易运来

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

某选金尾矿回收超细绢云母工艺及产品应用研究

易运来

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

从选金尾矿(以下简称“给矿”)中回收超细绢云母粉工艺是近些年发展起来的一项资源综合利用的新工艺。文章从给矿的工艺矿物学入手,介绍了给矿的矿物组成及回收工艺的工作原理,并探讨了超细绢云母粉在橡胶、塑料、涂料等领域中的应用情况。

超细绢云母;尾矿;橡胶

某金矿选矿尾矿中含有大量绢云母资源,未经回收就排入尾矿库,不仅资源流失,而且对矿山周围环境产生一定的危害。从保护环境和综合利用矿产资源的角度出发,对其选金尾矿回收绢云母粉及对产品应用进行了研究。通过有效的分级、浓缩、压滤技术和独特的干燥手段,得到了小于3μm的超细绢云母粉,其产品在橡胶、塑料、涂料等行业进行了广泛的应用试验,结果表明超细绢云母粉具有优良的理化性能,可取代或部分取代白炭黑及半补强炭黑。

1 尾矿性质

尾矿多元素分析结果及其矿物组成见表1、表2。

表1 尾矿多元素分析结果%

化学多元素分析的结果表明:矿石主要的化学成分是SiO2、Al2O3、Na2O、K2O及CaO等;S的含量0.11%,As 0.003 4%;Cu、Pb、Zn含量极低。

表2 尾矿中主要矿物及其相对含量%

试验矿样为粉末尾矿样,主要为脉石矿物,金属矿物极少,主要为黄铜矿、方铅矿、磁铁矿、赤铁矿,含有微量的毒砂;制成油浸片在镜下观察,主要脉石矿物为石英,其次为黑云母、白云母(绢云母)、方解石、粘土矿物、石膏等。各矿物的相对含量见表2。经工艺矿物学研究可知绢云母解离度已达83.12%。

2 工艺流程

入选物料在尾矿库中有一个自然分级的过程,故尾矿粒度细,绢云母解离度已达83.12%,不需磨矿可直接进入选别,这也为回收绢云母提供了有利条件。回收原则工艺流程如图1所示,产品的技术指标见表3。生产出来的超细绢云母粉呈微细鳞片状,粒径小、径厚比大;化学、物理性质稳定,耐酸碱、耐老化、绝缘、抗紫外线、隔热、阻燃等性能优良;具有丝绢或腊状光泽,表面滑腻,容易分散,具有优越的应用性能。

图1 绢云母回收工艺原则流程

表3 分级绢云母粉技术指标

3 产品应用

3.1 超细绢云母粉在橡胶行业中的应用

超细绢云母粉以其优良的物理、化学特性,广泛应用于橡胶工业。在橡胶制品中添加适量的超细绢云母粉可大大提高制品的强度,补强效果能达到使用白炭黑的水平;还可提高制品的尺寸稳定性、耐应力、耐开裂,增强制品的韧性、防老化、抗龟裂、耐磨性能;使制品具有优良的耐酸碱性,同时具有阻燃及抗腐蚀等特性;绢云母的耐高温性可提高制品的耐热性能,降低收缩率、翘曲率;绢云母还能提高制品的耐气解、渗透性、热膨胀性;利用绢云母的绝缘性可改善橡胶制品的电性能;在浅色和彩色橡胶制品中可用5%～30%替代酸性白炭黑,克服了促进剂的吸附作用和容易烧焦的缺陷,缩短硫化时间。表4列举了超细绢云母粉与通用炭黑、陶土、轻体碳酸钙等常用补强剂在丁苯胶中的性能对比。从表4中可以看出,超细绢云母粉的各项性能达到或接近通用炭黑的水平。

3.2 超细绢云母粉在塑料行业中的应用

超细绢云母粉以其独特的二维片状结构,具有高弹性、高韧性、耐高温和耐酸碱性强的优良性能,在塑料中特别是在工程塑料中有广泛应用。改性后的绢云母粉添加于塑料中能明显改善塑料制品的综合性能,提高塑料的拉伸强度、抗挠强度及抗挠模量,极大改善其热变形温度;增强制品的韧性,防老化,抗龟裂。绢云母增强热塑性塑料的突出优点有:硬度高,填料体积比大,耐酸碱腐蚀性,渗透性好,介电性能优良,翘曲小,热膨胀系数小,可燃性低,模压周期短,平面增强,热畸变温度提高,磨耗小,加工设备的磨损小。绢云母增强热固性塑料的突出优点:有良好的介电性能,尺寸稳定性高,硬度和热畸变温度高,渗透性好。绢云母在塑料中的优良性能还表现出良好的绝缘性,例如计算机外壳就是用含云母的塑料制作的电磁屏蔽材料,而在聚丙烯中添加重量约50%的绢云母,击穿电压则由原来的20 kV/ mm增至47.5 kV/mm。表5列举了超细绢云母粉增强几种塑料的主要技术性能。

表4 绢云母与其他补强剂产品在丁苯胶中性能对比

3.3 超细绢云母粉在涂料工业中的应用

随着涂料工业的发展,对涂料的各种特殊性能需求越来越高,在涂料中加入超细绢云母粉能提高涂料阻挡紫外线和水分穿透的能力,增强涂层耐候性,防止龟裂、延迟粉化;提高涂料的分散度和涂膜的耐大气、耐水性,改善涂布刷均匀性;提高涂料的化学稳定性,使涂料具有优良的耐热、耐酸碱、电绝缘性及抗菌、防霉的作用;还能使涂料分散容易,悬浮性好,不易沉淀,附着力强。由于超细绢云母粉独特的片状结构,可以提高涂料的遮盖率,减少价高颜料的用量,降低成本;与其他颜料及溶剂有良好的相溶性;能增强涂层的丰满度、坚韧性、提高耐擦洗性;绢云母能吸附染料分子进入晶格层间,使涂料久不褪色。

表5 绢云母增强PA、PP、ABS的主要技术性能

4 结 语

以选金尾矿为原料,经除杂、分级、浓缩、压滤、干燥包装得到小于3μm的超细绢云母粉,以其独持的片状结构和超强的应用性能,在橡胶、塑料和涂料等行业中得到了越来越广泛的应用。在其制品中添加适量的超细绢云母粉,不仅可以增强和提高制品的各项技术性能,还大大降低了制品的生产成本。

[1] 彭庶修,胡张福,鄢子贵.TC型绢云母复合材料在橡胶工业中的应用研究[J].非金属矿,2002,(6):22-25.

[2] 非金属矿工业手册编委会.非金属矿工业手册[M].北京:冶金工业出版社,1992.

[3] 刘忠荣.尾矿中回收超细绢云母工艺及产品应用研究[J].湖南有色金属,2003,19(6):13-15.

Abstract:It was a new kind resources synthesizes use craft to recovery superfine sericite in gold ore dressing tailings which exploited in recent years.The study basised on the process mineralogy introduced the consistute and recov-ery principle of the mineral tail,mainly explored the application of superfine in rubber,plastics and coat.

Key words:superfine sericite;tailing;rubber

Study on the Craft and Product Application of Superfine Sericite Recovered from Gold Ore Dressing Tailings

YI Yun-lai
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

TD926.4

A

1003-5540(2012)04-0018-02

2012-04-26

易运来(1979-),男,助理工程师,从事选矿工艺及选厂设计。