硅砂有氟浮选与无氟浮选分离工艺研究.doc

硅砂有氟浮选与无氟浮选分离工艺研究 郭银祥， 张兄明， 薛艳永， 邹蔚蔚， 贾燕萍， 胡阳惠 （中非地质工程勘查研究院， 北京 100102） [摘 要] 本文以吉林某地硅砂为研究对象， 分别采用有氟浮选及无氟浮选工艺进行长石与石英分离， 研究结果表明： 有氟浮选工艺选择性优于无氟浮选， 但必须采取必要措施解决废水中氟离子污染问题。 采用矿物表面预处理技术措施， 无氟浮选工艺同样能生产出合格的石英精砂。 [关键词] 硅砂； 有氟浮选； 无氟浮选； 矿物表面预处理 1、概述 硅砂是以石英为主要成分的砂矿的总称， 以天然颗粒状态产出及以石英岩、 石英砂岩风化后呈粒状产出的砂矿成为“天然硅砂” 。 我国开采应用的天然硅砂主要有两种类型： 一种是滨海沉积石英砂， 包括滨海沉积矿和滨海河口相沉积矿。 其特点为矿物组成简单， 主要矿物为石英， 含少量长石及重矿物和岩屑， 质量较好， 一般SiO2含量大于98%， 主要分布在海南、 广东、 广西等沿海地区。 另一种是陆相沉积砂矿， 包括河流冲积含粘土质石英砂和湖积石英砂矿， 这种类型的砂矿组成复杂， 主要矿物为石英、 长石， 另含粘土、 岩屑、 石榴子石、 少量铁矿物和其他重矿物， 质量较差， SiO2含量90% ±， 主要分布于内蒙、 吉林、 河北、 江苏等地。 天然硅砂是一种重要的工业矿物原料， 广泛应用于玻璃、 陶瓷、 铸造、 化工、 石油及其他工业部门， 而对于一般的天然河砂， 用量最大的则是在各种工业与民用房屋、 建筑物中作为混凝土、 钢筋混凝土和预应力混凝土中的细骨料。 陆相沉积砂矿中， 绝大部分因含长石等， 未能达到工业部门的要求， 只能用于建筑砂或废弃， 只有通过选矿加工， 提高产品质量， 才能生产出合格的产品。 含长石的天然硅砂选矿加工分为两个过程： 一是产品的预处理， 包括擦洗、 磨矿、 分级、脱泥等手段， 使产品的粒度组成合乎要求； 二是进行矿物分离。 分离含长石的天然硅砂最有效的方法是浮选法， 目前应用的有两种方法， 即有氟浮选和无氟浮选。 有氟浮选是指用氢氟酸或氟化物做长石的活化剂， 在酸性介质中用胺类捕收剂浮出长石，达到长石和石英分离的目的； 而无氟浮选则是在酸性介质中采用二胺和石油磺酸钠作为长石浮选的捕收剂， 由于不用氢氟酸或氟化物， 因而称为无氟浮选。 目前国内成功应用浮选技术的生产厂家有山东旭口硅砂矿， 该矿年产浮选砂约30万t， 供山东蓝星玻璃集团浮法玻璃生产线使用， 该矿采用的生产工艺为棒磨—无氟浮选， 产品质量稳定，企业效益较好。 本研究以吉林某地硅砂为对象， 分别进行有氟浮选和无氟浮选试验， 对各种工艺参数进行了系统的研究， 并对两种方法进行比较。 2 、原矿性质研究 原砂的岩矿鉴定结果如下： 该样品矿物组成为：石英70%， 长石10%～15%， 岩屑15%～20%， 重矿物＜1%， 铁质＜1%。 石英： 为次圆—圆状。 长石： 为钾长石， 斜长石。 多数具次生变化， 有轻微褐铁矿浸染。 岩屑： 主要是花岗岩岩屑， 为次园状—园状。 重矿物： 个别见有石榴石、 独居石。 铁质： 为磁铁矿、 褐铁矿。 褐铁矿呈浸染状于岩屑、 长石表面。 原砂的化学全分析结果见表1， 原砂的粒度筛分分析结果见表2。 表1 原砂化学全分析结果 项目 SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O Na2O CaO MgO TiO2 LOI 含量(%) 93. 91 3. 30 0. 21 1. 81 0. 64 0. 13 0. 029 0. 043 0. 29 表2 原砂粒度筛分结果 粒度 (mm) 产率 (%) 含量(%) 分布率(%) Al2O3 Fe2O3 Al2O3 Fe2O3 +0. 70 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 -0. 70～+0. 50 0. 47 1. 62 0. 21 0. 23 0. 41 -0. 50～+0. 425 3. 06 1. 12 0. 12 1. 05 1. 51 -0. 425～+0. 30 25. 23 1. 59 0. 12 12. 26 12. 46 -0. 30～+0. 212 47. 93 3. 13 0. 18 45. 85 35. 49 -0. 212～+0. 125 19. 57 5. 54 0. 38 33. 14 30. 59 -0. 125 3. 74 6. 53 1. 27 7. 47 19. 54 合 计 100. 00 3. 27 0. 24 100. 00 100. 00 原砂性质研究表明： ①原砂主要由石英、 长石两种矿物组成； ②原砂硅低、 铝高、 铁高，不经过选矿处理不能直接用作浮法玻璃