石英砂的浮选工艺

发布时间:2019-11-08 浏览次数:

石英砂的主要用途之是作为生产玻璃的原料。为了使玻璃色泽洁净,必须通过选矿方法除去矿石中的着色杂质,如含铁矿物,含铁泥质以及氧化铁薄膜等。石英砂-般常含有云母、长石、含铁矿物以及黏土等,所以在浮达前,迪常需要在浓浆条件下强烈搅拌,以便除去石英表面的氧化铁薄膜、矿泥或用重选、磁选等方法除去含铁矿物,然后进行浮选,以便从中选出云母、含铁矿物、长石并得石英砂精矿。

根据矿物组成,石英砂基本可分为如下四种类型,并采用相应的浮选工艺进行处理。

石英砂的浮选工艺

1.含铁矿物的石英砂浮选对于仅含铁矿物而不含云母和长石(或含量很少)的石英砂,可用碳酸钠调节矿浆pH达8-9,用塔尔油作捕收剂浮选含铁矿物,尼矿即为石英。也可以将矿浆pH调节到7-8,用磺化石油作捕收剂浮选铁矿物,尾矿再用胺类捕收剂浮选得石英精矿,槽内产物为废弃尾矿。

2.含长石的石英砂浮选

当石英砂中长石含量较多,其他杂质含量很少时,可用胺类捕收剂混合浮选长石和石英得混合精矿和废弃尾矿,前者再用氢氟酸活化并用胺浮出长石,槽内产品即为石英精矿。但由于环保问题,以及HF酸使用过程中的诸多不方便,无氟分离方案代表了石英-长石浮选分离的主导研究方向。

(1)石英与长石的反浮选分离。

①强酸性反浮选长石。

该法是在强酸(一般为H,SO.)性pH=2 ~3的条件下,用阴阳离子混合捕收剂优先浮选长石。这一pH正处于石英零电点附近,而比长石零电点(pH =1.5)高,因此在这一pH条件下长石表面荷负电,石英表面不荷电。胺类阳离子率先吸附在长石表面负电荷区,阴离子捕收剂再与吸附的胺类捕收剂络合,共吸附在长石表面。表面张力测定表明:这些络合物有更高的表面活性,从而大大增加了长石表面疏水性,使长石得以上浮。

这种工艺方法在生产实践中已获得广泛应用。如内蒙古角干工区石英砂矿用H,SO,为调整剂,高级脂肪胺和石油磺酸盐为捕收剂进行脱除长石等杂质的反浮选,获得SiO2品位为97. 83%的最终产品,可作为生产平板玻璃的原料,也可作为优质铸钢造型用砂。位于山东省荣成市港西镇的旭口硅砂矿,在pH为3的条件下,采用N-烷基丙撑二胺与石油磺酸钠混合捕收剂优先浮选长石,获得了siO,品位为96.94%的最终石英产品,使产品达到优质浮法玻璃原料要求。内蒙古的通辽和新疆的昌吉也先后建立了2x10* V/a生产规模的硅砂无氟浮选选矿厂。

②中性反浮选长石。

该方法是在中性自然介质中,用阴阳离子混合捕收剂,外加抑制剂分离石英与长石。分析其浮选机理为:中性介质中,石英长石均荷负电,但有试验表明,阴离子捕收剂(油酸根离子)在这两种矿物表面上均可发生吸附行为。不过其吸附情况大不一-样:石英表面尽管荷负电,但仍有局部正电区存在,借助静电力和氢键作用对油酸根离子有微量吸附。这- -吸附是极不稳定的,加人抑制剂(如六偏磷酸钠)即可以脱去表面吸附的捕收剂。而长石则不同,它与油酸根离子的吸附有三种形式:一是静电吸附的油酸根;二是以氢键或分子力吸附的油酸分子;三是与AI'*反应而产生化学吸附的油酸铝。第三种吸附作用相当牢固,用去离子水冲洗或加入其他阴离子均不能完全解吸长石表面上吸附的油酸,仍有一部分吸附在矿物表面。长石表面AI'*含量并不高,化学吸附上去的油酸也不会太多,其疏水力有限,还不能导致大量长石上浮。但是表面所吸附的这些油酸根离子可作为阴离子活性质点再去吸附胺类阳离子捕收剂,其作用相当于氟化物与矿物表面作用所产生的氟化铝络合物阴离子区或氟硅酸铝阴离子区,使胺类阳离子捕收剂牢固地吸附在其表面,从而使长石可浮性大大优于石英,二者得以分离。这-分离技术的关键在于要有合适的抑制剂可以解吸石英表面上吸附的油酸根离子,又能阻止胺离子捕收剂在石英表面上的吸附,且对长石的影响不大。有试验表明,六偏磷酸钠能很好地起到这一-作用。 还有试验证明,阴阳离子的配比对分离效果有着很大影响:若阳离子过量则浮选选择性下降,两种矿物都上浮;若阴离子捕收剂过量,则分离效果较好。此方法在工业生产中已有成功的例子。

(2)石英与长石的正浮选分离。

在高碱性介质条件F(pH=11~12)以碱土金属离子为活化剂,以烷基磺酸盐为捕收剂,可优先浮选石英,实现石英与长石的分离。加入的金属阳离子与烷基磺酸盐在碱性条件下形成的中性络合物如Ca(OH)*RSO'在其中起着关键作用,这些中性络合物可以与游离的磺酸盐离子结合在- -起, 并共同吸附在石英表面,起到半胶束促进剂的作用,使石英疏水上浮。而长石在高碱性介质中,长石表面的硅离子减少,碱金属离子增多,故在此条件下不利于外加金属阳离子的吸附。

目前该方法还仅限于实验室结果,未见有在I业生产中获得实际应用的报道。3.含铁矿物和长石的石英砂浮选

对于不含云母(或含极少)而含较多长石和铁矿物的石英砂,将矿浆pH调到7-8,用脂肪酸作抽收剂浮选含铁矿物,尾矿进行长石和石英分离浮选。如果给料中铁矿物的含量高,可在浮出铁矿物后,进行长石和石英的混合浮选,然后对混合精矿进行分离得长石和石英精矿。

4.含铁矿物.云母和长石的石英砂浮选

对于这种组成较复杂的石英砂,可用硫酸调节矿浆pH达3 ~4,用胺类捕收剂浮选云母, 尾矿用盐酸调节pH到4 -5,用磺化石油捕收浮选铁矿物,然后进行长石和石英分离浮选。也可以依次优先浮出铁矿物、云母、长石,尾矿为石英精矿。

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