低品质钾钠长石矿选矿提纯试验研究.pdf

武汉理工大学 硕士学位论文 低品质钾钠长石矿选矿提纯试验研究 姓名郑光军 申请学位级别硕士 专业矿物加工工程 指导教师张凌燕 20071101 武汉理工人学硕士学位论文 摘要 长石是陶瓷、玻璃等制造业的重要原料。随着玻璃、陶瓷产品日益高档化，对高 纯低铁的长石原料需求量不断扩大。虽然我国长石资源丰富。但一般含铁都较高，必 须经过除铁提纯才能应用。目前，我国长石加工提纯存在磨矿效率低、选矿工艺技术 落后、生产设备陈旧等问题，没有形成规模化和产业化。 针对上述问题，对江西宜春钾钠长石矿迸行了原矿性质与特征研究，并采用高效 率的湿法连续式磨矿代替传统的石质轮碾或间歇式砾磨等磨矿方式，探讨了瓷球、钢 棒和钢球介质下的磨矿细度情况。针对铁、钛等杂质矿物主要富集在细粒级矿石中的 特点，控制磨矿细度一7 4 ．u r n5 5 ％～6 0 ％。基于上述试验结果，进行了实验室小型试验、 半工业件试验及工业性试验，均获得令人满意的选别指标。 实验室小型试验采用“选择性磨矿一浮选～脱泥一磁选”工艺流程，经选择性磨 矿、丁基黄药浮选黄铁矿、脱泥分级和高梯度磁选，可有效除去矿石中的铁、钛矿物， 获得产率7 2 ．7 0 ％、F c 2 0 3 0 ．1 7 ％、T i 0 2 0 ．0 5 8 ％的优质长石精矿。 ／ 半工业性试验采用“选择性磨矿一分级一黄铁矿浮选一磁选一云母浮选”工艺流 程，经选择性磨矿与螺旋分级闭路、丁黄药浮选黄铁矿、弱磁选和高梯度磁选，以及 十二胺浮选云母等工艺，可获得产率6 7 ．8 5 ％，F e ；2 0 20 ．1 7 ％，T i 0 20 ．0 6 ％的优质长石精 矿。试验结果表明，在扩大试验规模和连续磨矿、选别条件下，实验室小型试验采用 的工艺流程具有良好的适应性与稳定性。 基于实验室小型试验和半工业性试验的试验结果，进行了工业性试验。最终长石 精矿产率6 6 ．1 0 ％、F e 2 0 3 含量0 ．1 0 ％、T i 0 2 含量0 ．0 3 ％、K 2 0 N a 2 0 1 3 ．5 4 ％，达到我国 长石特级品和出口品级标准。目前，该工艺已投入生产。 通过本文及相关课题的研究，获得了低品质钾钠长石矿加工提纯新技术和合理的 工艺路线，使我国江西宜春地区大量存在的二、三级低品质长石资源，通过加工提纯 达到一级品或特级品标准，扩大了国内十分短缺的优质长石原料的资源量。 关键词钾钠长石选择性磨矿；高梯度磁选；F e 2 0 3 含量；T i 0 2 含量 武汉理工大学硕士学位论文 T h ef e l d s p a ri sa ni m p o r t a n tr a wm a t e r i a lf o rc e r a m i c sa n d a s sm a n u f a c t u r i n g i n d u s t r y ．W i t ht h et o pg r a d ed e v e l o p m e n to f a s s - c e r a m i cp r o d u c t s ，t h em o r eh i g h - p u r i t y l o wi r o nf e l d s p a rr a wm a t e r i a li si nd e m a n d A l t h o u g hi no u rc o u n t r yf e l d s p a rr e s o u r c ei s a b u n d a n t ，t h e ym u s tb eg o tr i do ft h ei r o nb e c a u s eo ft h eh i g hc o n t a i n i n gi r o n ．A tp r e s e n t ， t h e r ea r eal o to fp r o b l e m si no u rc o u n t r yf e l d s p a ro r ep r o c e s s e s ，s u c ha si n e f f i c i e n t g r i n d i n ge f f i c i e n c y , b a c k w a r d s o fb e n e f i c i a t i o n t e c h n o l o g y , t h e o l dm a n u f a c t u r e e q u i p m e n t sa n ds oO n ．D u et ot h e s ew e a k n e s s e s ，f e l d s p a ro r ep r o c e s s e si nC h i n ai sn o t t a k i n gf o r mo fl a r g e - s c a l ea n di n d u s t r i a l i z a t i o n ． A i m i n ga ta b o v ep r o b l e m ，i nt h i sp a p e r , t h er a Wo r ec h a r a c t e r sa n dp r o p e r t yo fa l o w g r a d ea l k a l i n ef e l d s p a ri nY i c h u no fJ i a n g x iP r o v i n c ew a ss t u d i e d ．A n de f f i c i e n tw e t c o n t i n u o u sg r i n d i n gw a sa d o p t e dt oi n s t e a ds t o n yw e e l g r i n dm a c h i n eo ri n t e r m i t t e n t p e b b l eg r i n d i n g ．T h eO r eg r i n d i n gf i n e n e s st e s th a db e e ns t u d i e db yu s i n gd i f f e r e n tg r i n d i n g m e d i u ms u c ha sc e r a m i cb a l l s ，s t e e lb a r sa n ds t e e lb a l l s ．A c c o r d i n gt oh a r m f u lm i n e r a l s s u c ha si r o na n dt i t a n i u mm a i n l yc o n c e n t r a t e di nf i n e g r a i n e do r e ，O r eg r i n d i n gf i n e n e s s s h o u l db ec o n t r o l l e da t 一7 4 加n5 5 ％- - 6 0 ％．B a s e do nt h er e s u l t so ft h et e s t i n g , t h el a b o r a t o r y e x p e r i m e n t s ，s e m i i n d u s t r i a le x p e r i m e n t sa n di n d u s t r i a le x p e r i m e n t sh a db e e n d o n ea n dt h e r e s u l t so b t a i n e dw e r es a t i s f y i n g ． Ar e a s o n a b l eb e n e f i c i a t i o np r o c e s sf l o wo fl a b o r a t o r ye x p e r i m e n t sa b o u tt h i sa l k a l i n e f e l d s p a ro r ei sd e t e r m i n e da S “s e l e c t i v eg r i n d i n g f l o t a t i o n - d e s l i m i n g - m a g n e t i cs e p a r a t i o n ”． I tw a se f f e c t i v et or e m o v ei r o na n dc o l o ri m p u r i t i e sf r o mt h eo r ea f t e rs e l e c t i v eg r i n d i n g , f l o t a t i o no fp y r i t eu s i n gb u t y lx a n t h a t e ，d e s l i m i n ga n dh i g h g r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t i o n ． F r o mt h ee x p e r i m e n t s ，ah i g h g r a d ef e l d s p a rc o n c e n t r a t eW a so b t a i n e dc o n t a i n i n g0 ．1 7 p e r c e n tF e 2 0 3a n d0 ．0 5 8p e r c e n tT i 0 2w i t ht h ey i e l do f7 2 ．7 0p e r c e n t ．T h i sf i n a lf e l d s p a r c o n c e n t r a t ei ss u i t a b l ef o rt h ec e r a m i ci n d u s t r y ． B a s e do nt h el a b o r a t o r y e x p e r i m e n tr e s u l t s ，t h e b e n e f i c i a t i o np r o c e s sf l o wo f “s e l e c t i v eg r i n d i n g c l a s s i f i c a t i o n - p y r i t ef l o t a t i o n m a g n e t i cs e p a r a t i o n m i c af l o t a t i o n ’’W a s a d o p t e di nt h es e m i i n d u s t r i a le x p e r i m e n t s ．Ah i g h g r a d ef e l d s p a rc o n c e n t r a t eW a so b t a i n e d c o n t a i n i n g0 ．1 7p e r c e n tF e 2 0 3a n dO ．0 6p e r c e n tT i 0 2w i t ht h ey i e l do f6 7 ．8 5p e r c e n tb y H 武汉理工大学硕士学位论文 u s i n gac l o s e d - c i r c u i tp r o c e s sc o m p o s e do fs e l e c t i v eg r i n d i n ga n dc l a s s i f i c a t i o no p e r a t i o n s ， f l o t a t i o no fp y r i t eu s i n gb u t y lx a n t h a t e ，h i g h g r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t i o na n df l o t a t i o no f m i c au s i n gd o d e c y l a m i n e D D A ．T h er e s u l t so ft h ee x p e r i m e n t ss h o w e dt h a tb e n e f i c i a t i o n p r o c e s sf l o wo fl a b o r a t o r ye x p e r i m e n t sh a daf i n ea d a p t a b i f i t ya n ds t a b i l i t yu n d e r l a r g e - s c a l ea n dc o n t i n u o u sp r o d u c t i o nc o n d i t i o n ． B a s e do nt h el a b o r a t o r ye x p e r i m e n ta n ds e m i i n d u s t r i a le x p e r i m e n tr e s u l t s ，i n d u s t r i a l e x p e r i m e n t sw e r ec a r r i e do u tf i n a l ly ．F r o mt h ee x p e r i m e n t s ，f i n a lf e k l s p a rc o n c e n t r a t ew a s c o n t a i n i n g0 ．1 0p e r c e n t №0 30 ．0 3p e r c e n tT i 0 2a n d1 3 ．5 4p e r c e n tK 2 0 N a 2 0w i t ht h e y i e l do f6 7 ．8 5p e r c e n t ．I t sp r o d u c ti n d e xc o r r e s p o n d st ot h es u p e rg r a d et oC h i n e s ef a c t o r y ’S s t a n d a r da n de x p o r tg r a d es t a n d a r d ．A tp r e s e n t , s u c ht e c h n i q u eh a d a l r e a d yb e e ni np r a c t i c a l p r o d u c t i o na p p l i c a t i o n ． An e wp r o c e s sp u r i f i c a t i o nt e c h n i q u eo fl o w - g r a d ea l k a l i n ef e l d s p a ro r eb a db e e n g a i n e dt h r o u g ht h i sp a p e ra n dr e s e a r c h e sc o n c e r n e d ，w h i c hh a dc h a n g e dt h eq u a l i t yo f f e l d s p a rf r o ml o w g r a d ep r o d u c t t oh i g h g r a d eo n ei nY i c h u no fJ i a n g x iP r o v i n c ea n d e x p a n d e dt h es o u r c eo fs h o r t a g eh i g h g r a d ef e l d s p a ra sr a wm a t e r i a li nO U rc o u n t r y ． K e yw o r d s A l k a l i f e l d s p a r ；S e l e c t i v eg r i n d i n e 茹H i g h g r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t i o n ；F e 2 0 2 c o n t e n t ；T i 0 2c o n t e n t 玎l 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大 学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对 本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名二懈日期．2 竺孕』L L 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校 有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论 文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密的论文在解密后应遵守此规定 签名导师签名触日 武汉理- [ 大学硕士学位论文 1 ．1 长石资源 1 ．1 ．1 长石概况 第1 章引言 长石 f e l d s p a r 是钾、钠、钙和少量钡等碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物，其主 要成份为S i 0 2 、A 1 2 0 3 、K 2 0 、N a 2 0 、C a O 等。长石族矿物是地壳上分布最广泛的造 岩矿物，约占地壳总重量的5 0 ％，其中6 0 ％赋存在岩浆岩中，3 0 ％分布在变质岩中， 1 0 ％分布在沉积岩中，但只有在相当富集时长石才可能成为工业矿物1 1 , 2 1 。自然界中纯 的长石矿物很少，多数是以各类岩石的集合体产出，共生矿物有石英、云母、霞石、 角闪石、金红石等，其中以云母 尤其是黑云母1 、角闪石、金红石和铁的化合物等为 有害杂质【3 1 。 长石类质同像替代很发育，它们的化学组成常用O r x A b y A n z x y z 1 0 0 表 示，其中o r 、A b 和A n 分别代表K A I S 3 0 s 钾长石 、N a A I S i 3 0 B 钠长石 和C a A ] 2 S i 2 0 8 伟长石 三种组分I 钔。以某二组分为主，可划分为两个类质同象系列由钾长石和钠 长石在高温下形成完全类质同像的钾钠长石系列 或称为碱性长石系列，即O r - A b 系 列 ；由钠长石和钙长石形成连续的斜长石系列 即A b - A n 系列 。o r 与A n 组分问只能 很有限地混溶，不形成系列，图1 - 1 显示了O r A b - A n 体系三元长石的成分范围嘲。 徽斜长石o r a 典型火山岩 高温 相 b 变质岩 低温 相 图1 - 1O r - A b - A a 体系三元长石的成分范围 ＼／／石一 怂∑ 武汉理上大学硕士学位论文 长石晶体结构呈架状，基本结构单元是四面体，它由四个氧原子围绕一个硅原子 或铝原子而构成。每一个这样的四面体都和另一个四面体共用一个氧原子，形成一种 三维的骨架。大半径的碱或碱土金属阳离子位于骨架内大的空隙中，配位数为8 在单 斜晶系长石中 或9 在三斜晶系长石中 。长石晶体大多数呈平行 0 1 0 或 0 0 1 的板状， 或沿某一结晶轴延伸的板柱状，图1 ．2 为几种常见的长石形态1 5 1 ． 圃吣⑩ 圈1 - 2 几种常见的长石形态 左起依次为正长石 板状 ，正长石 柱状 、透长石、肖钠长石 双晶现象在长石中十分普遍，已知的双晶律多达2 0 余种，常见的有钠长石律、 曼尼巴律、巴温诺律、卡斯巴律、肖钠长石律X 叹晶 g q1 - 3 。在碱性长石中还常见一种 格子双晶 或称M ．双晶 ，它是钠长石律和肖钠长石律双晶复合的结果，这种双晶是长 石从单斜晶系向三斜晶系转变时产生的【5 l 。 团圆固 侈移国 图1 - 3 长石中几种常见的双晶 a - 昔斯巴律接触取晶b - 仁斯巴律贯穿舣晶c ．巴温诺律烈晶 d ．曼尼巴律烈晶e ．钠长石律聚片双晶f - 肖钠长律聚片烈晶 2 武汉理工大学硕士学位论文 根据本族矿物的晶系及结构特征，可将其分为两个亚族1 4 l 1 钾钠长石亚族包括透长石、正长石、冰长石等 具有两组相交成9 0 。的解理 和微斜长石、天河石、歪长石等 具有两组相交成8 9 。4 0 ’的解理 。随温度由高到低， O r 端员依次形成透长石、正长石、微斜长石；A b 端员则依次形成高钠长石、中钠长 石、低钠长石。图1 4 表明了A b ．O r 体系各成分与温度的关系【6 】，钾钠长石亚族矿物 分类及特性门见表1 - 1 。 A bO r M 一单斜，T 一三斜，虚线一性质和严格位置存疑的相界线 图l - 4A b - O r 体系的成分温度图 表1 - 1 钾钠长石亚族矿物分类及特性 2 斜长石亚族包括钠长石、更长石、中长石、拉长石、钙长石等，三斜晶系， 具有两组相交成8 6 。2 4 ’～8 6 。5 0 ’的解理。A b - A n 体系各成分与温度的关系【6 l 见图1 ．5 ， 斜长石亚族矿物分类及特性1 3 J 见表1 ．2 。 3 武汉理J 二大学硕士学位论文 1 6 0 【} 温度／c 1 2 ∞ 单斜钠长石， 固溶体 中钠长石婴 固溶体 i ＼／7 中钠长石固溶体 体．凶 4 0 0 低钠长石／ 一原始钙长石 固溶体 u 6 一_ 面4 0 6 0 ∞1 0 0 含量／％ A b A n P 一晕长石连生区；BB 0 鹤删连生区；H - I - I u t t c n l o c h c r 连生区 图1 - 5A b - A n 体系的成分．温度图 表1 - 2 斜长石亚族矿物分类及特性 名称A n 含量，％赋存矿床属性 钠长石 更长石 中长石 拉长石 培长石 钙长石 0 ～1 0 1 0 ～3 0 3 0 ～5 0 5 0 ～7 0 7 0 ～9 0 9 0 ～1 0 0 伟晶岩、细碧岩、片岩沉积岩中的自生矿物酸性 花岗岩、伟晶岩、流纹岩等 斜长石 闪长岩、斜长岩、石英黑云母苏长岩中性斜长石 辉长岩、斜长岩、玄武岩 基性 角闪辉长岩、玄武岩 斜长石 角闪辉长岩，层状杂岩 1 ．1 ．2 矿床类型及其分布 1 、矿床的成因类型嗍 综观世界各国的主要长石矿床，按其成因类型可以归纳为以下两大类 1 伟晶岩型长石矿床此类矿床是长石矿中最主要的成因类型，主要赋存于伟 晶岩区，其围岩多为古老的沉积变质的片麻岩或混合岩化片麻岩，也有一些矿脉产于 花岗岩体或基性岩体中，或在其接触带上。矿石主要集中于伟晶岩的长石块体带或分 异单一的长石伟晶岩中。 4 武汉理上大学硕士学位论文 世界上多数长石矿属于这类矿床，如著名的澳大利亚P i p p i n g a r r a 钾长石矿，意 大利撒丁岛的部分钠长石矿。我国长石矿床多为伟晶岩型矿床，如陕西临潼、四川旺 苍、山西闻喜、山东新泰、辽宁海城及湖南衡山等。这类长石矿一般矿石质量较好， 矿物晶体粗大、纯净，共生矿物主要是大块状的石英和白云母，开采时用手选就可以 获得高品级的商品长石矿石。 ‘ 2 岩浆岩型长石矿床此类矿床产于酸性、中酸性及碱性岩浆岩中，其中以产 于碱性岩中的最为重要，如霞石正长岩、霞石正长斑岩矿床，其次为花岗岩、白岗岩 矿床以及正长岩、石英正长岩矿床等。 国际上著名的花岗岩型长石矿床有意大利的撒丁长石矿、美国的S p r u c eP i n e 长石矿和中国的随州长石矿。这类矿床一般规模较大，而～2 0 3 、K 2 0 、N a 2 0 含量较 伟晶岩型低，钾、钠长石共生现象比较多，该类矿石多需要进行长石石英分离方能作 为商品长石矿。 2 、矿床的工业类型1 9 】 一般地，由钾长石和钠长石构成的长石矿物称为钾钠长石或碱性长石；由钠长石 和钙长石构成的长石矿物称为斜长石；钙长石和钡长石构成的长石矿物称为碱土长 石；钠长石以规则排列的形式夹杂在钾长石中构成的矿物称为条纹长石。目前，国内 外己开采利用的长石矿主要产于伟晶岩中，少数长石产于风化花岗岩、细晶岩、热液 蚀变矿床及长石质砂矿。根据矿床的岩石属性、矿脉结构及矿石的物质组分，我国长 石矿床的类型见表1 ．3 。 表1 - 3 我国长石矿床类型 5 武汉理工大学硕士学位论文 3 、矿产的分布情况 1 国外长石矿产分布情况 据美国矿业局统计，全世界长石储量达1 0 亿t 以上，主要产出国有意大利、中国、 土耳其、美国、加拿大、泰国、德国、法国、挪威、日本和印度等3 0 多个国家1 1 0 】。 世界各地区长石供需量情况【l l 】见表1 ．钺以2 0 0 5 年为例 ，世界主要的长石矿山情况[ s l 见表1 ．5 ，亚洲各地区的长石生产和加工情况1 1 1 】见表I - 6 以2 0 0 5 年为例 。 表l - 42 0 0 5 年世界各地区长石供需量情况 ] 可t 注据各类【一业需求量统计而成。含加拿大和挪威主要用于玻璃业的霞石正长岩。 表1 ．5 世界主要长石矿山情况 6 武汉理j 二大学硕士学位论文 ．一 四川旺苍、山西闻喜等地钾长石 中国2 5 0 ’。 塑堕堕些塑堡塑 竺丝塑墨互 塑堡 坠坠堕 些 坐垒坐 史竺坚垫 竺 塑堡互塑量互 日本 6 8 I n a g a k iM i n i n g 、T o k a i K o g y o细晶岩，风化花岗岩 8 万t 用于器皿玻璃的硅质花岗石粉料不包括在内。 7 武汉理工大学硕士学位论文 2 国内长石矿产分布情况 ． 我国长石矿资源非常丰富，截止到1 9 9 4 年，具有一定保有储量的矿点数十个， 全国A B C 级的保有储量为4 0 8 3 万t ，其中尚未开发利用的占半数以上，主要分布 在山西、辽宁、安徽、山东、湖南、云南、陕西、甘肃和新疆等地【1 2 J 。我国长石矿床 的分布及其类型和主要化学成分【坩1 见表1 ．7 。 ‘ 表1 ．7 我国长石矿床分布及其类型和主要化学成分 8 武汉理工大学硕士学位论文 茎耋坚 矿床名称矿床类型主要化学成分及含量／％ 1 ．1 ．3 矿床的主要工业指标 1 、工业上对长石矿床的一般要求1 9 】 1 长石经手选后尽量纯净而不含杂质、表面无铁化现象或少量铁化现象。铁质 矿物、含铁质的黑色矿物和云母等的总含量应低于8 ％ 2 矿体中长石含量要求在4 0 ％以上，矿石块度 5 c m ； 3 长石粉细度要求通过2 0 0 目标准筛，其筛余物应275 ≥1 7 1 8 1 5 和双折射率 O ．0 0 5 ～0 ．0 1 3 。 2 、工艺特性 长石的主要工艺特性熔点在1 1 0 0 ～1 3 0 0 “ C 之间，比氧化铝易熔且熔融范围宽； 化学稳定性好，除高浓度的硫酸和氢氟酸外，不受其他酸、碱的腐蚀；在与石英及铝 硅酸盐共熔时有助熔作用，常被用于制造玻璃及陶瓷坯釉的助熔剂，并可降低烧成温 度；易磨性和可展性能良好，长石的解理使其易于被碾碎等⋯4 1 。 3 、主要用途 长石因其优良的工艺特性被广泛用作玻璃、陶瓷、化工、磨料磨具、玻璃纤维、 电焊条等工业的原料。 1 玻璃熔剂长石在玻璃工业中用量约占其消费总量的5 0 ％～6 0 ％。长石因含 A 1 2 0 3 高且比氧化铝易熔而被广泛用于玻璃工业，主要用来提高玻璃配料中的氧化铝 武汉理上人学硕士学位论文 含量并减少纯碱用量，以降低玻璃液的熔融温度、调节玻璃液的黏性、并防止在玻璃 形成过程中产生析晶缺陷。一般地，普通玻璃配合料用钾长石或钠长石，浮法玻璃常 采用钾长石为原料p 一4 1 。 2 陶瓷坯体配料在烧成前长石能起瘠性原料的作用，减少坯体的干燥收缩和 变形，改善干燥性能，缩短干燥时间。在烧成时可作为熔剂降低烧成温度，促使石英 和高岭土熔融，并在液相中互相扩散渗透而加速莫来石的形成。熔融中生成的长石玻 璃体充填于坯体的莫来石晶粒之间，使坯体致密而减少空隙，从而提高其机械强度和 介电性能。此外，长石玻璃的生成还能提高坯体的透光性。长石在陶瓷坯体中的掺入 量随原料不同、产品的要求不同而异f 3 1 6 t 1 7 1 。 3 陶瓷釉料陶瓷釉料主要由长石、石英和粘土原料配成，其中长石用量可达 1 0 ～3 5 ％。长石在陶瓷工业中的用量约占其消费用量的3 0 ％，主要是用钾长石。 4 搪瓷原料用长石和其它矿物原料掺配成法琅，长石掺入量通常为2 0 ～3 0 ％。 5 磨料在制作磨轮时常用长石作陶质胶结物的组分，其含量为2 8 ～4 5 ％。 回制取钾肥钾长石可作为提取碳酸钾、硫酸钾和其他含钾化合物的原料。 f 7 宝石原料长石中的月光石、日光石和拉长石等具有月光效应或晕彩效应， 可用作宝石原料。 8 化工磨碎的长石用作乳胶、涂料和丙烯类物质的填充料。用作填料时，可 含较多的游离石英；用作皮肤化妆粉，则要求长石的矿石粒度为2 ～8 m 。 9 其他长石作为填料在造纸、耐火材料、机械制造、电焊条等工业生产中都 有广泛的应用。 1 ．2 选矿方法及工艺流程 1 ．2 ．1 一般选矿方法 根据长石矿床种类及矿石性质的不同，需要采用不同的选矿方法。一般是在采场 手选后进行破碎磨矿，然后采用磁选除去铁矿物。 近年来，随着长石富矿的减少，以及其他矿山综合回收长石技术的发展，引入了 重选、电选、浮选等选矿手段进行联合分选作业，从而达到除去石英、云母等伴生矿 物，回收富含钾、钠的长石精矿的目的。表1 1 4 列出了长石的主要选矿方法1 9 14 1 。 武汉理I [ 大学硕士学位论文 拣 选 根据外观颜色、结晶形状等差别进行人工 分选 光代替手选，从大块矿石 1 0 ～2 5 Ⅲ丑 中除 选 去暗色废石 当氦氖红色激光射向矿石时，颜色较浅者 能反射回来，再通过机械传动将矿石与脉 石分开 1 ．2 ．2 选矿原则工艺流程 长石矿物赋存的矿床不同，矿石性质、伴生杂质也可能不同。根据长石矿的矿石 性质，一般采用的选矿原则工艺流程如下1 3 ，坩J 1 伟晶岩中产出的优质长石手选一破碎一磨矿 或水碾 一分级 该工艺中使用的轮碾机磨矿效率低、处理量小．由于没有除铁设备，生产的产品 不能满足陶瓷等行业要求，生产工艺落后，产品质量低。 2 风化花岗岩中长石破碎一磨矿一分级一浮选 除铁、云母 一浮选 石英、长 石分离1 该工艺生产的长石产品质量较好，回收率较高，能满足各种用户的不同品级需求。 但选矿成本相对较高，对环境有一定的污染。在优质长石资源R 益减少的情况下，可 根据矿山具体情况加以选取。 茹一黧一 篡篡犏 武汉理- L 大学硕士学位论文 ． 3 细晶岩中长石 一般含云母，有时含铁 破碎_ 磨矿一筛分一磁选 该工艺生产的长石产品质量较高，能满足各种用户的不同需求。磁选分干法和湿 法两种，干法磁选虽然生产成本较低但除铁率不高，湿式磁选工艺流程相对复杂．需 压滤、干燥设备．生产成本相对较高。 4 长石质砂矿水洗脱泥一筛分 或浮选分离石英等 1 ．3 长石选矿提纯现状及发展趋势 近年来，国内外在长石的选矿提纯方面做了较多工作，主要体现在以下几个方面 1 、破碎与磨矿 长石的破碎与磨矿一方面是为了满足最终产品的粒度要求，另一方面也是除杂工 艺的需要。长石的粗碎大都采用颚式破碎机，破碎产品一般在l O m m 左右。目前国内 在长石的细碎和磨矿工艺上研究较多，相关设备也较多，主要有辊式破碎机、反击式 粉碎机、冲击式粉碎机、锤式粉碎机、石研磨、柱磨机、塔磨机、雷蒙磨、搅拌磨、 振动磨、砂磨机及气流磨等。其中石辊式破碎机、反击式粉碎机、冲击式粉碎机、锤 式粉碎机、石研磨、柱磨机、塔磨机等主要用于粒度为．1 8 0 9 m 左右的产品，对这类 磨机的要求是一方面要防止产品跑粗 2 r a m ，另一方面要防止矿石过粉碎 一般 ．1 2 0 ／a n 产品控制在1 0 ％以内 ；雷蒙磨、搅拌磨、振动磨、砂磨机等主要用于- 4 5 ／a n 产品，对这类磨机的要求主要是铁质污染要较低1 1 q 。 目前，长石磨矿主要分为干法和湿法两种磨矿方式。相对而言，湿法磨矿效率较 干法高，并且不易出现“过磨”现象。从应用行业来看，玻璃行业长石原料的加工大 多选用钢棒介质磨矿，磨矿效率高且粒度均匀，但引入铁质污染，导致长石产品质量 不高；陶瓷行业因对长石原料的要求较高，故多采用石质轮辗或瓷球磨矿，磨矿效率 低且能耗高，无法实现高效率和工艺连续化作业。在保证长石产品高质量的基础上， 实现高效率磨矿和连续化生产是长石加工提纯研究的一项重要课题。 罗中平等1 1 9 l 针对德昌南山长石矿的基本性质，研究了不同磨矿方式下该矿石的磨 矿效率和铁污染情况。结果表明，采用柱磨机干磨存在“过磨”现象且磨矿效率低； 分别采用瓷球介质和钢球介质进行湿法磨矿，瓷球磨矿效率较低，球磨效率高但引入 铁质污染，需要增加除铁工艺。 陈国安I 驯采用“锤式破碎一摆式粉磨一干式强磁选”工艺，对陕西省丹凤县碱长 石矿进行了选矿处理，获得了含F e 2 0 30 ．0 5 ％的优质长石精矿，产品达到出口标准和 1 4 武汉理工大学硕士学位论文 彩色玻壳质量标准，目前该工艺已投入生产。． 高惠民等【1 8 】提出了“湿式棒磨与螺旋分级闭路一弱磁及高梯度磁选”工艺流程， 可使含F c 2 0 3 0 ．2 1 ％的原矿经一次选别后，获得产率为8 6 ．1 1 ％、F e 2 0 3 含量为O ．1 0 ％的 长石精矿。 ‘2 、洗矿和脱泥 洗矿适用于产自风化花岗岩或长石质砂矿的长石，主要是去除粘土、细泥和云母 等杂质，一方面降低长石矿中F e 2 0 3 含量，另一方面可以提高长石矿中钾、钠含量I l o J 。 洗矿是利用粘土、细泥、云母等粒度细小或沉降速度小特点，在水流作用下使其与粗 粒长石分开。常用设备有D e n v e r 擦洗机、振动筛、洗矿槽、搅拌桶和磨矿机等。 脱泥主要是为了除去矿石中的原生矿泥，及因磨矿等产生的次生矿泥，用以防止 大量细泥影响后续作业 如浮选、磁选等 的选别效果。通常在单一或复合力场中脱泥， 常用设备有脱泥斗、离心机、水力旋流器等。 3 、各种磁选设备的应用 由于长石中的铁矿物、云母和石榴子石等都具有一定的磁性，因此在外加磁场的 作用下可与长石分离。一般地，长石中的铁矿物、云母等磁性较弱，只有采用强磁选 设备才能获得较好的分选效果。目前，国内用于长石除杂的磁选设备主要有永磁辊 式强磁选机、永磁筒式中强磁选机、湿式平环强磁选机和高梯度强磁选机等1 1 0 l 。 r 1 永磁辊式强磁选机 永磁辊式强磁选机是利用稀土永磁排斥磁极的原理，由一组永磁铁圆盘和软铁圆 盘交替叠合而成，磁辊表面磁感应强度可达2 ．O r 。该设备适合弱磁性矿物的干式分选， 近几年成为长石干式除铁的主要设备，其特点是分选效果好、运行费用极低、操作方 便，但受到物料粒度下限 一般为0 ．1 2 m m 的限制【2 l J 。长沙矿冶研究院研制的C R I M M 系列永磁辊式强磁选机先后在安徽明光长石矿、四川乐山长石矿和山东威海长石矿中 应用。应用结果表明，在原矿粒度为0 ．1 2 m m ～2 m m 、含铁O ．5 ％～O ．8 ％时，采用该设 备可得到含铁O