李 婷 劉時(shí)健 姬夢(mèng)姣 曹 欣 石麗芬

（1.中國(guó)建材國(guó)際工程集團(tuán)有限公司海南分公司；2.蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司）

長(zhǎng)石與石英是最常見(jiàn)的硅酸鹽造巖礦物，主要應(yīng)用于陶瓷、玻璃等行業(yè)，但自然界中長(zhǎng)石與石英通常伴生或共生在一起而降低2種礦物的應(yīng)用價(jià)值［1］。同時(shí)，隨著高附加值玻璃制品的蓬勃發(fā)展，對(duì)主要原料石英砂的質(zhì)量要求進(jìn)一步提高，石英砂在成礦過(guò)程中會(huì)共生或伴生有Fe2O3、TiO2等雜質(zhì)礦物，這些含有有害金屬元素的雜質(zhì)礦物的存在直接影響石英砂的工業(yè)品質(zhì)和使用價(jià)值。目前，優(yōu)質(zhì)浮法玻璃一般要求石英砂中Fe2O3含量小于0.06%，超白玻璃則要求石英砂中Fe2O3含量在0.01%以下，醫(yī)藥玻璃及光學(xué)玻璃用石英砂對(duì)Fe2O3含量要求更高，因此對(duì)石英砂的原料、生產(chǎn)工藝等提出了更高的要求。由于長(zhǎng)石和石英均屬于架狀硅酸鹽礦物，二者的晶體結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)非常相似，浮選法是目前長(zhǎng)石和石英分離最有效、最普遍的方法［2-3］。以廣西某地長(zhǎng)石、石英共伴生石英巖礦為原料，通過(guò)破碎、預(yù)先篩分、磨礦、磁選、擦洗、分級(jí)、浮選等工藝處理［4-7］，使石英精砂中的Fe2O3含量由0.073 3%降至0.002 94%，SiO2含量提升至99.41%，達(dá)到了醫(yī)藥玻璃用石英砂原料要求，同時(shí)達(dá)到了低鐵石英砂指標(biāo)要求，提高了產(chǎn)品附加值。

1 試樣性質(zhì)

試樣來(lái)自廣西某地石英巖礦，肉眼觀察呈黃色、灰色，部分呈白色。顯微鏡下觀察，試樣主要以石英為主，雜質(zhì)礦物主要為黃色、棕色、灰色等含鐵礦物以及鐵浸染的石英砂、氧化鐵-石英連生體、長(zhǎng)石等。原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表1，原礦顯微鏡照片見(jiàn)圖1。

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2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 磁選條件試驗(yàn)

廣西某地石英巖礦采用三段破碎—磨礦工藝流程，使石英砂粒度滿足玻璃砂指標(biāo)要求，石英砂原礦嵌布有黃色、棕色、紅色的含鐵礦物以及鐵浸染的石英砂、氧化鐵-石英連生體，同時(shí)由于破碎磨礦作業(yè)引入機(jī)械鐵雜質(zhì)，所以試驗(yàn)采用中磁選作業(yè)去除機(jī)械鐵及磁性較強(qiáng)的含鐵雜質(zhì)礦物，采用強(qiáng)磁選作業(yè)去除弱磁性礦物。中磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度固定為0.4 T、試驗(yàn)探究不同強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)磁選精礦中Fe2O3含量的影響，磁選試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可見(jiàn)，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，磁選精砂產(chǎn)率與Fe2O3含量均呈現(xiàn)先降低后基本穩(wěn)定的趨勢(shì)；因此，磁場(chǎng)強(qiáng)度選擇1.0 T為宜。

2.2 擦洗—分級(jí)條件試驗(yàn)

由于試樣中長(zhǎng)石礦物風(fēng)化程度較高，試驗(yàn)采用擦洗—分級(jí)作業(yè)進(jìn)行脫除，影響重選作業(yè)效果的因素很多，該試驗(yàn)主要探究不同擦洗時(shí)間對(duì)擦洗精砂Al2O3、Fe2O3含量的影響。試驗(yàn)礦漿濃度50%，主軸轉(zhuǎn)速550 r/min，分級(jí)水量120 L/h，調(diào)整擦洗時(shí)間分別為5，10，15，20 min。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可見(jiàn)，隨著擦洗時(shí)間的增加，精砂中Al2O3、Fe2O3含量均呈現(xiàn)先降低后基本穩(wěn)定的趨勢(shì)；綜合考慮，選擇擦洗時(shí)間15 min為宜。

2.3 浮選條件試驗(yàn)

擦洗精砂Al2O3含量仍較高，長(zhǎng)石礦物分離不徹底，試驗(yàn)采用浮選作業(yè)進(jìn)一步提純［4-5］，試驗(yàn)主要探究礦漿pH值、HK捕收劑等藥劑制度對(duì)浮選試驗(yàn)指標(biāo)的影響，尋求較為合理的試驗(yàn)條件及參數(shù)。

2.3.1 pH值條件試驗(yàn)

采用H2SO4作為pH值調(diào)整劑，捕收劑HK-1用量2.4 kg/t、HK-2用量0.72 kg/t，浮選時(shí)間2 min，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4可見(jiàn)，隨著礦漿pH值的升高，浮選精礦產(chǎn)率呈先升高后降低的趨勢(shì)，Al2O3含量變化較小；綜合考慮，選擇礦漿pH=2為宜。

2.3.2 捕收劑條件試驗(yàn)

采用H2SO4作為pH值調(diào)整劑，調(diào)整pH值為2，調(diào)整捕收劑HK-1、HK-2用量分別為:①0.8，0.24 kg/t；②1.6，0.48 kg/t；③2.4，0.72 kg/t；④3.2，0.96 kg/t。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

由圖5可見(jiàn)，隨著捕收劑用量的增加，浮選精礦作業(yè)產(chǎn)率先緩慢下降后急劇降低，Al2O3含量呈先下降后穩(wěn)定的趨勢(shì)；綜合考慮，選擇捕收劑HK-1、HK-2用量分別為2.4，0.72 kg/t。

對(duì)試樣采用預(yù)先篩分—磨礦—磁選—擦洗—分級(jí)—浮選工藝流程，以確定的最佳參數(shù)為條件進(jìn)行穩(wěn)定試驗(yàn)，最終浮選精砂化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表2，浮選精砂顯微鏡照片見(jiàn)圖6。

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由表2可知，浮選精砂中Fe2O3含量由0.073 3%降至0.002 94%，Al2O3含量由1.426%降低至0.28%，SiO2含量提升至99.41%；浮選精砂滿足超白玻璃、醫(yī)用玻璃、光學(xué)玻璃用石英砂原料要求。

3 結(jié)論

（1）廣西某地石英礦為石英巖礦，雜質(zhì)礦物主要為黃色、棕色、灰色等含鐵礦物以及鐵浸染的石英砂、氧化鐵-石英連生體、長(zhǎng)石等。

（2）試驗(yàn)確定了選礦工藝最佳試驗(yàn)條件，其中強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.0 T；擦洗時(shí)間為15 min，浮選pH值為2，浮選捕收劑HK-1、HK-2用量為2.4，0.72 kg/t。

（3）試驗(yàn)最終確定采用破碎—預(yù)先篩分—磨礦—磁選—擦洗—分級(jí)——浮選工藝將原礦SiO2含量提升至99.41%，Al2O3含量降至0.28%，F(xiàn)e2O3含量降至0.002 94%，滿足超白玻璃、醫(yī)用玻璃、光學(xué)玻璃用石英砂原料要求。