，并按照自然粒度筛选出10-20目粒级物料、20-40目粒级物料、40-80目粒级物料、80-120目粒级物料和120-180目粒级物料，备用；
步骤三、分别对步骤二筛选出的物料进行固液分离，并将固液分离后所得固体分装为10-20目粒级尾矿，20-40目粒级尾矿，40-80目粒级尾矿，80-120目粒级尾矿和120-180目粒级尾矿，备用；
步骤四、按照质量比为（0.5~1）：5：（3~5）：2的比例，分别取无机颜料、水、混合乳液和助剂置于搅拌机中，充分搅拌混匀后，制得染色剂，备用；
步骤五、按照质量比为（20-25）：1的比例，分别取步骤三制得的不同粒级尾矿与步骤四制得的染色剂进行混合，充分混匀染色后，制得具有不同规格的染色混配料，备用；
步骤六、将步骤五制得的不同规格染色混配料分别置于温度为80~120 ℃的烘箱中进行干燥处理3~6 h，之后再分别经概率筛再次分级后，即得成品不同粒级规格染色彩砂。
进一步的，在步骤一中，所述的水为普通生产用水。
进一步的，在步骤三中，固液分离后所得固体的含水率不大于35%。
进一步的，在步骤四中，所述的助剂为纤维素醚和憎水剂的混合物。
进一步的，在步骤四中，所述的混合乳液由质量比为（1-4）:（0.8-1.5）的不饱和聚酯树脂和多元醇构成。
进一步的，在步骤六中，所述干燥处理后染色彩砂的含水率小于2%。
本发明的有益效果：
1、本发明的处理工艺简单，可以实现尾矿处理过程零排放，全回收，工艺整体处置成本低，附加值高，解决了尾矿产量大、处置难，人工彩砂原材料短缺、色彩单调的问题。采用尾矿为原料制备得到的人工彩砂颜色多样，性质稳定，成本低廉，符合国家沥青瓦用彩砂（JC/T 1071-2008）的标准，有较好的经济效益和环境效益。
2、本发明的制备工艺，采用清水洗涤的方式，对尾矿中的氰化物等有毒物质进行有效地去除，整个过程脱氰、除溶水药剂效果显著，且可实现尾矿的大规模集中处理，使无法重复利用，且环境污染较大的尾矿由有毒危险废物转化成了可进行回收利用的一般废弃物进行染色彩砂的生产。整个制备过程不仅提高了尾矿的综合利用率，实现了尾矿的无害化、减量化和资源化处理，还可实现零排放、全回收，全程无二次污染，环境友好性强。
附图说明
图1为本发明的制备工艺流程框图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。所述的实验操作过程在未指明情况下均是在常温常压下进行。
一种利用尾矿为原料生产染色彩砂的方法，具体工艺步骤如下：
步骤一、采用清水对尾矿进行反复洗涤、淋洗，以除去其中的残余药剂，制得预处理尾矿，备用；
步骤二、对步骤一制得的预处理尾矿进行湿法筛分，使其按照自然粒度分级，分成粒度为：10-20目粒级物料，20-40目粒级物料，40-80目粒级物料，80-120目粒级物料，120-180目粒级物料，180目及以上粒级物料；其中180目以下的粒级物料用于制备不同规格彩砂的原料；180目以上的粒级物料尾矿，用做制备混凝土发泡材料的原料；
步骤三、分别对步骤二筛选出的物料进行固液分离，使分离后固体的含水率不大于35%，并将固液分离后所得固体分装为10-20目粒级尾矿，20-40目粒级尾矿，40-80目粒级尾矿，80-120目粒级尾矿和120-180目粒级尾矿待用，固液分离出的液体通过水处理，循环再用；
步骤四、按照质量比为（0.5~1）：5：（3~5）：2的比例，分别取无机颜料、水、混合乳液和助剂置于搅拌机中，充分搅拌混匀后，制得染色剂，备用；
所述的无机颜料包括铁红、铁黄、铬绿等，所述的助剂为纤维素醚和憎水剂的混合物。所述的混合乳液由质量比为（1-4）:（0.8-1.5）的不饱和聚酯树脂和多元醇构成。
步骤五、按照质量比为（20-25）：1的比例，分别取步骤三制得的不同粒级尾矿与步骤四制得的染色剂进行混合，充分混匀染色后，制得具有不同规格的染色混配料，备用；
步骤六、将步骤五制得的不同规格染色混配料分别置于温度为80~120 ℃的烘箱中进行干燥处理3~6 h，得到含水率小于2%的物料，之后再分别经概率筛再次分级后，即得符合国家沥青瓦用彩砂（JC/T 1071-2008） 标准的成品不同粒级规格染色彩砂。
实施例1
本实施例选用的尾矿来自于河南灵宝市豫灵镇的黄金尾矿，对矿区的尾矿成分进行化学成分分析，结果如下表1所示。
表1河南三门峡灵宝豫灵镇黄金尾矿化学成分分析
TFe
SiO<sub>2</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
CaO
SO<sub>3</sub>
5.106
74.556
7.038
3.061
0.471
从表1中可以看出该尾矿中含有大量的SiO2和一定量的Fe、AL、Ca元素，可用于制备人工染色彩砂。
本实施例的具体制备工艺为：
采用清水对将该矿区的尾矿进行反复洗涤预处理，除去尾矿中的残余药剂，使其符合国家建筑用砂（GB/T 14684-2001）的标准；将处理好的黄金尾矿进行湿法筛分，按照10-20目，20-40目，40-80目，80-120目，120-180目，180目及以上分级。将分级好的黄金尾矿固液分离，得到含水率不大于35%的黄金尾矿滤饼，其中10-20目，20-40目，40-80目，80-120目，120-180目的粒级物料留作制备人工彩砂的原料，180目及以上的粒级物料用做制备混凝土发泡材料的原料；液体通过水处理，循环再用。
称取5g氧化铁红放入烧杯中加入50ml水，30ml混合乳液（包括19ml不饱和聚酯树脂和11ml多元醇）和20ml助剂混匀，制备染色剂。取出制备相应彩砂规格的黄金尾矿（如80-120目）2100g放入烧杯中。将2100g黄金尾矿倒入染色剂中充分搅拌、混匀，将混合物料放入100 ℃ 烘箱中干燥5 h。将干燥好的彩砂，经过概率筛分级，最终得到符合国家沥青瓦用彩砂（JC/T 1071-2008）标准的以黄金尾矿为原料的红色人工彩砂。
实施例2
本实施例选用的尾矿来自于河南省洛阳市的栾川铁尾矿，对矿区的尾矿成分进行化学成分分析，结果如下表2所示。
表2河南洛阳栾川铁尾矿化学成分分析
从表2中可以看出该尾矿中含有大量的SiO2和一定量的Fe、AL、Ca元素，可用于制备人工染色彩砂。
本实施例的具体制备工艺为：
采用清水对将该矿区的尾矿进行反复洗涤预处理，除去尾矿中的残余药剂，使其符合国家建筑用砂（GB/T 14684-2001）的标准；将处理好的铁尾矿进行湿法筛分，按照10-20目，20-40目，40-80目，80-120目，120-180目，180目及以上分级。将分级好的黄金尾矿固液分离，得到含水率不大于35%的黄金尾矿滤饼，其中10-20目，20-40目，40-80目，80-120目，120-180目的粒级物料留作制备人工彩砂的原料，180目及以上的粒级物料用做制备混凝土发泡材料的原料；液体通过水处理，循环再用。
称取8g氧化铁黄放入烧杯中加入50ml水，40ml混合乳液（包括29ml不饱和聚酯树脂和11ml多元醇）和20ml助剂混匀，制备染色剂。取出制备相应彩砂规格的铁尾矿（如20-40目）2600g放入烧杯中。将2600g铁尾矿倒入染色剂中充分搅拌、混匀。将混合物料放入80 ℃烘箱中干燥6 h。将干燥好的彩砂，经过概率筛分级，最终得到符合国家沥青瓦用彩砂（JC/T1071-2008） 标准的以铁尾矿为原料的黄色人工彩砂。
实施例3
本实施例选用的尾矿来自于河南洛阳市栾川钼尾矿，对矿区的尾矿成分进行化学成分分析，结果如下表3所示。
表3河南洛阳栾川钼尾矿化学成分分析
TFe
SiO<sub>2</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
CaO
SO<sub>3</sub>
3.214
72.742
13.216
1.183
0.422
从表3中可以看出该尾矿中含有大量的SiO2和一定量的Fe、AL、Ca元素，可用于制备人工染色彩砂。
本实施例的具体制备工艺为：
采用清水对将该矿区的尾矿进行反复洗涤预处理，除去尾矿中的残余药剂，使其符合国家建筑用砂（GB/T 14684-2001）的标准；将处理好的钼尾矿进行湿法筛分，按照10-20目，20-40目，40-80目，80-120目，120-180目，180目及以上分级。将分级好的黄金尾矿固液分离，得到含水率不大于35%的黄金尾矿滤饼，其中10-20目，20-40目，40-80目，80-120目，120-180目的粒级物料留作制备人工彩砂的原料，180目及以上的粒级物料用做制备混凝土发泡材料的原料；液体通过水处理，循环再用。
称取10g铬绿放入烧杯中加入50ml水，50ml混合乳液（包括27.8ml不饱和聚酯树脂和22.2ml多元醇）和20ml助剂混匀，制备染色剂。取出制备相应彩砂规格的钼尾矿（如40-80目）3200g放入烧杯中。将3200g钼尾矿倒入染色剂中充分搅拌、混匀。将混合物料放入180℃烘箱中干燥3 h。将干燥好的彩砂，经过概率筛分级，最终得到符合国家沥青瓦用彩砂（JC/T 1071-2008） 标准的以铁尾矿为原料的绿色人工彩砂。
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