权利要求
1.一种矿山废料梯度分选矿化处理装置，其特征在于，包括：
预处理单元，用于将矿山废料破碎至粉状矿石颗粒;
梯度分选单元，用于将粉状矿石颗粒分选为矿物料和尾料;
矿化处理单元，用于将尾料矿化并形成非酸性排放料。
2.根据权利要求1所述的一种矿山废料梯度分选矿化处理装置，其特征在于，所述预处理单元包括：
颚式破碎机(1)，用于将矿山废料破碎为粒度≤10mm的粗颗粒矿石;
立式辊磨机(2)，通过第一链板输送机(16)与所述颚式破碎机(1)的出料口连通，所述立式辊磨机(2)用于将粗颗粒矿石辊磨为细颗粒矿石，所述细颗粒矿石粒度≤0.074mm，比表面积≥400m2/kg;
超声波分散器(3)，通过第一气力输送管道(17)与所述立式辊磨机(2)的出料口连通，所述超声波分散器(3)用于将细颗粒矿石分散为粉状矿石颗粒，所述粉状矿石颗粒无团聚，Zeta电位≤-30mV。
3.根据权利要求2所述的一种矿山废料梯度分选矿化处理装置，其特征在于，所述梯度分选单元包括：
永磁筒式磁选机(4)，具有水平设置的磁选筒，所述超声波分散器(3)的出料口与第二气力输送管道(18)的一端连通，所述第二气力输送管道(18)的另一端对应所述磁选筒;所述永磁筒式磁选机(4)用于截留粉状矿石颗粒中的铁矿物料，并形成第一尾料;
振动式给料机(5)，设置于所述第二气力输送管道(18)的另一端。
4.根据权利要求3所述的一种矿山废料梯度分选矿化处理装置，其特征在于，所述梯度分选单元还包括：
5.根据权利要求4所述的一种矿山废料梯度分选矿化处理装置，其特征在于，所述梯度分选单元还包括：
板框压滤机(7)，用于将第二尾料脱水并压制为滤饼;
酸浸反应器(8)，所述酸浸反应器(8)内投入H2SO4，用于提取所述滤饼中的铀、稀土矿物料并形成酸浸料渣。
6.根据权利要求5所述的一种矿山废料梯度分选矿化处理装置，其特征在于，所述矿化处理单元包括：
生物矿化反应器(9)，通过密封式螺旋输送机与所述酸浸反应器(8)的出料口连通，所述生物矿化反应器(9)内混合培养硫酸盐还原菌与耐酸芽孢杆菌，所述生物矿化反应器(9)用于将酸浸料渣厌氧反应为硫化物沉淀浆液。
7.根据权利要求6所述的一种矿山废料梯度分选矿化处理装置，其特征在于，所述矿化处理单元还包括：
离心机(10)，与所述生物矿化反应器(9)的出液口连通，所述离心机(10)用于将硫化物沉淀浆液离心为固相料和清液;
二氧化碳矿化塔(11)，所述离心机(10)的固相出口通过第三气力输送管道(19)与二氧化碳矿化塔(11)连通，所述二氧化碳矿化塔(11)通过罗茨风机将二氧化碳气体从塔底气体分布器注入，二氧化碳气体与固相料反应生成碳酸钙沉淀废料。
8.根据权利要求7所述的一种矿山废料梯度分选矿化处理装置，其特征在于，所述矿化处理单元还包括：
带式干燥机(12)，通过第二链板输送机(20)与所述二氧化碳矿化塔(11)的出料口连通;
热脱附炉(13)，与所述带式干燥机(12)的出料口通过第四气力输送管道(21)连通，所述热脱附炉(13)用于去除碳酸钙沉淀废料中的挥发性有机物，所述碳酸钙沉淀废料热脱附后形成非酸性排放料。
9.根据权利要求8所述的一种矿山废料梯度分选矿化处理装置，其特征在于，还包括资源化利用单元，所述资源化利用单元包括：
双轴混料机(14)，用于将非酸性排放料与水泥熟料混合;
液压压砖机(15)，用于将非酸性排放料和水泥熟料的混合料压制成矿渣水泥砖。
10.一种矿山废料梯度分选矿化处理方法，其特征在于，应用权利要求9所述的矿山废料梯度分选矿化处理装置，包括以下步骤：
S1：颚式破碎机(1)将矿山废料破碎为粗颗粒矿物，立式辊磨机(2)将粗颗粒矿石辊磨为细颗粒矿石，超声波分散器(3)将细颗粒矿石分散为粉状矿石颗粒;
S2：将粉状矿石颗粒均匀分散到永磁筒式磁选机(4)的磁选筒外表面，磁选筒将粉状矿石颗粒中的铁矿物料吸附截留，其余粉状矿石颗粒形成第一尾料;
S3：将第一尾料通过螺旋输送机送入浮选槽(6)，向浮选槽(6)内投入丁基黄药并通过石灰乳将pH调节为8.5，截留第一尾料中的贵金属矿物料并形成第二尾料;
S4：板框压滤机(7)将第二尾料脱水并压制为滤饼，将滤饼置入酸浸反应器(8)，向酸浸反应器(8)内投入H2SO4提取所述滤饼中的铀、稀土矿物料并形成酸浸料渣;
S5：酸浸料渣通过密封式螺旋输送机进入生物矿化反应器(9)，所述生物矿化反应器(9)内混合培养硫酸盐还原菌与耐酸芽孢杆菌，在pH6.5-7.0，温度35℃，厌氧环形下，将酸浸料渣厌氧反应为硫化物沉淀浆液;
S6：离心机(10)将硫化物沉淀浆液离心为固相料和清液，固相料通过第三气力输送管道(19)送入二氧化碳矿化塔(11)，通过罗茨风机将二氧化碳气体从塔底气体分布器注入，二氧化碳气体与固相料反应生成碳酸钙沉淀废料;
S7：通过第二链板输送机(20)和带式干燥机(12)将碳酸钙沉淀废料送入热脱附炉(13)，热脱附炉(13)去除碳酸钙沉淀废料中的挥发性有机物，所述碳酸钙沉淀废料热脱附后形成非酸性排放料，非酸性排放料含水率≤5%，重金属浸出浓度<0.05mg/L;
S8：将非酸性排放料与水泥熟料混合，并利用液压压砖机(15)压制成矿渣水泥砖。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及矿山废料处理技术领域，特别是涉及一种矿山废料梯度分选矿化处理装置及处理方法。
背景技术
[0002]矿山废料是指采矿产生的副产品，一般直接遗弃在采矿区域。矿山废料中通常含有少量的铁、钛或稀土元素等矿物，直接遗弃会造成资源浪费;此外废料一般呈酸性，长期堆积的废料会严重影响环境。
[0003]现有技术采用破碎、磁选等方式对矿山废料中的矿物进行分选回收，但回收率一般不足50%，其他处理方式例如深土填埋等等，通常处理成本高昂，且仍然会造成环境污染。
[0004]有鉴于此，如何提供一种高效回收矿山废料的矿物并避免影响环境的矿山废料处理装置及方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
[0005]本发明的目的是提供一种矿山废料梯度分选矿化处理装置及处理方法，以解决现有技术存在的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供一种矿山废料梯度分选矿化处理装置，包括：
[0007]预处理单元，用于将矿山废料破碎至粉状矿石颗粒;
[0008]梯度分选单元，用于将粉状矿石颗粒分选为矿物料和尾料;
[0009]矿化处理单元，用于将尾料矿化并形成非酸性排放料。
[0010]进一步的，所述预处理单元包括：
[0011]颚式破碎机，用于将矿山废料破碎为粒度≤10mm的粗颗粒矿石;
[0012]立式辊磨机，通过第一链板输送机与所述颚式破碎机的出料口连通，所述立式辊磨机用于将粗颗粒矿石辊磨为细颗粒矿石，所述细颗粒矿石粒度≤0.074mm，比表面积≥400m2/kg;
[0013]超声波分散器，通过第一气力输送管道与所述立式辊磨机的出料口连通，所述超声波分散器用于将细颗粒矿石分散为粉状矿石颗粒，所述粉状矿石颗粒无团聚，Zeta电位≤-30mV。
[0014]进一步的，所述梯度分选单元包括：
[0015]永磁筒式磁选机，具有水平设置的磁选筒，所述超声波分散器的出料口与第二气力输送管道的一端连通，所述第二气力输送管道的另一端对应所述磁选筒;所述永磁筒式磁选机用于截留粉状矿石颗粒中的铁矿物料，并形成第一尾料;
[0016]振动式给料机，设置于所述第二气力输送管道的另一端。
[0017]进一步的，所述梯度分选单元还包括：
[0018]浮选槽，通过螺旋输送机与所述永磁筒式磁选机的出料口连通，所述浮选槽内投入丁基黄药，用于截留第一尾料中的贵金属矿物料并形成第二尾料。
[0019]进一步的，所述梯度分选单元还包括：
[0020]板框压滤机，用于将第二尾料脱水并压制为滤饼;
[0021]酸浸反应器，所述酸浸反应器内投入H2SO4，用于提取所述滤饼中的铀、稀土矿物料并形成酸浸料渣。
[0022]进一步的，所述矿化处理单元包括：
[0023]生物矿化反应器，通过密封式螺旋输送机与所述酸浸反应器的出料口连通，所述生物矿化反应器内混合培养硫酸盐还原菌与耐酸芽孢杆菌，所述生物矿化反应器用于将酸浸料渣厌氧反应为硫化物沉淀浆液。
[0024]进一步的，所述矿化处理单元还包括：
[0025]离心机，与所述生物矿化反应器的出液口连通，所述离心机用于将硫化物沉淀浆液离心为固相料和清液;
[0026]二氧化碳矿化塔，所述离心机的固相出口通过第三气力输送管道与二氧化碳矿化塔连通，所述二氧化碳矿化塔通过罗茨风机将二氧化碳气体从塔底气体分布器注入，二氧化碳气体与固相料反应生成碳酸钙沉淀废料。
[0027]进一步的，所述矿化处理单元还包括：
[0028]带式干燥机，通过第二链板输送机与所述二氧化碳矿化塔的出料口连通;
[0029]热脱附炉，与所述带式干燥机的出料口通过第四气力输送管道连通，所述热脱附炉用于去除碳酸钙沉淀废料中的挥发性有机物，所述碳酸钙沉淀废料热脱附后形成非酸性排放料。
[0030]进一步的，还包括资源化利用单元，所述资源化利用单元包括：
[0031]双轴混料机，用于将非酸性排放料与水泥熟料混合;
[0032]液压压砖机，用于将非酸性排放料和水泥熟料的混合料压制成矿渣水泥砖。
[0033]本发明还提供一种矿山废料梯度分选矿化处理方法，应用所述矿山废料梯度分选矿化处理装置，包括以下步骤：
[0034]S1：颚式破碎机将矿山废料破碎为粗颗粒矿物，立式辊磨机将粗颗粒矿石辊磨为细颗粒矿石，超声波分散器将细颗粒矿石分散为粉状矿石颗粒;
[0035]S2：将粉状矿石颗粒均匀分散到永磁筒式磁选机的磁选筒外表面，磁选筒将粉状矿石颗粒中的铁矿物料吸附截留，其余粉状矿石颗粒形成第一尾料;
[0036]S3：将第一尾料通过螺旋输送机送入浮选槽，向浮选槽内投入丁基黄药并通过石灰乳将pH调节为8.5，截留第一尾料中的贵金属矿物料并形成第二尾料;
[0037]S4：板框压滤机将第二尾料脱水并压制为滤饼，将滤饼置入酸浸反应器，向酸浸反应器内投入H2SO4提取所述滤饼中的铀、稀土矿物料并形成酸浸料渣;
[0038]S5：酸浸料渣通过密封式螺旋输送机进入生物矿化反应器，所述生物矿化反应器内混合培养硫酸盐还原菌与耐酸芽孢杆菌，在pH6.5-7.0，温度35℃，厌氧环形下，将酸浸料渣厌氧反应为硫化物沉淀浆液;
[0039]S6：离心机将硫化物沉淀浆液离心为固相料和清液，固相料通过第三气力输送管道送入二氧化碳矿化塔，通过罗茨风机将二氧化碳气体从塔底气体分布器注入，二氧化碳气体与固相料反应生成碳酸钙沉淀废料;
[0040]S7：通过第二链板输送机和带式干燥机将碳酸钙沉淀废料送入热脱附炉，热脱附炉去除碳酸钙沉淀废料中的挥发性有机物，所述碳酸钙沉淀废料热脱附后形成非酸性排放料，非酸性排放料含水率≤5%，重金属浸出浓度<0.05mg/L;
[0041]S8：将非酸性排放料与水泥熟料混合，并利用液压压砖机压制成矿渣水泥砖。
[0042]本发明公开了以下技术效果：
[0043]本发明通过预处理-梯度分选-生物矿化-资源化协同工艺，系统性解决了传统矿山废料处理中分选效率低、二次污染严重、资源化不足的问题，矿山废料处理后重金属固化率≥90%，CO2矿化量≥0.5t/t废料。此外，本发明将非酸性排放料与水泥熟料混合，并利用液压压砖机压制成矿渣水泥砖，矿渣水泥抗压强度≥42.5MPa，综合利用率提升至≥85%，兼具环保性与经济性优势，具有良好的应用前景和广泛的适用范围。
附图说明
[0044]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0045]图1为预处理单元与梯度分选单元布置图;
[0046]图2为预处理单元布置图;
[0047]图3为分选单元布置图;
[0048]图4为矿化处理单元布置图;
[0049]图5为生物矿化反应器与二氧化碳矿化塔布置图;
[0050]图6为热脱附炉布置图;
[0051]图7为资源化利用单元布置图;
[0052]其中，1、颚式破碎机;2、立式辊磨机;3、超声波分散器;4、永磁筒式磁选机;5、振动式给料机;6、浮选槽;7、板框压滤机;8、酸浸反应器;9、生物矿化反应器;10、离心机;11、二氧化碳矿化塔;12、带式干燥机;13、热脱附炉;14、双轴混料机;15、液压压砖机;16、第一链板输送机;17、第一气力输送管道;18、第二气力输送管道;19、第三气力输送管道;20、第二链板输送机;21、第四气力输送管道。
具体实施方式
[0053]在已检索到的现有技术中：
[0054]专利CN118060041B公开了一种矿山废料处理装置，旨在提高废料处理效率，减少环境污染，并实现资源的高效回收。该装置通过一系列创新设计，实现了废料的快速分类、破碎和回收，具有显著的环保和经济效益。
[0055]通过以下技术方案解决现有技术的不足：
[0056]装置结构：装置包括粉碎箱、筛盘、电磁单元、吸尘单元和驱动单元。
[0057]筛盘设计：筛盘中心位于粉碎箱出料口正下方，表面设有落杂槽，边部形成分离环，分离环分为回料区、粗料区和细料区。
[0058]物料分离：通过筛盘的自转和破碎单元的辅助破碎，实现废料中粉尘、铁质料、大颗粒物料、合格块状物料和不合格块状物料的快速分离。
[0059]环保与回收：装置配备吸尘单元和电磁单元，分别用于收集粉尘和铁质料，减少环境污染并实现资源回收。
[0060]装置详细结构如下：
[0061]粉碎箱：上侧设有进料口，下侧设有出料口。内置粉碎单元，包括两个粉碎辊和两个第一电机，粉碎辊通过电机驱动旋转，将废料粉碎成不同粒径的物料。
[0062]筛盘：轴线竖直设置，中心位于出料口正下方。表面设有落杂槽，用于分离粉尘和铁质料。边部形成分离环，分为回料区、粗料区和细料区，分别用于处理不同粒径的物料。
[0063]破碎单元：包括若干转轴和一个第二电机，转轴上设有破碎叶，用于进一步破碎物料。
[0064]吸尘与电磁单元：吸尘单元包括收料斗和吸尘器，用于收集粉尘。电磁单元包括电磁铁，用于吸附铁质料。
[0065]集料单元：包括第一集料壳和第二集料壳，分别用于收集大颗粒物料和合格块状物料。
[0066]回料单元：包括传送带和推料板，用于将不合格的块状物料重新送入进料口进行再次粉碎。
[0067]工作原理如下：
[0068]废料通过进料口进入粉碎箱，被粉碎辊粉碎成不同粒径的物料。
[0069]粉碎后的物料落在筛盘中心，筛盘自转促使物料做离心运动。
[0070]粉尘和铁质料通过落杂槽进入收料斗，粉尘被吸尘器收集，铁质料被电磁铁吸附。
[0071]大颗粒物料通过细料孔进入第一集料壳，合格块状物料通过粗料孔进入第二集料壳。
[0072]不合格的块状物料通过回料区进入传送带，被重新送入进料口进行再次粉碎。
[0073]专利CN214346748U公开了一种用于矿山施工用废料处理装置，旨在解决现有技术中矿山废料回收不便和粉尘污染严重的问题。
[0074]通过以下技术方案解决现有技术的不足：
[0075]装置结构：包括罩壳、粉碎机构、进料机构和除尘机构。
[0076]粉碎机构：通过两组相互啮合的粉碎辊和第一过滤网，实现废料的粉碎和筛选。
[0077]循环处理：不合格的粉碎物料通过回料管返回储料仓，进行循环粉碎，直至达到合格粒径。
[0078]粉尘处理：通过除尘机构，利用喷淋头和防尘网对粉尘进行吸附和处理，避免粉尘污染。
[0079]环保与资源回收：装置不仅实现了废料的高效粉碎，还便于后续矿物的回收，同时减少了粉尘排放。
[0080]装置详细结构如下：
[0081]粉碎机构：包括进料漏斗、防尘板、限位板、弹簧、两组粉碎辊、第一过滤网和收集漏斗。防尘板在物料进入时自动打开，防止粉尘外溢。第一过滤网倾斜放置，不合格物料通过回料管返回储料仓。粉碎后的合格物料通过收集漏斗排出。
[0082]进料机构：包括储料仓、输料管、传输带和第二电机。物料通过传输带输送至进料漏斗，实现连续进料。回料管用于将不合格物料返回储料仓进行循环粉碎。
[0083]除尘机构：包括除尘箱、放置辊、收集盒、引风机、转输泵、喷水机构和防尘网。引风机将粉尘引入除尘箱，喷淋头喷水湿润粉尘，防止其飞扬。收集盒内的第二过滤网分离粉尘和水，实现水的循环利用。防尘网进一步过滤处理后的空气，确保排放达标。
[0084]工作原理如下：
[0085]进料与粉碎：废料从储料仓进入，通过传输带输送至进料漏斗。废料进入罩壳后，被两组粉碎辊粉碎。粉碎后的物料通过第一过滤网筛选，合格物料排出，不合格物料返回储料仓。
[0086]粉尘处理：引风机将罩壳内的粉尘引入除尘箱。转输泵将水从除尘箱底部提升至喷淋头，喷出的水湿润粉尘。湿润后的粉尘落入收集盒，经第二过滤网分离后，水循环使用，空气通过防尘网排出。
[0087]上述专利有效解决了矿山废料处理中的分类和回收，显著提高了废料处理效率，但矿物回收率依然不足，资源未全部利用。且在环保方面仅仅是对粉尘进行收集处理，并未改变废料的酸性性质，因此仍然会对环境产生二次污染。
[0088]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0089]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0090]本发明实施例提供一种矿山废料梯度分选矿化处理装置，包括：预处理单元，用于将矿山废料破碎至粉状矿石颗粒;梯度分选单元，用于将粉状矿石颗粒分选为矿物料和尾料;矿化处理单元，用于将尾料矿化并形成非酸性排放料。
[0091]在本实施例中，预处理单元包括：颚式破碎机1，用于将矿山废料破碎为粒度≤10mm的粗颗粒矿石;立式辊磨机2，通过第一链板输送机16与颚式破碎机1的出料口连通，立式辊磨机2用于将粗颗粒矿石辊磨为细颗粒矿石，细颗粒矿石粒度≤0.074mm，比表面积≥400m2/kg;超声波分散器3，通过第一气力输送管道17与立式辊磨机2的出料口连通，超声波分散器3用于将细颗粒矿石分散为粉状矿石颗粒，粉状矿石颗粒无团聚，Zeta电位≤-30mV。
[0092]在本实施例中，梯度分选单元包括：永磁筒式磁选机4，具有水平设置的磁选筒，超声波分散器3的出料口与第二气力输送管道18的一端连通，第二气力输送管道18的另一端对应磁选筒;永磁筒式磁选机4用于截留粉状矿石颗粒中的铁矿物料，并形成第一尾料;振动式给料机5，设置于第二气力输送管道18的另一端。
[0093]在本实施例中，梯度分选单元还包括：浮选槽6，通过螺旋输送机与永磁筒式磁选机4的出料口连通，浮选槽6内投入丁基黄药，用于截留第一尾料中的贵金属矿物料并形成第二尾料。
[0094]在本实施例中，梯度分选单元还包括：板框压滤机7，用于将第二尾料脱水并压制为滤饼;酸浸反应器8，酸浸反应器8内投入H2SO4，用于提取滤饼中的铀、稀土矿物料并形成酸浸料渣。
[0095]在本实施例中，矿化处理单元包括：生物矿化反应器9，通过密封式螺旋输送机与酸浸反应器8的出料口连通，生物矿化反应器9内混合培养硫酸盐还原菌与耐酸芽孢杆菌，生物矿化反应器9用于将酸浸料渣厌氧反应为硫化物沉淀浆液。
[0096]在本实施例中，矿化处理单元还包括：离心机10，与生物矿化反应器9的出液口连通，离心机10用于将硫化物沉淀浆液离心为固相料和清液;二氧化碳矿化塔11，离心机10的固相出口通过第三气力输送管道19与二氧化碳矿化塔11连通，二氧化碳矿化塔11通过罗茨风机将二氧化碳气体从塔底气体分布器注入，二氧化碳气体与固相料反应生成碳酸钙沉淀废料。
[0097]在本实施例中，矿化处理单元还包括：带式干燥机12，通过第二链板输送机20与二氧化碳矿化塔11的出料口连通;热脱附炉13，与带式干燥机12的出料口通过第四气力输送管道21连通，热脱附炉13用于去除碳酸钙沉淀废料中的挥发性有机物，碳酸钙沉淀废料热脱附后形成非酸性排放料。
[0098]在本实施例中，还包括资源化利用单元，资源化利用单元包括：双轴混料机14，用于将非酸性排放料与水泥熟料混合;液压压砖机15，用于将非酸性排放料和水泥熟料的混合料压制成矿渣水泥砖。
[0099]以下详细说明矿山废料处理方法，包括以下步骤：
[0100]S1：预处理;矿山废料进料粒度≤500mm，颚式破碎机1电机功率110kW，处理量50t/h，颚式破碎机1将矿山废料破碎为粗颗粒矿物，粗颗粒矿物表面裂隙发育，矿物部分解离;立式辊磨机2的辊压压力为5MPa,立式辊磨机2将粗颗粒矿石辊磨为细颗粒矿石，细颗粒矿石粒度≤0.074mm(200目)，比表面积≥400m2/kg，矿物单体解离度≥90%，超声波分散器3将细颗粒矿石分散为粉状矿石颗粒;超声波分散器3频率28kHz，功率1200W，处理时间30min，浆料固含量40%，粉状矿石颗粒的流动性提升30%。
[0101]S2：磁选;粉状矿石颗粒沿第二气力输送管道18向永磁筒式磁选机4输送，并利用振动式给料机5将粉状矿石颗粒均匀分散到永磁筒式磁选机4的磁选筒外表面，永磁筒式磁选机4强度为1.0T，磁选筒转速为25r/min，处理量20t/h，磁选筒将粉状矿石颗粒中的铁矿物料吸附截留，其余粉状矿石颗粒形成第一尾料，第一尾料中含有非磁性矿物和脉石混合物(含贵金属、稀土元素);
[0102]S3：浮选;将第一尾料通过螺旋输送机送入浮选槽6，向浮选槽6内投入丁基黄药80g/t并通过石灰乳将pH调节为8.5，充气量0.8m3/min，截留第一尾料中的贵金属矿物料并形成第二尾料，其中贵金属矿物料转化为贵金属泡沫(金品位80g/t，银120g/t，含水率30%)，第二尾料液固比为3:1，含铀、钍、稀土;
[0103]S4：酸浸;板框压滤机7将第二尾料脱水并压制为滤饼，将滤饼置入酸浸反应器8，向酸浸反应器8内投入H2SO4提取滤饼中的铀、稀土矿物料并形成酸浸料渣，酸浸反应器8分为二段，一段酸浸投入0.3mol/LH2SO4，液固比3:1，60℃反应2h，铀、钍浸出率≥95%，生成深绿色硫酸盐溶液(U0.6g/L);二段酸浸投入0.5mol/LH2SO4+2%H2O2，80℃反应4h，稀土元素(La、Ce)浸出率≥85%，溶液稀土总量1.8g/L。
[0104]S5：生物矿化;酸浸料渣(pH2.5，含Pb2+5mg/L、Cd2+0.8mg/L)通过密封式螺旋输送机进入生物矿化反应器9，生物矿化反应器9内混合接种硫酸盐还原菌与耐酸芽孢杆菌，接种量10%(v/v)，在pH6.5-7.0，温度35℃，厌氧环形下反应时间72h，将酸浸料渣厌氧反应为黑色硫化物沉淀浆液(PbS/CdS颗粒≤5μm，固化率≥90%，pH7.0);
[0105]S6：二氧化碳矿化;离心机10将硫化物沉淀浆液离心为固相料和清液，固相料通过第三气力输送管道19送入二氧化碳矿化塔11，通过罗茨风机将二氧化碳气体从塔底气体分布器注入，二氧化碳气体选用工业烟气(CO2浓度≥12%)，通入量200m3/h，二氧化碳气体与固相料反应生成碳酸钙沉淀废料(CaCO3纯度≥96%，D50=5μm，堆积密度1.2g/cm3);
[0106]S7：热脱附;通过第二链板输送机20和带式干燥机12将碳酸钙沉淀废料(含水率15%)送入热脱附炉13，热脱附炉13去除碳酸钙沉淀废料中的挥发性有机物，热脱附共分三段，前段40℃预热，中段80℃脱附，后段100℃灭菌)，停留时间30min，碳酸钙沉淀废料热脱附后形成非酸性排放料，非酸性排放料含水率≤5%，重金属浸出浓度<0.05mg/L;
[0107]S8：资源化;将非酸性排放料与水泥熟料混合(矿渣水泥)，并利用液压压砖机15压制成矿渣水泥砖，非酸性排放料与水泥熟料配比为4:6，水泥熟料添加量5%，液压压砖机15压力20MPa，成型周期30秒，矿渣水泥砖尺寸200×100×60mm，28天抗压强度≥42.5MPa。矿渣水泥也可以不压制成砖，直接投入工程使用。
[0108]实施例1
[0109]铁矿尾矿处理(Fe12%、pH2.8)
[0110]预处理：辊磨机出料粒度0.074mm，超声波分散后比表面积450m2/kg;
[0111]分选：磁选Fe回收率≥90%，酸浸液铀浓度0.6g/L;
[0112]矿化：铅浸出浓度从5mg/L降至0.02mg/L，CO2矿化量0.6t/t废料;
[0113]资源化：矿渣水泥砖抗压强度45.3MPa，用于高速公路路基铺设，矿渣水泥砖抗压强度超国标(GB/T18046-2017)6.7%，路基材料CBR值达98%(JTGE40-2007)。
[0114]实施例2：
[0116]分选：浮选回收Pb品位55%(传统工艺一般≤45%)，酸浸液ZnSO4浓度12%;
[0117]矿化：镉浸出浓度从0.8mg/L降至0.05mg/L(低于GB5085.3-2007限值0.1mg/L)，碳酸镁纯度93%;
[0118]资源化：透水砖透水系数1.8×10-2cm/s，用于海绵城市建设。
[0119]实施例3
[0120]铜矿废石处理(Cu0.8%、As0.2%、pH3.5)
[0121]预处理：颚式破碎机1出料粒度≤8mm，立式辊磨机2粉碎至0.063mm;
[0122]超声波分散后浆料比表面积达480m2/kg。
[0123]分选：磁选回收黄铜矿(Cu18%)，浮选回收铜品位25%;
[0124]酸浸液砷浓度降至0.01mg/L，铜浸出率≥85%。
[0125]矿化：生物矿化后砷浸出浓度从0.2mg/L降至0.005mg/L;
[0126]CO2矿化生成碳酸钙镁复合物(CaMg(CO3)2纯度≥90%)。
[0127]资源化：矿渣水泥用于工业地坪(抗压强度40.5MPa)。
[0128]实施例4：金矿尾矿处理(Au1.2g/t、S3.5%、pH2.2)
[0129]预处理：辊磨机出料粒度0.045mm，超声波分散后矿物解离度95%;
[0130]分选：浮选回收金品位15g/t，氰化浸出金回收率≥92%;
[0131]酸浸提取硫磺(S纯度≥98%)。
[0132]矿化：CO2矿化生成石膏(CaSO4·2H2O纯度≥95%);
[0133]热脱附后尾气二噁英浓度<0.1ngTEQ/m3。
[0134]资源化：硫磺用于橡胶填料;
[0135]矿渣水泥制备隔音砖(隔音量≥35dB)。
[0136]实施例5：
[0137]稀土矿废渣处理(REO1.5%、Th0.3%、pH1.8)
[0138]分选：磁选回收独居石(REO≥60%)，酸浸提取钍(ThO2浓度0.8g/L);
[0139]矿化：生物矿化同步固化铅、镉(浸出浓度<0.03mg/L);
[0140]CO2矿化生成碳酸铈(CeCO3纯度≥95%)。
[0141]资源化：碳酸铈用于催化剂载体;
[0142]矿渣水泥制备轻质保温材料(导热系数≤0.08W/m·K)。
[0143]实施例6：
[0144]多金属尾矿处理(Zn2.1%、Ag35g/t、pH2.9)
[0145]分选：浮选回收闪锌矿(Zn45%)，酸浸提取银(AgNO3溶液浓度12g/L);
[0146]矿化：生物矿化生成硫化锌(ZnS纯度≥92%);
[0147]CO2矿化量0.7t/t废料。
[0148]资源化：硫化锌用于荧光粉原料;
[0149]矿渣水泥制备生态护坡砖(抗冲刷流速≥3m/s)。
[0150]实施例7：
[0151]钼矿废石处理(Mo0.5%、Cu0.3%、pH4.0)
[0152]分选：浮选回收钼品位≥55%，酸浸液铜浓度0.5g/L;
[0153]矿化：生物矿化同步回收铜(CuS纯度≥90%);
[0154]CO2矿化生成菱钼矿(MgCO3纯度≥93%)。
[0155]资源化：菱钼矿用于阻燃剂生产;
[0156]矿渣水泥制备园林绿化砖(孔隙率≥30%)。
[0157]实施例8：
[0159]分选：磁选回收镍黄铁矿(Ni12%)，酸浸提取钴(CoSO4浓度0.8g/L);
[0160]矿化：生物矿化生成硫化镍(NiS纯度≥88%);
[0161]CO2矿化生成水菱镁矿(Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O纯度≥90%)。
[0162]资源化：硫化镍用于电池原料;
[0163]水菱镁矿制备防火板材(耐火极限≥2h)。
[0164]在上述实施例中，矿山废料处理后能够有效分选内部矿物，重金属固化率≥90%，且能够资源化利用制成各种产品，产品性能优异，解决了传统矿山废料处理中分选效率低、二次污染严重、资源化不足的问题。
[0165]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0166]以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
说明书附图(7)
