[发明专利]一种钨尾矿制备耐磨材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用钨尾矿制备耐磨材料的方法及其应用，属于固体废弃物综合利用领域。

背景技术

钨尾矿是钨矿原矿选取钨精矿后残留的脉石矿物，主要矿物成分包括石榴子石、石英及云母等。长期以来，钨尾矿作为一种固体废弃物堆存于地表或回填入矿井，目前还没有一种真正高效规模化利用钨尾矿的途径。这些尾矿占用了大量的土地，还可能造成土壤及水污染，每年需投入大量资金处理，十分不利于经济建设与环境保护，阻碍矿山企业的可持续发展。

耐磨材料种类繁多，广泛用于化工、建筑及电子等领域，具有广阔的市场前景和重要的战略意义。其中用于耐磨涂料及耐磨地坪等方面的耐磨材料主要为石英砂及碳化硅，这些材料主要来源为纯矿物或人工合成，成本相对较高。高硬度钨尾矿中的石榴石含量高，硬度大，粒度合适，用作耐磨材料具有性能稳定、来源广泛、价格低廉的天然优势。

选择性磨矿是指力学性质不均匀的物料在磨细过程中，强度小的被磨细，强度大的保留下来的现象。钨尾矿中石榴子石硬度大于其他矿物组分，磨细过程中石榴子石在粗颗粒中富集，通过分级取粗颗粒可得到纯度高、粒度均匀的石榴子石。气流粉碎为无磨矿介质粉碎，物料靠颗粒之间相互碰撞磨细，选择性磨矿现象更加明显。

据报道，目前国内钨尾矿有用于生产水泥混合材、微晶玻璃、陶瓷、免烧砖等，但存在产品低端，工艺复杂，附加值低等缺点，应用数量十分有限，还未见有利用钨尾矿生产耐磨材料的相关研究报道。

发明内容

本发明充分利用钨尾矿中高硬度组分对软质矿物的选择性磨矿作用，发明一种通过对钨尾矿进行预先筛分、物理分选、超细加工和粉体分级得到耐磨材料的方法，设计其在涂料中的应用。采用本方法制备耐磨材料可以大量利用钨尾矿，在开发高性能耐磨材料的同时，也为钨尾矿这种固体废弃物找到一种高附加值的利用途径。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种钨尾矿制备耐磨材料的方法，其特征在于，充分利用钨尾矿中高硬度组分对软质矿物的选择性磨矿作用，设计适当的加工工艺，采用以下步骤：将钨尾矿干燥后，通过预先筛分、物理分选，对分选后的钨尾矿超细加工，得到超细钨尾矿粉体，分级后取特定粒级产品，制得高性能耐磨材料。

本发明所述的一种钨尾矿制备耐磨材料的方法，所述钨尾矿中石榴子石含量高于70％，所述耐磨材料中石榴子石含量高于85％，尾矿利用率达60-85％。

本发明所述的一种钨尾矿制备耐磨材料的方法，所述钨尾矿预先筛分筛网孔径为100-325目，所述物理分选包括重选和磁选，所述选后钨尾矿超细加工包括球磨或气流粉碎，所述超细钨尾矿粉体分级包括筛分或空气分级。

使用该方法制备的耐磨材料可用于树脂涂料，该涂料主要由20-40％的耐磨材料和80-60％的树脂组成。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：

(1)该方法工艺简单，充分利用钨尾矿中石榴子石，可大量利用钨尾矿生产耐磨材料，大大提高钨尾矿的综合利用价值，具有良好的经济效益和社会效益。

(2)该方法通过预先筛分、物理分选，可有效去除钨尾矿中杂质，并提高石榴子石含量。利用石榴子石硬度大的特点，使钨尾矿在超细加工过程中发生选择性磨碎，然后通过分级同时起到粒度控制和分选纯化的目的，从而得到粒度均匀，纯度高的耐磨材料。

(3)该方法制备的耐磨材料用于涂料，可提高涂料复合制品的耐磨性、表面硬度及强度等机械性能。

(4)所需原料来源广泛，价格低廉，降低成本，耐磨性能稳定，应用广泛。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步说明本发明的内容，但本发明并不局限于以下实施例，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可能作出各种变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权力要求限定。

实施例1：

一种钨尾矿制备耐磨材料的方法，其操作步骤包括：将钨尾矿烘干至水分含量5％以下，以200目标准筛筛分，筛下产物进行重磁联合分选，取选后产物进行气流粉碎，对超细钨尾矿粉体进行分级，取600目以上产物得到耐磨材料，各中间产物及耐磨材料产率与石榴子石含量见表1。

表1中间产物及耐磨材料产率与石榴子石含量