本發(fā)明涉及礦山廢料處理，特別是涉及一種礦山廢料梯度分選礦化處理裝置及處理方法。

背景技術(shù)：

1、礦山廢料是指采礦產(chǎn)生的副產(chǎn)品，一般直接遺棄在采礦區(qū)域。礦山廢料中通常含有少量的鐵、鈦或稀土元素等礦物，直接遺棄會(huì)造成資源浪費(fèi)；此外廢料一般呈酸性，長期堆積的廢料會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境。

2、現(xiàn)有技術(shù)采用破碎、磁選等方式對(duì)礦山廢料中的礦物進(jìn)行分選回收，但回收率一般不足50％，其他處理方式例如深土填埋等等，通常處理成本高昂，且仍然會(huì)造成環(huán)境污染。

3、有鑒于此，如何提供一種高效回收礦山廢料的礦物并避免影響環(huán)境的礦山廢料處理裝置及方法，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種礦山廢料梯度分選礦化處理裝置及處理方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種礦山廢料梯度分選礦化處理裝置，包括：

3、預(yù)處理單元，用于將礦山廢料破碎至粉狀礦石顆粒；

4、梯度分選單元，用于將粉狀礦石顆粒分選為礦物料和尾料；

5、礦化處理單元，用于將尾料礦化并形成非酸性排放料。

6、進(jìn)一步的，所述預(yù)處理單元包括：

7、顎式破碎機(jī)，用于將礦山廢料破碎為粒度≤10mm的粗顆粒礦石；

8、立式輥磨機(jī)，通過第一鏈板輸送機(jī)與所述顎式破碎機(jī)的出料口連通，所述立式輥磨機(jī)用于將粗顆粒礦石輥磨為細(xì)顆粒礦石，所述細(xì)顆粒礦石粒度≤0.074mm，比表面積≥400m2/kg；

9、超聲波分散器，通過第一氣力輸送管道與所述立式輥磨機(jī)的出料口連通，所述超聲波分散器用于將細(xì)顆粒礦石分散為粉狀礦石顆粒，所述粉狀礦石顆粒無團(tuán)聚，zeta電位≤-30mv。

10、進(jìn)一步的，所述梯度分選單元包括：

11、永磁筒式磁選機(jī)，具有水平設(shè)置的磁選筒，所述超聲波分散器的出料口與第二氣力輸送管道的一端連通，所述第二氣力輸送管道的另一端對(duì)應(yīng)所述磁選筒；所述永磁筒式磁選機(jī)用于截留粉狀礦石顆粒中的鐵礦物料，并形成第一尾料；

12、振動(dòng)式給料機(jī)，設(shè)置于所述第二氣力輸送管道的另一端。

13、進(jìn)一步的，所述梯度分選單元還包括：

14、浮選槽，通過螺旋輸送機(jī)與所述永磁筒式磁選機(jī)的出料口連通，所述浮選槽內(nèi)投入丁基黃藥，用于截留第一尾料中的貴金屬礦物料并形成第二尾料。

15、進(jìn)一步的，所述梯度分選單元還包括：

16、板框壓濾機(jī)，用于將第二尾料脫水并壓制為濾餅；

17、酸浸反應(yīng)器，所述酸浸反應(yīng)器內(nèi)投入h2so4，用于提取所述濾餅中的鈾、稀土礦物料并形成酸浸料渣。

18、進(jìn)一步的，所述礦化處理單元包括：

19、生物礦化反應(yīng)器，通過密封式螺旋輸送機(jī)與所述酸浸反應(yīng)器的出料口連通，所述生物礦化反應(yīng)器內(nèi)混合培養(yǎng)硫酸鹽還原菌與耐酸芽孢桿菌，所述生物礦化反應(yīng)器用于將酸浸料渣厭氧反應(yīng)為硫化物沉淀漿液。

20、進(jìn)一步的，所述礦化處理單元還包括：

21、離心機(jī)，與所述生物礦化反應(yīng)器的出液口連通，所述離心機(jī)用于將硫化物沉淀漿液離心為固相料和清液；

22、二氧化碳礦化塔，所述離心機(jī)的固相出口通過第三氣力輸送管道與二氧化碳礦化塔連通，所述二氧化碳礦化塔通過羅茨風(fēng)機(jī)將二氧化碳?xì)怏w從塔底氣體分布器注入，二氧化碳?xì)怏w與固相料反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀廢料。

23、進(jìn)一步的，所述礦化處理單元還包括：

24、帶式干燥機(jī)，通過第二鏈板輸送機(jī)與所述二氧化碳礦化塔的出料口連通；

25、熱脫附爐，與所述帶式干燥機(jī)的出料口通過第四氣力輸送管道連通，所述熱脫附爐用于去除碳酸鈣沉淀廢料中的揮發(fā)性有機(jī)物，所述碳酸鈣沉淀廢料熱脫附后形成非酸性排放料。

26、進(jìn)一步的，還包括資源化利用單元，所述資源化利用單元包括：

27、雙軸混料機(jī)，用于將非酸性排放料與水泥熟料混合；

28、液壓壓磚機(jī)，用于將非酸性排放料和水泥熟料的混合料壓制成礦渣水泥磚。

29、本發(fā)明還提供一種礦山廢料梯度分選礦化處理方法，應(yīng)用所述礦山廢料梯度分選礦化處理裝置，包括以下步驟：

30、s1：顎式破碎機(jī)將礦山廢料破碎為粗顆粒礦物，立式輥磨機(jī)將粗顆粒礦石輥磨為細(xì)顆粒礦石，超聲波分散器將細(xì)顆粒礦石分散為粉狀礦石顆粒；

31、s2：將粉狀礦石顆粒均勻分散到永磁筒式磁選機(jī)的磁選筒外表面，磁選筒將粉狀礦石顆粒中的鐵礦物料吸附截留，其余粉狀礦石顆粒形成第一尾料；

32、s3：將第一尾料通過螺旋輸送機(jī)送入浮選槽，向浮選槽內(nèi)投入丁基黃藥并通過石灰乳將ph調(diào)節(jié)為8.5，截留第一尾料中的貴金屬礦物料并形成第二尾料；

33、s4：板框壓濾機(jī)將第二尾料脫水并壓制為濾餅，將濾餅置入酸浸反應(yīng)器，向酸浸反應(yīng)器內(nèi)投入h2so4提取所述濾餅中的鈾、稀土礦物料并形成酸浸料渣；

34、s5：酸浸料渣通過密封式螺旋輸送機(jī)進(jìn)入生物礦化反應(yīng)器，所述生物礦化反應(yīng)器內(nèi)混合培養(yǎng)硫酸鹽還原菌與耐酸芽孢桿菌，在ph6.5-7.0，溫度35℃，厭氧環(huán)形下，將酸浸料渣厭氧反應(yīng)為硫化物沉淀漿液；

35、s6：離心機(jī)將硫化物沉淀漿液離心為固相料和清液，固相料通過第三氣力輸送管道送入二氧化碳礦化塔，通過羅茨風(fēng)機(jī)將二氧化碳?xì)怏w從塔底氣體分布器注入，二氧化碳?xì)怏w與固相料反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀廢料；

36、s7：通過第二鏈板輸送機(jī)和帶式干燥機(jī)將碳酸鈣沉淀廢料送入熱脫附爐，熱脫附爐去除碳酸鈣沉淀廢料中的揮發(fā)性有機(jī)物，所述碳酸鈣沉淀廢料熱脫附后形成非酸性排放料，非酸性排放料含水率≤5％，重金屬浸出濃度<0.05mg/l；

37、s8：將非酸性排放料與水泥熟料混合，并利用液壓壓磚機(jī)壓制成礦渣水泥磚。

38、本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

39、本發(fā)明通過預(yù)處理-梯度分選-生物礦化-資源化協(xié)同工藝，系統(tǒng)性解決了傳統(tǒng)礦山廢料處理中分選效率低、二次污染嚴(yán)重、資源化不足的問題，礦山廢料處理后重金屬固化率≥90％，co2礦化量≥0.5t/t廢料。此外，本發(fā)明將非酸性排放料與水泥熟料混合，并利用液壓壓磚機(jī)壓制成礦渣水泥磚，礦渣水泥抗壓強(qiáng)度≥42.5mpa，綜合利用率提升至≥85％，兼具環(huán)保性與經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)，具有良好的應(yīng)用前景和廣泛的適用范圍。

技術(shù)特征：

1.一種礦山廢料梯度分選礦化處理裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦山廢料梯度分選礦化處理裝置，其特征在于，所述預(yù)處理單元包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦山廢料梯度分選礦化處理裝置，其特征在于，所述梯度分選單元包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種礦山廢料梯度分選礦化處理裝置，其特征在于，所述梯度分選單元還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種礦山廢料梯度分選礦化處理裝置，其特征在于，所述梯度分選單元還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種礦山廢料梯度分選礦化處理裝置，其特征在于，所述礦化處理單元包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種礦山廢料梯度分選礦化處理裝置，其特征在于，所述礦化處理單元還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種礦山廢料梯度分選礦化處理裝置，其特征在于，所述礦化處理單元還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種礦山廢料梯度分選礦化處理裝置，其特征在于，還包括資源化利用單元，所述資源化利用單元包括：

10.一種礦山廢料梯度分選礦化處理方法，其特征在于，應(yīng)用權(quán)利要求9所述的礦山廢料梯度分選礦化處理裝置，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種礦山廢料梯度分選礦化處理裝置及處理方法，涉及礦山廢料處理技術(shù)領(lǐng)域，包括：預(yù)處理單元，用于將礦山廢料破碎至粉狀礦石顆粒；梯度分選單元，用于將粉狀礦石顆粒分選為礦物料和尾料；礦化處理單元，用于將尾料礦化并形成非酸性排放料。通過預(yù)處理?梯度分選?生物礦化?資源化協(xié)同工藝，系統(tǒng)性解決了傳統(tǒng)礦山廢料處理中分選效率低、二次污染嚴(yán)重、資源化不足的問題，礦山廢料處理后重金屬固化率≥90％，CO<subgt;2</subgt;礦化量≥0.5t/t廢料。此外，本發(fā)明將非酸性排放料與水泥熟料混合，并利用液壓壓磚機(jī)壓制成礦渣水泥磚，礦渣水泥抗壓強(qiáng)度≥42.5MPa，綜合利用率提升至≥85％，兼具環(huán)保性與經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)，具有良好的應(yīng)用前景和廣泛的適用范圍。

技術(shù)研發(fā)人員：楊柳華,李振華,王浩浩,王欽亭,李鵬,李振濤,陳友良,鄭宇,劉希亮,陳新明,焦華喆,牛豪爽,楊金金
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15