湖南平江废钾长石矿开发利用试验研究.pdf

第3 2 卷 2 0 1 2 年0 8 月 矿冶工程 M 【N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G D 咂 E R D i G V 0 1 、3 2 A u g u s t2 0 t 2 湖南平江废钾长石矿开发利用试验研究①． 李小静，周岳远，曹传辉，马圣尧，程常松 长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙4 1 0 0 1 2 摘要从湖南平江县长石资源状况出发，分析了平江废钾长石矿的矿石性质，对各种除铁工艺进行了试验研究；提出了平江废长 石矿开发利用的选别流程，取得了较好的除铁效果。研究结果表明，平江废长石矿的开发利用具有良好的经济效益和社会效益。 关键词长石；磁选；分级；浮选 中图分类号T D 9 2 文献标识码A文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 8 0 1 7 3 0 3 长石是由硅氧四面体组成架状构造的钾、钠、钙铝 硅酸盐矿物，钾长石理论的化学组成为S i O 6 4 ．7 ％， A 1 2 0 31 8 ．4 ％，K 01 6 ．9 ％。由于钾长石化学稳定性 好，在与石英和铝硅酸盐共熔时有助熔作用等特点，常 被用于制造玻璃及作陶瓷坯釉的助熔剂，并可降低烧 成温度，进而降低能耗及成本。 湖南平江县是我国重要的长石产区，长石矿储量 较大，平江县以其钾长石矿品位高、质优著称于国内 外。地质调查评估显示，县内长石保有储量10 0 0 万 吨以上，由于长石原矿具有富钾低铁的特点，生产的长 石粉一直为出口的免检产品，是全国著名的钾长石粉 生产基地，年产长石粉1 0 0 万吨，长石开采在平江县的 经济产业中有着举足轻重的地位。据调查，开挖钾长 石矿，在平江县已有5 0 多年的历史，在2 0 0 0 年以前主 要是手工开采，零星无序，自2 0 0 8 年后，机械化的疯狂 开采，大量挖掘机开进山上采挖长石。受利益的驱使， 好的钾长石矿 K ，O 含量大于9 ％ 给当地人民带来了 丰厚的回报，同时生态环境严重恶化，暴露在外全是废 钾长石矿，植被无法再生，水上流失非常严重，危及当地 群众生命和财产安全。因此，充分利用开挖钾长石矿中 被遗弃的长石废矿，恢复被长石废矿掩埋的山林、田地， 扩大长石矿资源利用率已成为业务之急。受平江县登 封科技有限公司的委托，对平江废钾长石矿进行选矿试 验研究，为废钾长石尾矿的开发利用提供依据。 1 矿石性质 样品为现场洗矿的尾矿，颗粒大小不一，总体为灰 白色，个别颗粒显粉红色，与一般长石矿相比，半透明 状石英颗粒较多。经镜下鉴定、x 射线衍射和扫描电 镜综合分析研究表明，矿石中矿物组成比较简单，主要 矿物为长石、石英和云母，此外有少量角闪石、绿泥石 和高岭土，微量的副矿物有铁矿物等。样品多元素分 析结果见表1 ，铁化学物相结果见表2 。 表1矿石的多元素化学成分分析 质量分数 ／％ 铁相金属量／％ 分布率／％ 由表1 可以看出，样品的主要成分为S i O ，和 A 1 2 0 3 ，K 2 0 N a 2 0 含量为7 ％～8 岍2 0 3 含量为 0 ．6 7 ％。对比陶瓷、玻璃行业原料要求，原矿中钾钠含 量低，F e O ，含量高。根据市场实际情况，K O N a O 含量达到8 ％时，可考虑作为抛光砖面料使用，但 F e O ，含量要降低到0 ．1 0 ％左右，因此，试验的重点是 除铁试验研究。表2 铁物相分析结果表明，铁主要分 布在硅酸盐中，其分布比例占6 3 ．5 5 ％，为磁选除铁工 艺带来了一定的难度。 2 选矿工艺研究 试验研究的重点是除铁工艺，现有技术中用于长 石除铁的方法有磁选除铁、重选除铁、浮选除铁、酸浸 除铁、超声波除铁和微生物除铁等，其中超声波除铁和 微生物除铁的技术相对复杂，成本较高，目前仅处于理 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 6 - 2 9 作者简介李小静 1 9 6 9 ，男，湖南邵阳人，教授级高级工程师，主要从事磁选工艺研究工作。 万方数据 1 7 4 矿冶工程第3 2 卷 论研究和实验室试验阶段。酸浸除铁是利用长石不溶 于酸 氢氟酸除外 ，而含铁的杂质矿物被酸溶解，从 而实现除铁的目的。酸浸除铁一般只适合单体的铁矿 物及长石表面铁污染，无法分离包裹在长石中的铁；其 次，酸浸除铁的酸耗费用高，环境污染大，随着人们环 保意识的增强，其应用范围越来越受到限制。一般地， 长石除铁主要采用重选、磁选和浮选三种选别方法，重 选在长石矿生产中主要用于洗矿、分级与脱泥工艺。 2 ．1 筛分分级试验 洗矿主要是去除矿石中的粘土、细泥和云母等铁 质污染。试验分别采用5m m 、3m m 和1m m 试验室套 筛进行湿法筛分，烘干、称重、取样，检测K ，0 、N a ，0 、 F e 。O 含量在各粒级的变化，粒度筛析结果见表3 。原 矿粒度筛析结果表明，粒度越粗K O 含量越高，F e ，0 ， 含量越低，由于一1m m 粒级中K O 含量较低，F e ，O ， 含量较高，以下选矿试验样品采用 1m m 原矿。 表3 原矿粒度筛析结果 2 ．2 磁选试验 磁选样品采用 1m m 原矿 K 2 0 含量5 ．9 2 ％、 N a 2 0 含量2 ．0 1 ％、F e 3 0 2 含量0 ．5 2 ％ ，采用中2 0 0 2 4 0 陶瓷球磨机磨矿 磨至一0 ．0 7 4m m 粒级占 6 2 ％ ，分别采用立环高梯度磁选机、组合式平环强磁 选机和周期性电磁高梯度磁选机进行除铁试验，试验 结果见表4 。 表4 磁选试验结果 磁选试验结果表明，采用单一磁选工艺，产品的 F e O ，含量很难降低到0 ．1 5 ％以下，周期性电磁高梯 度磁选机除铁效果最好，组合式平环强磁选机好于立 环高梯度磁选机。 2 ．3 浮选试验 铁的化学物相结果表明，铁6 3 ．5 5 ％分布在硅酸 盐中，大部分铁是以云母的形式存在，因此采用胺类捕 收剂对云母进行浮选分离。浮选样品分别采用上述磁 选给矿和组合式平环强磁选机精矿产品。试验流程和 结果见图1 和表5 。 6 0 1 2 0 云母长石产品 图1 浮选流程 表5 浮选试验结果 浮选试验结果表明①原矿采用单一浮选工艺， 产品的F e O ，含量为0 ．3 0 ％左右，磨矿粒度在6 0 ％一 8 5 ％范围内，浮选指标变化不大；②采用磁选一浮选联 合流程产品的F e O ，含量可降低到0 ．1 2 ％。 2 ．4 流程试验 根据上述试验结果，结合工业生产实际情况，确定 流程试验采用洗矿．磨矿．磁选一浮选．磁选．脱泥原则流 程，试验流程见图2 ，试验结果见表6 ，产品多元素分析 结果见表7 。 表6 试验结果表明，采用图2 选别流程，长石产品 的F e O ，含量可降低到0 ．0 9 ％，经检测产品的烧成白 度为6 5 度，K O N a O 含量为8 ％以上，达到了陶瓷 原料中抛光砖面料的要求。 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 李小静等湖南乎江废钾长石矿开发利用试验研究1 7 5 原矿 图2 流程试验 表6 流程试验结果 表7 产品的多元素化学成分 质量分数 ／％ 3 结论 1 湖南平江废钾长石矿中K 0 N a 0 含量为 7 ％左右，F e O ，含量为0 ．6 7 ％，通过采用洗矿．磨矿一 磁选一浮选一磁选一脱泥原则流程，可得到了产率6 0 ％左 右，K 2 0 N a 2 0 含量大于8 ％，F e 2 0 3 含量低于0 ．1 0 ％ 的长石产品，可供陶瓷原料使用。 2 充分利用开挖钾长石矿中被遗弃的长石废矿， 扩大长石矿资源利用率，不仅可以解决矿山尾矿堆存 与环境污染问题，而且还具有较好的经济效益，建议尽 快开发利用。 参考文献 [ 1 ]郑水林．非金属矿加工与利用[ M ] ．北京化学工业出版社， 2 0 0 3 ． [ 2 ] 高惠民．长石除铁试验研究[ J ] ．中国陶瓷，2 0 0 6 4 ． [ 3 ] 宋翔宇．某地钾长石选矿试验及机理[ J ] ．非金属矿，2 0 0 2 5 ． [ 4 ] 李小静．长石精加工现状及发展趋势[ J ] ．金属矿山，2 0 0 3 2 ． 万方数据