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        河南某鉀長石礦的精選除鐵研究

        2013-04-29 00:44:03郝小非等
        佛山陶瓷 2013年8期
        關(guān)鍵詞:鉀長石除鐵

        郝小非等

        摘 要:本文以河南某鉀長石礦產(chǎn)資源為研究對象,通過單一浮選除鐵工藝流程,可得到產(chǎn)率為77.78%左右、Fe2O3含量為0.28%的中低檔鉀長石粉產(chǎn)品。為今后低品位鉀長石的開發(fā)利用提供了技術(shù)依據(jù)。

        關(guān)鍵詞:鉀長石;混合捕收劑;反浮選;除鐵

        1 引言

        該礦石中的主要礦物有微斜長石、斜長石、鈉長石、石英及絹云母。金屬礦物主要為褐鐵礦,其中,鉀長石(微斜長石和條紋長石常互為交生)為50%~55%、鈉長石為10%、石英為30%~35%、絹云母含量小于1%。原礦化學(xué)組成分析結(jié)果見表1。

        長石是一種重要的工業(yè)礦物,主要用作玻璃和陶瓷的生產(chǎn)原料。在玻璃工業(yè)中,長石消費量約占長石總消費量的50%~60%。在陶瓷工業(yè)中,長石消費量約占長石總消費量的30%。除此之外,鉀長石還應(yīng)用于化工、磨具磨料、玻璃纖維、電焊條生產(chǎn)等行業(yè)。評價長石產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)指標主要是燒成白度和K2O、Na2O的含量。在透明玻璃的生產(chǎn)中,原料中的鐵會對玻璃的透光度和顏色產(chǎn)生不良影響;在陶瓷生產(chǎn)中,鐵易使制品表面產(chǎn)生黑點、熔疤和熔洞[1-3]。

        不同類型礦石的除鐵方法和效果不同,主要取決于鐵的狀態(tài)、粒度,以及礦物間的相互關(guān)聯(lián)。磁選工藝是最常用的工藝[4],但對于含鐵礦物呈細粒嵌布的長石礦來說,浮選是最主要的選礦方法。當(dāng)pH值為3~4時,用胺類捕收劑浮選云母;當(dāng)pH值為4~5時,用磺酸鹽類捕收劑浮選含鐵礦物[5]。在酸性條件下浮選時,對設(shè)備要進行耐腐蝕處理,且對環(huán)境影響較大。因此,開展在堿性條件下的除鐵試驗是未來發(fā)展的方向。另外,隨著高品位鉀長石礦資源的日益枯竭,利用低品位鉀長石礦資源迫在眉睫。

        我國鉀長石資源極其豐富,主要分布在安徽、內(nèi)蒙古、黑龍江、新疆、四川等23個省區(qū),分布十分廣泛,但主要以中低品位為主[6]。目前,我國鉀長石的利用主要為采富棄貧的方式,即以開采高品質(zhì)為主。而低品位鉀長石的合理開發(fā)利用并未引起足夠的重視,大部分都未開發(fā)利用,成為了“呆滯”資源。

        本文以河南某鉀長石礦產(chǎn)資源為研究對象,通過單一浮選除鐵工藝流程,可得到產(chǎn)率為77.78%左右、Fe2O3含量為0.28%的中低檔鉀長石粉產(chǎn)品,為今后低品位鉀長石的開發(fā)利用提供了技術(shù)依據(jù)。

        2 試驗內(nèi)容及結(jié)果分析

        2.1 試驗內(nèi)容

        本試驗是在弱堿性介質(zhì)中進行,以脂肪酸作捕收劑、以碳酸鈉作pH調(diào)整劑、水玻璃作為抑制劑、皂化油酸+731按2:1混合作捕收劑,并采用反浮選工藝進行除鐵選礦。其粗選除鐵選礦流程見圖1。

        2.2 試驗結(jié)果分析

        2.2.1磨礦細度對除鐵效果的影響

        在碳酸鈉用量為2000g/t、水玻璃用量為300g/t、混合捕收劑用量為900g/t的條件下,進行磨礦細度試驗,其試驗結(jié)果見圖2。

        由圖2可以看出,隨著磨礦細度的增加,鉀長石精礦產(chǎn)率逐漸降低,精礦中鐵含量卻逐漸升高。這是因為磨礦粒度過細,礦泥增加造成浮選選擇性下降,夾雜嚴重。研究結(jié)果表明,當(dāng)磨礦細度為~0.074mm占45%~55%左右時,選別指標較佳。因此,本文選擇~0.074mm占50%的磨礦細度。

        2.2.2礦漿pH值對除鐵效果的影響

        本文采用碳酸鈉和硫酸作pH調(diào)整劑,在水玻璃用量為300g/t、混合捕收劑用量為900g/t條件下,進行了礦漿pH值試驗,其試驗結(jié)果見圖3。

        從圖3可以看出,隨著pH值的增加,鉀長石精礦的鐵含量逐漸下降。但當(dāng)pH值超過9之后,精礦中鐵含量反而又升高,說明過量的調(diào)整劑對含鐵礦物有抑制作用。因此,本文最終確定礦漿pH值為9左右最佳。

        2.2.3水玻璃用量對除鐵效果的影響

        水玻璃常用作硅酸鹽礦物的抑制劑和礦泥分散劑,本試驗用水玻璃抑制鉀長石,可以減少鉀長石的損失,其水玻璃用量試驗結(jié)果見圖4。

        由圖4可以看出,隨著水玻璃用量增加,鉀長石精礦產(chǎn)率逐漸增加,精礦鐵含量下降。但用量過大對鐵礦物有抑制作用,鉀長石精礦鐵含量增高。因此,本文以水玻璃用量為300g/t最佳。

        2.2.4捕收劑用量對除鐵效果的影響

        本文采用皂化油酸+731按2:1的比例作鐵礦物捕收劑,皂化油酸可增加油酸的分散性和捕收性,和731混合可增加藥劑的協(xié)同效應(yīng),其捕收劑用量試驗結(jié)果見圖5。

        由圖5可知,隨著捕收劑用量的增加,鉀長石精礦產(chǎn)率下降,精礦鐵含量下降。但當(dāng)用量超過1500g/t時,鉀長石精礦產(chǎn)率急劇下降,而精礦中鐵含量變化不大。從浮選現(xiàn)象可以看出,捕收劑用量過大,造成泡沫發(fā)粘,夾雜嚴重,從而降低了浮選的選擇性。本文以捕收劑用量為1500g/t最佳。

        2.2.5工藝流程及指標對除鐵效果的影響

        在最佳粗選條件基礎(chǔ)上,為進一步降低精礦中鐵含量,因此又增加了兩次選鐵作業(yè)工序,最終試驗工藝流程見圖6,其試驗結(jié)果見表2。通過對鉀長石精礦的化學(xué)成分進行分析,其化學(xué)組成如表3所示。原礦與精礦燒后的白度對比示意圖如圖7所示。

        由表2可知,原礦的產(chǎn)率為100%,F(xiàn)e2O3含量達0.96%。通過兩次除鐵后,鉀長石精礦中的產(chǎn)率達77.88%,F(xiàn)e2O3含量達0.28%。由此可以看出,通過兩次除鐵工藝,F(xiàn)e2O3的含量明顯降低,由原來的0.96%降低到0.28%,除鐵效果明顯。

        由表1、表3可知,原礦中樣品的白度為12,而精礦中樣品的白度為55。所以通過兩次除鐵后,樣品的白度明顯提高。

        3 結(jié)論

        (1) 捕收劑用量對礦物除鐵效果有一定的影響,當(dāng)捕收劑用量為1500g/t時,其效果最佳。

        (2) 水玻璃用量對礦物除鐵效果有一定的影響,當(dāng)其用量為300g/t時,其效果最佳。

        (3) 礦漿的pH值對礦物除鐵效果有一定的影響,當(dāng)?shù)V漿pH值為9左右時,效果最佳。

        (4) 磨礦細度對除鐵效果有一定的影響,當(dāng)其磨礦細度為~0.074mm占50%時,效果最佳。

        (5) 在滿足所有原料最佳的情況下,采用兩次除鐵工藝,可以使得原礦燒后白度由12提升到55。而Fe2O3的含量明顯降低,由原來的0.96%降低到0.28%。(下轉(zhuǎn)第27頁)此產(chǎn)品質(zhì)量可以滿足我國部分企業(yè)生產(chǎn)對長石原料質(zhì)量的要求,為該礦的開發(fā)利用提供了可行的技術(shù)支撐。

        參考文獻

        [1] 高艷麗.鐵對玻璃生產(chǎn)的影響[J].玻璃,2008(12):30-31.

        [2] 張忠銘.陶瓷原料中的鐵[J].中國陶瓷,1974(3):33-36.

        [3] 馬光華.陶瓷原料質(zhì)量評價在建陶生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].中國陶瓷工業(yè),1999,6(1):26-31.

        [4] 李小靜.江西某地鉀長石尾礦除鐵試驗研究[J].礦產(chǎn)保護與利用,2010(3):20-24.

        [5] 郭保萬.某高鐵鉀長石除鐵工藝流程研究[J].礦產(chǎn)保護與利用,2000(2):22-26.

        [6] 胡波,韓效釗.我國鉀長石礦產(chǎn)資源分布、開發(fā)利用、問題與對策[J].化工礦產(chǎn)地質(zhì),2005,27(1):25-30.

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