硅砂有氟浮选与无氟浮选分离工艺研究

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1、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

2、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

3、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

4、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

5、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SiO2Al2O3Fe2O3K2ONa2OCaOMgOTiO2LOI含量(%)93.913.300.211.810.640.130.0290.0430.29表2原砂粒度筛分结果粒度(mm)产率(%)含量(%)分布率(%)Al2O3Fe2O3Al2O3Fe2O3+0.700.000.000.000.000.00-0.70～

6、+0.500.471.620.210.230.41-0.50～+0.4253.061.120.121.051.51-0.425～+0.3025.231.590.1212.2612.46-0.30～+0.21247.933.130.1845.8535.49-0.212～+0.12519.575.540.3833.1430.59-0.1253.746.531.277.4719.54合计100.003.270.24100.00100.00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原料；③粒度分析

7、可知，原砂的粒级主要集中在-0.425+0.125mm之间，虽然-0.125mm粒级产率不高，但其Al2O3、Fe2O3含量都高于其他粒级；④可以采用磁选或重选的方法降低原砂的铁含量；采用浮选作业分离石英与长石。3、选矿试验研究3.1氢氟酸法选矿试验3.1.1擦洗条件试验擦洗是为了清除砂粒表面的污染物，使其露出新鲜表面。影响擦洗效果的主要因素是擦洗浓度、擦洗时间、擦洗介质。根据经验，擦洗浓度选取最佳值65%。浮选条件：HF1.43kg/t原砂，硫酸0.53kg/t原砂，捕收剂DY-012.00kg/t原砂。(1)擦洗时间条件试验擦洗时间条件试验流程见图1。试

8、验结果见表3。擦洗介质用量1.90kg/t原砂。表3