今年72歲的李興國在雞西市麻山區(qū)一家石墨礦工作了30多年,他沒想到的是,自己的生活環(huán)境卻因石墨開發(fā)變得越來越惡劣。他說,他們村幾乎被石墨尾礦壩包圍了,一到春天經(jīng)常是大風(fēng)卷著尾礦砂籠罩整個山村,人們出門都睜不開眼睛,身上、嘴里滿是細(xì)沙子。
除影響日常生活外,石墨粉塵還嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐姆N植業(yè)。據(jù)媒體報道,受石墨礦開采影響,雞西市長出了“黑芯”大米。原雞西市東麻山區(qū)石墨礦職工尹言勝抱怨說,礦區(qū)周圍種植的水稻在整個生長期都受石墨粉塵污染,大米根本賣不出去。
蘿北縣云山林場部分居民反映,當(dāng)?shù)厝俗鲞^估算,石墨廠附近土地平均每公頃玉米地比其他地方少產(chǎn)近兩噸;當(dāng)?shù)胤N植的木耳很容易腐爛,有些根本長不大。
據(jù)當(dāng)?shù)鼐用窠榻B,每當(dāng)大雨來臨,一些尾礦庫為防止發(fā)生潰壩,會將廢水、廢渣偷排至尾礦壩外,給地下水和河水水質(zhì)造成隱患。還有少數(shù)尾礦壩應(yīng)該清理,但企業(yè)出于經(jīng)濟(jì)利益考慮不J沒清理,還趁政府監(jiān)管薄弱的時候偷排。
石墨素有“黑金子”的美譽(yù),但在雞西市恒山、麻山生活的人對它又愛又恨。愛它,因?yàn)槭钱?dāng)?shù)刂饕慕?jīng)濟(jì)支柱;恨它,因?yàn)槭蹓m又輕又細(xì),簡直無孔不入。由于工藝落后,早些年石墨企業(yè)幾乎“全裸”生產(chǎn),浮選車間開放、包裝場地開放、運(yùn)輸過程開放,石墨粉塵隨風(fēng)飄揚(yáng)。
針對我國大量石墨、絹云母資源被存留于石墨尾礦之中且對其利用研究程度不高的現(xiàn)狀,本文通過XRD、差熱分析、SEM、光學(xué)顯微鏡等手段研究了石墨尾礦的有用成分絹云母及
賦存狀態(tài),為有價組分絹云母的回收利用提供依據(jù)。
1 石墨尾礦的綜合鑒定
石墨尾礦呈微細(xì)粉狀,黃褐色,呈土狀光澤。
1.1 石墨尾礦的XRD分析
將石墨尾礦置于瑪瑙研缽中研磨至微米J,然后置于樣品槽中用背壓法制樣后進(jìn)行X 射線衍射儀測試,結(jié)果如圖1。石墨尾礦中含有石英、云母族礦物、鉀長石、方解石、綠泥石和鐵鈣閃石,但是粘土類礦物是絹云母還是其他云母礦物難以確定,因?yàn)樵颇缸宓V物強(qiáng)衍射峰接近。
1.2 石墨尾礦的差熱分析
由于云母族礦物的X 射線衍射峰相近,但不同礦物所含結(jié)晶水不同,要確定石墨尾礦中所含云母族礦物,需通過差熱分析來確定。圖2為石墨尾礦的差熱分析曲線和熱重分析曲線。在加熱過程中,石墨尾礦礦樣在600℃左右和750~800℃各有一吸熱谷,由于石墨尾礦中含有大量石英,在600℃左右β-石英變?yōu)?alpha;-石英。而750~800℃時絹云母失去結(jié)構(gòu)水,其他礦物如長石在1000℃ 以下無變化,因此,通過DTA 和TG 曲線可判斷石墨尾礦中云母族礦物為白云母。
1.3 掃描電鏡分析
為了進(jìn)一步證實(shí)石墨尾礦中的云母為白云母,主要從顆粒形貌、光學(xué)性質(zhì)、化學(xué)組成等多個方面進(jìn)行分析。對所取得的石墨尾礦礦樣和純絹云母礦樣進(jìn)行SEM 分析,圖3、圖4 分別為石墨尾礦和純絹云母的掃描電鏡圖片。
從圖3可以看出,石墨尾礦中的絹云母主要呈粒狀、片狀( 長徑比較小) 或?qū)訝,少量呈針狀形式存在。長石主要為粒狀,在長石顆粒表面還粘有細(xì)小的云母顆粒。從圖4可以看到,純絹云母礦樣中,顆粒主要以粒狀和片狀性態(tài)存在。與石墨尾礦中的云母相比,其長徑比稍大一些,片狀白云母的含量要稍多些,這主要是因?yàn)槭驳V的粒度比白云母標(biāo)準(zhǔn)礦樣的要細(xì)得多。
1.4 光學(xué)顯微鏡分析
單從形貌無法準(zhǔn)確判斷,利用光學(xué)顯微鏡對石墨尾礦進(jìn)行了顯微鏡分析研究,如圖5 和圖6分別為石墨尾礦透光和單偏光照片。
石墨尾礦中的云母在單偏光下為無色透明,微帶淺褐色,正交偏光下,其顏色艷麗,為二J藍(lán)多呈片狀或鱗片狀。
從圖7 和圖8 可以看到,絹云母在單偏光下為無色透明,微帶淺褐色,正交偏光下,其顏色艷麗,為二J藍(lán)。多呈片狀或鱗片狀。石墨尾礦中云母與純絹云母在單偏光、正交偏光下顏色大體一致。而石墨尾礦中云母的正交偏光下顏色比純云母的正交偏光顏色更加艷麗,這主要是因?yàn)槭驳V中云母的顆粒更加細(xì)小的緣故。
2 石墨尾礦中絹云母的分布特征分析
為了詳細(xì)研究石墨中絹云母的分布狀況,對原礦進(jìn)行了粒度篩析試驗(yàn),利用Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表征絹云母,結(jié)果見表1。
根據(jù)原礦各粒J篩析結(jié)果可以看出,-800目粒J產(chǎn)率很高,為79.48%,同時結(jié)合Al2O3的品位可以看出,Al2O3在石墨尾礦原礦中分布均勻。
3 選礦工藝流程及指標(biāo)
通過XRD、差熱分析、SEM、光學(xué)顯微鏡分析,查明了石墨尾礦中的云母族礦物主要是絹云母。此外,該樣品中絹云母晶體的結(jié)晶程度較差,晶粒十分細(xì)小。石墨尾礦-800 目粒J產(chǎn)率很高,為79.48%。
篩析試驗(yàn)證明絹云母在石墨尾礦中分布均勻,選礦時用傳統(tǒng)重選方法很難將絹云母和其他礦物分開,因此宜采用浮選或者分J浮選的方法回收絹云母。圖9為浮選工藝流程,表2 為Z終工藝指標(biāo)。
4 結(jié)論
a.上述研究證明石墨尾礦中的云母礦物為絹云母,絹云母晶體的結(jié)晶程度較差,晶粒十分細(xì)小。石墨尾礦-800 目粒J產(chǎn)率很高,為79.48%,篩析試驗(yàn)證明絹云母在石墨尾礦中分布均勻,宜采用浮選或者分J浮選的方法回收絹云母。
b.通過采用一次粗選、三次精選的浮選流程,Z終得到絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)71. 38%,回收率38.60%的絹云母精礦。
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