鉀鈉長石礦的除鐵技術(shù)研發(fā)

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1、鉀鈉長石礦的除鐵技術(shù)研發(fā)河北理工大學化學工程學院夏青一．鉀鈉長石的應(yīng)用、性質(zhì)及國內(nèi)外的研發(fā)現(xiàn)狀1.鉀鈉長石的應(yīng)用及要求制造玻璃是長石的主要用途之一，美國約60%的長石用于玻璃制造業(yè)，在歐洲和亞洲約有20%～40%。長石中的Al2O3在玻璃中起防止析晶，提高玻璃機械強度和抗化學腐蝕能力的作用，是普通玻璃不可缺少的化學組分[1]；長石中的鉀、鈉可以部分代替其他昂貴的碳酸鉀和純堿的用量，從而帶來整個配合料成本的下降。在陶瓷工業(yè)中的用量占30%，主要用在陶瓷坯體配料、陶瓷釉料及搪瓷中，其次用于化工、磨料磨具、玻璃纖維、電焊條等其他行業(yè)[2]。我國長石礦產(chǎn)品目前還沒有制定統(tǒng)一的產(chǎn)品質(zhì)量標

2、準，但對長石含鐵量等雜質(zhì)的要求越來越高，玻璃工業(yè)及陶瓷工業(yè)對鉀長石的一般工業(yè)要求如表1和表2，還有一些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)﹂L石原料的燒成白度也有一定的要求。故脫除其中的鐵、鈦、云母等深色礦物就十分必要，例如某些日用陶瓷中作配料和釉料的長石填料的Fe2O3+TiO2要小于1%[3]。表1玻璃工業(yè)對長石的要求(%)成分SiO2Al2O3Fe2O3Na2OK2O鉀長石≤70≥18≤0.2鈉長石63～7016～20<0.3≥8≤1表2陶瓷工業(yè)對鉀長石的要求(%)成分K2O+Na2ONa2OFe2O3Al2O3MgO+CaO特級品≥12<4<0.15≥17<2Ⅰ極品≥11<4≤0.2≥17<2Ⅱ極

3、品≥11≤0.5≥17<22.鉀鈉長石的性質(zhì)長石是鉀、鈉、鈣、鋇等堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽礦物，晶體結(jié)構(gòu)屬架狀結(jié)構(gòu)。其主要化學成分為SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO等[4]。長石族礦物是地殼中分布最廣的礦物，約占地殼總重量的50%，是一種普遍存在的造巖礦物。60%的長石賦存在巖漿巖中，30%分布在變質(zhì)巖中，10%存在于沉積巖碎屑巖中，但只有在相當富集時長石才能成為工業(yè)礦物。長石礦物富含鉀、鈉等堿金屬，熔融溫度較低(1100～1200℃)，熔融間隔較長，具有較強的助熔性和較高的化學穩(wěn)定性[5]。我國長石資源很豐富，以鉀長石為主，但是能夠滿足工業(yè)要求的優(yōu)質(zhì)長石礦較少

4、，絕大部分都含有石英、白云母、黑云母、金紅石、磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦，有些長石原礦中還含有磷灰石、黃鐵礦、榍石、角閃石、電氣石等，含鐵量比較高，長石白度或燒成白度達不到要求。為了提高長石的工業(yè)價值，滿足工業(yè)對優(yōu)質(zhì)長石礦的需求，必須從劣質(zhì)長石礦中去除雜質(zhì)礦物，尤其是對鐵、鈦氧化物的去除[3]。鉀鈉長石中鐵的存在形式比較復雜，主要有以下三種情況：其一，以赤鐵礦、褐鐵礦為主，呈微細粒星點狀零星分布在脈石中或云母礦物中，粒度一般較粗，這種集合體易于選別；其二，以鐵染形成的氧化鐵淋漓滲透污染鉀長石的表面，或沿著裂隙、礦物間及鉀長石的解理縫貫入分布，這種鐵染形成的氧化鐵大大地增加了除鐵的難

5、度；含鐵的脈石礦物，例如鐵鈦礦、黑云母、電氣石、角閃石、綠簾石、褐簾石、黃鐵礦等，雖然這類礦物一般含量較低，但對長石精礦的質(zhì)量影響較大，而且這類礦物采用傳統(tǒng)的單一加工方法很難去除，這就會增加了除鐵工藝流程，增加選礦的成本[5]。3.鉀鈉長石礦除鐵技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀近年來，國內(nèi)外對鉀鈉長石的選礦提純方面做了大量研究，主要包括以下幾個方面：（1）礦石的粉碎長石礦的粉碎工藝包括破碎與磨礦。長石的粉碎一方面是為了滿足最終產(chǎn)品的粒度要求，另一方面也是除雜工藝的需要。目前，長石磨礦主要分為干法和濕法兩種方式，濕法磨礦效率比干法高，且不易出現(xiàn)“過磨”現(xiàn)象。玻璃行業(yè)長石加工大多選用鋼棒介質(zhì)磨礦，磨礦

6、效率高，且粒度均勻，但有鐵質(zhì)污染，導致長石質(zhì)量不高；陶瓷行業(yè)采用石質(zhì)輪碾或瓷球磨礦，磨礦效率低，能耗高。在保證長石產(chǎn)品高質(zhì)量的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)高效率磨礦和連續(xù)化生產(chǎn)是長石加工提純研究的一項重要課題。陳國安采用“錘式破碎→擺式磨粉→磁選”的工藝流程，獲得了含F(xiàn)e2O30.05%的優(yōu)質(zhì)長石精礦。高惠民等采用“濕式棒磨與螺旋分級閉路—弱磁選與強磁選”工藝流程，使Fe2O3含量0.17%的長石礦經(jīng)一次選別后，獲含F(xiàn)e2O30.09%的長石精礦，產(chǎn)率達92.2%[5]。（2）洗礦與脫泥洗礦適用于產(chǎn)自風化花崗巖或長石質(zhì)砂礦的長石，主要是去除粘土、細泥和云母等雜質(zhì)，即可降低長石礦中Fe2O3含量

7、，又可提高長石礦中鉀、鈉含量。洗礦工藝常采用振動篩或洗礦槽，它是利用粘土、細泥、云母粒度細小或沉降速度小(比重輕)，在水流作用下易與粗粒長石分開。脫泥主要是為了除去礦石中的原生礦泥及因磨礦等產(chǎn)生的次生礦泥，防止大量細泥影響后續(xù)作業(yè)(如浮選、磁選等)的選別效果。通常在單一或復合力場中脫泥，常用設(shè)備有脫泥斗、離心機、水力旋流器等。另外，由于胺類捕收劑對礦泥很敏感。RNH3+易吸附在荷負電的礦泥顆粒表面，這樣不僅要消耗大量的捕收劑，而且常會造成大量黏性泡沫，使過程失去選擇性，降低浮選效果。所以使用