某選金尾礦回收超細絹云母工藝及產品應用研究

易運來

(湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

某選金尾礦回收超細絹云母工藝及產品應用研究

易運來

(湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

從選金尾礦(以下簡稱“給礦”)中回收超細絹云母粉工藝是近些年發展起來的一項資源綜合利用的新工藝。文章從給礦的工藝礦物學入手,介紹了給礦的礦物組成及回收工藝的工作原理,并探討了超細絹云母粉在橡膠、塑料、涂料等領域中的應用情況。

超細絹云母;尾礦;橡膠

某金礦選礦尾礦中含有大量絹云母資源,未經回收就排入尾礦庫,不僅資源流失,而且對礦山周圍環境產生一定的危害。從保護環境和綜合利用礦產資源的角度出發,對其選金尾礦回收絹云母粉及對產品應用進行了研究。通過有效的分級、濃縮、壓濾技術和獨特的干燥手段,得到了小于3μm的超細絹云母粉,其產品在橡膠、塑料、涂料等行業進行了廣泛的應用試驗,結果表明超細絹云母粉具有優良的理化性能,可取代或部分取代白炭黑及半補強炭黑。

1 尾礦性質

尾礦多元素分析結果及其礦物組成見表1、表2。

表1 尾礦多元素分析結果%

化學多元素分析的結果表明:礦石主要的化學成分是SiO2、Al2O3、Na2O、K2O及CaO等;S的含量0.11%,As 0.003 4%;Cu、Pb、Zn含量極低。

表2 尾礦中主要礦物及其相對含量%

試驗礦樣為粉末尾礦樣,主要為脈石礦物,金屬礦物極少,主要為黃銅礦、方鉛礦、磁鐵礦、赤鐵礦,含有微量的毒砂;制成油浸片在鏡下觀察,主要脈石礦物為石英,其次為黑云母、白云母(絹云母)、方解石、粘土礦物、石膏等。各礦物的相對含量見表2。經工藝礦物學研究可知絹云母解離度已達83.12%。

2 工藝流程

入選物料在尾礦庫中有一個自然分級的過程,故尾礦粒度細,絹云母解離度已達83.12%,不需磨礦可直接進入選別,這也為回收絹云母提供了有利條件。回收原則工藝流程如圖1所示,產品的技術指標見表3。生產出來的超細絹云母粉呈微細鱗片狀,粒徑小、徑厚比大;化學、物理性質穩定,耐酸堿、耐老化、絕緣、抗紫外線、隔熱、阻燃等性能優良;具有絲絹或臘狀光澤,表面滑膩,容易分散,具有優越的應用性能。

圖1 絹云母回收工藝原則流程

表3 分級絹云母粉技術指標

3 產品應用

3.1 超細絹云母粉在橡膠行業中的應用

超細絹云母粉以其優良的物理、化學特性,廣泛應用于橡膠工業。在橡膠制品中添加適量的超細絹云母粉可大大提高制品的強度,補強效果能達到使用白炭黑的水平;還可提高制品的尺寸穩定性、耐應力、耐開裂,增強制品的韌性、防老化、抗龜裂、耐磨性能;使制品具有優良的耐酸堿性,同時具有阻燃及抗腐蝕等特性;絹云母的耐高溫性可提高制品的耐熱性能,降低收縮率、翹曲率;絹云母還能提高制品的耐氣解、滲透性、熱膨脹性;利用絹云母的絕緣性可改善橡膠制品的電性能;在淺色和彩色橡膠制品中可用5%～30%替代酸性白炭黑,克服了促進劑的吸附作用和容易燒焦的缺陷,縮短硫化時間。表4列舉了超細絹云母粉與通用炭黑、陶土、輕體碳酸鈣等常用補強劑在丁苯膠中的性能對比。從表4中可以看出,超細絹云母粉的各項性能達到或接近通用炭黑的水平。

3.2 超細絹云母粉在塑料行業中的應用

超細絹云母粉以其獨特的二維片狀結構,具有高彈性、高韌性、耐高溫和耐酸堿性強的優良性能,在塑料中特別是在工程塑料中有廣泛應用。改性后的絹云母粉添加于塑料中能明顯改善塑料制品的綜合性能,提高塑料的拉伸強度、抗撓強度及抗撓模量,極大改善其熱變形溫度;增強制品的韌性,防老化,抗龜裂。絹云母增強熱塑性塑料的突出優點有:硬度高,填料體積比大,耐酸堿腐蝕性,滲透性好,介電性能優良,翹曲小,熱膨脹系數小,可燃性低,模壓周期短,平面增強,熱畸變溫度提高,磨耗小,加工設備的磨損小。絹云母增強熱固性塑料的突出優點:有良好的介電性能,尺寸穩定性高,硬度和熱畸變溫度高,滲透性好。絹云母在塑料中的優良性能還表現出良好的絕緣性,例如計算機外殼就是用含云母的塑料制作的電磁屏蔽材料,而在聚丙烯中添加重量約50%的絹云母,擊穿電壓則由原來的20 kV/ mm增至47.5 kV/mm。表5列舉了超細絹云母粉增強幾種塑料的主要技術性能。

表4 絹云母與其他補強劑產品在丁苯膠中性能對比

3.3 超細絹云母粉在涂料工業中的應用

隨著涂料工業的發展,對涂料的各種特殊性能需求越來越高,在涂料中加入超細絹云母粉能提高涂料阻擋紫外線和水分穿透的能力,增強涂層耐候性,防止龜裂、延遲粉化;提高涂料的分散度和涂膜的耐大氣、耐水性,改善涂布刷均勻性;提高涂料的化學穩定性,使涂料具有優良的耐熱、耐酸堿、電絕緣性及抗菌、防霉的作用;還能使涂料分散容易,懸浮性好,不易沉淀,附著力強。由于超細絹云母粉獨特的片狀結構,可以提高涂料的遮蓋率,減少價高顏料的用量,降低成本;與其他顏料及溶劑有良好的相溶性;能增強涂層的豐滿度、堅韌性、提高耐擦洗性;絹云母能吸附染料分子進入晶格層間,使涂料久不褪色。

表5 絹云母增強PA、PP、ABS的主要技術性能

4 結 語

以選金尾礦為原料,經除雜、分級、濃縮、壓濾、干燥包裝得到小于3μm的超細絹云母粉,以其獨持的片狀結構和超強的應用性能,在橡膠、塑料和涂料等行業中得到了越來越廣泛的應用。在其制品中添加適量的超細絹云母粉,不僅可以增強和提高制品的各項技術性能,還大大降低了制品的生產成本。

[1] 彭庶修,胡張福,鄢子貴.TC型絹云母復合材料在橡膠工業中的應用研究[J].非金屬礦,2002,(6):22-25.

[2] 非金屬礦工業手冊編委會.非金屬礦工業手冊[M].北京:冶金工業出版社,1992.

[3] 劉忠榮.尾礦中回收超細絹云母工藝及產品應用研究[J].湖南有色金屬,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

易運來(1979-),男,助理工程師,從事選礦工藝及選廠設計。