[發明專利]一種從含碳質的原料低成本高效分離回收碳質的方法

有效

• 申請號: 201710868926.6
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN109530075B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 王麗;唐鴻鵠;孫偉;胡岳華;紀斌;張燁;劉潤清
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B03B7/00
• 分類號: B03B7/00;B01D11/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

本發明屬于黑色巖系礦石加工領域，具體涉及一種從含碳質的原料低成本高效分離回收碳質的方法。該方法首先將原料破碎磨礦，礦石中的碳質得到充分解離；然后將礦漿與特定的低沸點低密度有機液體高效混合，分離，得到含碳質的有機相懸浮液，然后將含碳質的有機相懸浮液進行蒸發，得到干燥的碳質，同時對蒸發出來的氣相有機物進行冷凝回收循環使用。分離后的水相進行有價金屬提取；提取后的廢水凈化后返回到破碎磨礦作業循環使用。本方法處理過程條件溫和、設備簡單、易控，且對環境和人的危害性小，且資源循環利用率高，便于工業化應用。

技術領域

本發明屬于黑色巖系礦石加工領域，具體涉及一種從含碳質的原料低成本高效分離回收碳質的方法。

背景技術

黑色巖系礦石在世界范圍內分布廣泛，它不僅是低熱值燃料資源，并且其中礦化元素眾多，黑色巖系礦石主要包括石煤、鎳鉬礦、重晶石等，是釩、鎳、鉬、鋇、金、銀等元素的重要載體。然而黑色巖系礦石中有價金屬品位低，賦存狀態復雜，而且礦石中含有一定量的碳質，這部分碳顆粒極細，吸附能力較強，對黑色巖系礦石中有用元素的提取和分離造成了很大的困難。

與之性質相近的還有含碳質的冶金廢料，例如瓦斯灰、OG泥、燒結灰、瓦斯泥、電爐灰、布袋除塵灰，其中的碳質成分從5％～50％不等，碳質的存在不利于冶金廢料中有價金屬的回收分離，因此往往需要預先分離。

目前黑色巖系礦石和含碳質冶金廢料中碳質的處理方法通常有浮選法和焙燒法。由于黑色巖系礦石和含碳質冶金廢料中碳質部分粒度較細，非常分散，與其他礦物共生密切，采用浮選方法脫碳消耗藥劑量大，藥劑選擇性差，不易分離，而且浮選藥劑的加入也會影響后續有用礦物的浮選分離。且濕法分離過程中，為了保證碳質的分離，需要盡量提高碳質的解離度，產出的碳質精礦部分往往粒度微細，在水相中難以沉降和過濾分離，即使添加絮凝劑、真空過濾等方式分離出部分固體后，這部分固體顆粒水分含量高且難以干燥，此外，仍然有較多微細顆粒存在于水相中，未得到沉降分離，易罩蓋在其他礦物顆粒表面，不利于有價金屬的后續分離過程。焙燒法脫碳是在高溫環境下，使黑色巖系礦石中的碳質與氫或氧發生作用生成甲烷或一氧化碳從而除去，焙燒過程通常需要600～700℃的高溫，因此能耗較高，且工藝較為復雜。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種從含碳質的原料低成本高效分離回收碳質的方法，該方法根據碳質疏水親油的特性，首先通過破碎磨礦將原料中的碳質充分解離，在研究篩選出的特定低沸點低密度有機液體的輔助下，將礦漿中的碳質轉移到有機相中，可以低成本高效地實現從原料中如黑色巖系礦石礦漿中分離碳質，為后續有價金屬提取創造了有利條件，并使有機相得到了充分循環利用。

本發明一種從含碳質的原料低成本高效分離回收碳質的方法，包括下述步驟：

步驟一破碎磨礦

控制磨礦濃度為30％～60％，對含碳質的原料進行破碎磨礦；磨礦至碳質部分解離度為80％～97％，得到備用礦漿；所述含碳質的原料包括黑色巖系礦石、含碳質的冶金廢料；

步驟二備用礦漿與有機液體的混合

按體積比，有機液體：備用礦漿＝1:5～20，將步驟一所得備用礦漿加入到有機液體中，攪拌混合后，得到混合物；所述有機液體為：在標準大氣壓下熔點低于0℃、沸點低于90℃、密度小于水且與水密度差在0.1g/cm³、優選為差0.2g/cm³以上的純有機物或有機物混合液；

步驟三有機相懸浮液與水相懸浮液的分離

步驟二所得混合物經靜置后得到水相懸浮液和有機相懸浮液，分離水相懸浮液和有機相懸浮液，得到含碳質的有機相懸浮液和含有價礦物的水相懸浮液；

含碳質的有機相懸浮液經干燥處理得到固體碳質；

含有價礦物的水相懸浮液用作提取有價金屬的原料。