CN108579988A - 一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法,所述方法包括以下步骤:(1)对风积沙进行筛选分析和镜检,确定筛分细度范围,将风积沙过筛,并将筛下产物进入分级设备,获得粗粒部分;(2)将获得的粗粒部分给入高频细筛,然后将分级筛上粗粒经浓缩后给入整形磨机进行磨矿;(3)将磨好的矿浆使用磁选机进行强磁除铁;(4)对强磁除铁后的精矿进行脱泥;(5)对脱泥后的精矿用酸调整矿浆的pH值,加入胺类捕收剂进行浮选除杂;(6)浮选除杂后的矿物进行长石浮选,产品即长石精矿。本发明的制备方法简单易行,成本低,制备得到的长石精矿品质高。
Description
技术领域
本发明属于矿石加工领域,具体涉及一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法。
背景技术
风积沙是被风吹而积淀下来的沙层,是沙漠侵占绿洲、沙漠扩张的触手。为了延缓沙漠扩张的脚步,减轻沙漠化危害,人们往往采取植树种草等防沙、固沙措施。近年来,随着工业化治沙、工业化用沙概念的提出,资源化利用风积沙正逐渐成为防沙、固沙的新举措。目前,利用风积沙做路基材料已经取得成功,相关技术已经得到了推广应用。如果要充分利用沙漠风积沙资源并对其进行选矿加工,则前提条件是要能够通过合理的降铁、降铝等除杂工艺流程,有效降低沙漠风积沙中的铁、钛及铝的含量,这样才能达到玻璃行业的基本要求,为工业利用提供一种新型的矿床资源。
现有技术中用于选矿除铁(钛)的方法有磁选法、重选法、浮选除铁、酸浸除铁、超声波除铁和微生物除铁等等,但单一的选矿除铁方法都存在各自的缺陷和不足。例如酸浸除铁是利用石英(长石)不溶于酸(氢氟酸除外),含铁的杂质矿物被酸溶解,从而实现除铁的目的;酸浸法常用的酸有硫酸、盐酸、硝酸,但酸耗费用高,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。又如超声波除铁主要是依靠媒质传播的高频率(20000赫兹)声波,当超声波在溶液中传导时,产生许多压缩、膨胀区域,形成无数气泡,气泡的形成和破裂(空化现象),液体内部压强发生突变,从而伴有冲击波(压力可达几千到几万个大气压),在这种冲击波的作用下,粘附在颗粒表面的含铁矿物从颗粒表面脱落下来进入液相,从而达到除铁的目的,但超声波除铁技术相对复杂,成本较高。微生物除铁是利用黑曲霉菌等微生物对表面铁进行浸除,可以用来浸除颗粒表面的薄膜铁或浸染铁,但除铁效率较低,效果也有待进一步提高。因此,如何结合和优化现有的除铁(钛)方法,并将其有效应用到沙漠风积沙的选矿工艺中,这成为制约沙漠风积沙资源利用的一个先决性条件。除了上述对沙漠风积沙的除铁(钛)问题,最终还涉及到沙漠风积沙中石英与长石的分选问题,这是能否利用沙漠风积沙中石英矿和长石矿的最终决定性因素。目前国内主要使用浮选分离法对石英和长石进行分离,具体包括氢氟酸法、无氟有酸法和无氟无酸法三种方法。
CN101870474A提供了一种用沙漠风积沙选矿制备石英砂精矿的方法,能够无氟选矿,但是其中很多难溶物质难以去除,成本仍然过高。CN101885489B提供一种利用沙漠风积沙选矿制备长石粉精矿的方法,其直接利用电磁强磁选机进行除铁,容易导致大颗粒中铁无法去除,难以实际操作。因此,需要一种简单切合实际,并且高效从沙漠风积沙中提取精矿的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法,利用矿物物理性质,首先进行精细分级,抛尾,除掉大部分在常规工艺中难以去除的杂质;其次利用整形磨机对粗粒风积沙进行整形磨矿,在保证磨矿细度的条件下,更好的保证了石英和长石颗粒的微观形貌;再次利用浮选方法首先去除剩余矿物中难以去除的硅酸盐、碳酸盐杂质,然后再进行长石的浮选,这样就可以得出高品质的长石产品,提取长石后所剩余的产物,全部混合用于土壤复垦。
为了解决以上技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法,所述方法包括以下步骤:(1)对风积沙进行筛选分析和镜检,确定筛分粒度的目数,将风积沙过筛,并将筛下产物进入分级设备,获得粗粒部分;(2)将获得的粗粒部分给入高频细筛,然后将分级筛上粗粒经浓缩后给入整形磨机进行磨矿;(3)将磨好的矿浆使用磁选机进行强磁除铁,进行一粗选一扫选两次强磁除铁;(4)对强磁除铁后的精矿进行脱泥;(5)对脱泥后的精矿用酸调整矿浆的pH值,加入胺类捕收剂进行浮选除杂,浮选工艺为一粗选二扫选;(6)浮选除杂后的矿物加入HF进行调整和活化,加入胺类捕收剂进行长石浮选,工艺为一次粗选,粗选产品即长石精矿。
进一步地,步骤1中将风积沙过0.3-0.6mm筛,筛除草根、树叶杂质,其次将筛下产物进入分级设备,筛除大部分0.1mm左右细颗粒杂质,筛除的草根树叶杂质和细粒部分直接回填到原沙位置,留作土壤复垦备用。
进一步地,步骤2中,高频细筛的给入浓度10-20%,筛除0.1mm左右剩余的细粒杂质,所述磨矿采用长筒型球磨机和高频细筛组成闭路磨矿***,磨矿细度达到小于200目的颗粒含量为50-70%。
进一步地,步骤3中所述强磁除铁使用立环高梯度磁选机,给入的磨好的矿浆浓度在10-20%,磁场强度在0.9-1.2T。
进一步地,步骤4中所述脱泥去除0.04mm以下的细泥,脱泥后底流浓度在30-40%。
进一步地,步骤5中所述酸为5%-15%的稀硫酸,调整矿浆的pH值在2-3之间,用量在1000-3000g/t。
进一步地,步骤5中所述胺类捕收剂为混合胺,粗选用量在70-150g/t,扫一用量在35-75g/t,扫二用量在20-40g/t。
进一步地,步骤6中所述浮选除杂后的矿物的Fe2O3含量小于0.1%。
进一步地,步骤6中加入HF的用量为300-1000g/t,调节矿浆的pH值在2-3之间,加入胺类捕收剂进行长石浮选,粗选混合胺用量在20-100g/t。
进一步地,所述长石精矿的K2O品位大于8%,Na2O品位大于2%,Fe2O3含量小于0.1%,TiO2含量小于0.02%。
因为风积沙是由风沙流搬运形成的,各种矿物由于硬度不同,粒度分布极为不均匀,所以首先对风积沙进行筛分。本发明通过筛选分析发现,SiO2品位随着细度的变细而降低,K2O品位随着细度的降低而升高,-100目风积沙中SiO2含量下降到了80%以下。原因可能是石英作为主要矿物,含量在70%以上,因石英硬度较大,在风沙搬运过程中磨损较小,在粗粒富集;长石含量在30%以上,这些矿物硬度较小,磨损较大,在细粒富集。经显微镜下鉴定、X射线衍射分析和扫描电镜分析综合研究表明,矿石的组成矿物种类较为复杂,透明矿物以石英为主,其次是钾长石、斜长石,少量粘土质、砂屑、绢云母,其它微量矿物尚见绿帘石、绿泥石和角闪石等。金属矿物主要是磁铁矿,赤铁矿,次为黄铁矿和褐铁矿,这也是矿物中需要脱除的深色矿物或磁性矿物。钾长石粒径为0.01~0.7mm、斜长石粒径为0.01~0.8mm,石英粒径为0.01~0.7mm。磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、粘土质和绢云母等其他杂质粒径基本在0.1mm以下。所以要提取较高品位的长石和石英,应该首先对风积沙进行分级抛尾。分级抛尾细度在0.1-0.4mm。取0.1-0.4mm的筛上部分进行长石和石英的提取,筛下部分用来复垦土壤。
本发明的工艺流程为沙漠风积沙的筛选分析和镜检—分级抛尾—整形磨矿—强磁除铁—脱泥—浮选去除粘土类杂质-长石浮选-石英提纯的工艺,具体如下:
1)首先将风积沙过0.3-0.6mm筛,筛除草根、树叶等杂质。其次将筛下产物进入分级设备,筛除大部分0.1mm左右细颗粒杂质。筛除的草根树叶杂质和细粒部分直接回填到原沙位置,留作土壤复垦备用。
2)将上述获得的粗粒部分给入高频细筛,给入浓度10-20%,筛除0.1mm左右剩余的细粒杂质。然后将分级筛上粗粒经浓缩后给入整形磨机进行磨矿,磨矿浓度60-70%,磨矿采用长筒型球磨机和高频细筛组成闭路磨矿***,这样既能更精确保证长石和石英产品细度,又能保证颗粒外观形貌。磨矿使各种矿物达到单体解离,便于后续的分选,磨矿细度在-200目50-70%。
3)铁杂质是长石和石英最主要的杂质,所以将磨好的矿浆,浓度在10-20%,给入立环高梯度磁选机进行强磁除铁,磁场强度在0.9-1.2T。除去磁性较强的铁矿物,比如赤铁矿、褐铁矿等。强磁进行一粗选一扫选两次除铁,除铁后精矿中仍含有一部分铁杂质,这部分铁要通过后续的脱泥和浮选工艺去除。
4)对强磁除铁的精矿进行脱泥,去除部分细粒碳酸盐和粘土类等硅酸盐等杂质。去除0.04mm以下的细泥。
5)脱泥后底流浓度在30-40%,对脱泥后的底流产品进行浮选,去除剩余的碳酸盐和硅酸盐杂质,用5%-15%的稀硫酸,调整矿浆的pH值在2-3之间,用量在1000-3000g/t,加入胺类捕收剂进行杂质的浮选,工艺为一粗选二扫选,粗选胺类捕收剂用量在70-150g/t,扫一用量在35-75g/t,扫二用量在20-40g/t。
6)浮选除杂后的矿物中Fe2O3含量小于0.1%,可以进行长石浮选。浮选首先加入HF,作为调整剂和活化剂,用量为300-1000g/t,矿浆的pH值在2-3之间,加入胺类捕收剂进行长石的浮选,工艺为一次粗选,粗选胺类捕收剂用量在20-100g/t,粗选产品即长石精矿。
浮选出的长石精矿品质,K2O品位大于8%,Na2O品位大于2%,Fe2O3含量小于0.1%,TiO2含量小于0.02%,满足玻璃和陶瓷用长石原料合格品以上标准。
本发明具有以下有益效果:
本发明提供了一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法,利用矿物物理性质,首先进行精细分级,抛尾,除掉大部分在常规工艺中难以去除的杂质;其次利用整形磨机对粗粒风积沙进行整形磨矿,在保证磨矿细度的条件下,更好的保证了石英和长石颗粒的微观形貌;再次利用浮选方法首先去除剩余矿物中难以去除的硅酸盐、碳酸盐杂质,然后再进行长石的浮选,这样就可以得出高品质的长石产品,提取长石后所剩余的产物,全部混合用于土壤复垦,并同时减少了化学试剂用量,降低了生产成本。
附图说明
图1为利用沙漠风积沙综合利用技术路线图的工艺流程图。
图2为内蒙古风积沙TS混合试样的X射线衍射(XRD)分析图谱。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明,通过以下实例加以说明,这些实例属于本发明的保护范围,但不限制本发明的保护范围。
首先对风积沙进行筛分,以腾格里沙漠为例,筛分结果如表1:
表1腾格里沙漠风积沙筛分实验结果(%)
从表1可以看出,SiO2品位随着细度的变细而降低,K2O品位随着细度的降低而升高,-100目风积沙中SiO2含量下降到了80%以下。究其原因,石英作为主要矿物,含量在70%以上,因石英硬度较大,在风沙搬运过程中磨损较小,在粗粒富集;长石含量在30%以上,这些矿物硬度较小,磨损较大,在细粒富集。
经显微镜下鉴定、X射线衍射分析和扫描电镜分析综合研究表明,风积沙的组成矿物种类较为复杂,透明矿物以石英为主,其次是钾长石、斜长石,少量粘土质、砂屑、绢云母,其它微量矿物尚见绿帘石、绿泥石和角闪石等。金属矿物主要是磁铁矿,赤铁矿,次为黄铁矿和褐铁矿,这也是矿物中需要脱除的深色矿物或磁性矿物。钾长石粒径为0.01~0.7mm、斜长石粒径为0.01~0.8mm,石英粒径为0.01~0.7mm。磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、粘土质和绢云母等其他杂质粒径基本在0.1mm以下。所以要提取较高品位的长石和石英,应该首先对风积沙进行分级抛尾。分级抛尾细度在0.1-0.4mm。取0.1-0.4mm的筛上部分进行长石和石英的提取,筛下部分用来复垦土壤。
实施例1
(1)首先对风积沙进行筛选分析和镜检,确定筛分细度为0.1-0.4mm,将风积沙过0.5mm筛,筛除草根、树叶等杂质。其次将筛下产物进入分级设备,筛除大部分0.1mm左右细颗粒杂质。筛除的草根树叶杂质和细粒部分直接回填到原沙位置,留作土壤复垦备用。
(2)将上述获得的粗粒部分给入高频细筛,给入浓度15%,筛除0.1mm左右剩余的细粒杂质。然后将分级筛上粗粒经浓缩后给入整形磨机进行磨矿,磨矿浓度65%,磨矿采用长筒型球磨机和高频细筛组成闭路磨矿***,这样既能更精确保证长石和石英产品细度,又能保证颗粒外观形貌。磨矿使各种矿物达到单体解离,便于后续的分选,磨矿细度在小于200目的颗粒含量为50-70%
(3)铁杂质是长石和石英最主要的杂质,所以将磨好的矿浆,浓度在15%给入立环高梯度磁选机进行强磁除铁,磁场强度在1.0T。除去磁性较强的铁矿物,比如赤铁矿、褐铁矿等。强磁进行一粗选一扫选两次除铁,除铁后精矿中仍含有一部分硅酸铁,这部分铁要通过后续的脱泥和浮选工艺去除。
(4)对强磁除铁的精矿进行脱泥,去除部分细粒碳酸盐和粘土类等硅酸盐等杂质。去除0.04mm以下的细泥。
(5)脱泥后底流浓度在35%,对脱泥后的底流产品进行浮选,去除剩余的碳酸盐和硅酸盐杂质,用10%的稀硫酸调整矿浆的pH值在2-3之间,用量在1000-3000g/t,加入混合胺进行杂质的浮选,工艺为一粗选二扫选,粗选混合胺用量在100g/t,扫一用量在55g/t,扫二用量在30g/t。
(6)浮选除杂后的矿物中Fe2O3含量小于0.1%,可以进行长石浮选。浮选首先加入HF,作为调整剂和活化剂,用量为300-1000g/t,矿浆的pH值在2-3之间,加入混合胺进行长石的浮选,工艺为一次粗选,粗选混合胺用量在60g/t,粗选产品即长石精矿。
实施例2
(1)首先对风积沙进行筛选分析和镜检,确定筛分细度为0.1-0.4mm,将风积沙过0.3mm筛,筛除草根、树叶等杂质。其次将筛下产物进入分级设备,筛除大部分0.1mm左右细颗粒杂质。筛除的草根树叶杂质和细粒部分直接回填到原沙位置,留作土壤复垦备用。
(2)将上述获得的粗粒部分给入高频细筛,给入浓度20%,筛除0.1mm左右剩余的细粒杂质。然后将分级筛上粗粒经浓缩后给入整形磨机进行磨矿,磨矿浓度60%,磨矿采用长筒型球磨机和高频细筛组成闭路磨矿***,这样既能更精确保证长石和石英产品细度,又能保证颗粒外观形貌。磨矿使各种矿物达到单体解离,便于后续的分选,磨矿细度在-200目50-70%
(3)铁杂质是长石和石英最主要的杂质,所以将磨好的矿浆,浓度在10%,给入立环高梯度磁选机进行强磁除铁,磁场强度在0.9T。除去磁性较强的铁矿物,比如赤铁矿、褐铁矿等。强磁进行一粗选一扫选两次除铁,除铁后精矿中仍含有一部分硅酸铁,这部分铁要通过后续的脱泥和浮选工艺去除。
(4)对强磁除铁的精矿进行脱泥,去除部分细粒碳酸盐和粘土类等硅酸盐等杂质。去除0.04mm以下的细泥。
(5)脱泥后底流浓度在40%,对脱泥后的底流产品进行浮选,去除剩余的碳酸盐和硅酸盐杂质,用5%的稀硫酸调整矿浆的pH值在2-3之间,用量在1000-3000g/t,加入混合胺进行杂质的浮选,工艺为一粗选二扫选,粗选混合胺用量在150g/t,扫一用量在35g/t,扫二用量在40g/t。
(6)浮选除杂后的矿物中Fe2O3含量小于0.1%,可以进行长石浮选。浮选首先加入HF,作为调整剂和活化剂,用量为300-1000g/t,矿浆的pH值在2-3之间,加入混合胺进行长石的浮选,工艺为一次粗选,粗选混合胺用量在20g/t,粗选产品即长石精矿。
实施例3
(1)首先对风积沙进行筛选分析和镜检,确定筛分细度为0.1-0.4mm,将风积沙过0.6mm筛,筛除草根、树叶等杂质。其次将筛下产物进入分级设备,筛除大部分0.1mm左右细颗粒杂质。筛除的草根树叶杂质和细粒部分直接回填到原沙位置,留作土壤复垦备用。
(2)将上述获得的粗粒部分给入高频细筛,给入浓度10%,筛除0.1mm左右剩余的细粒杂质。然后将分级筛上粗粒经浓缩后给入整形磨机进行磨矿,磨矿浓度70%,磨矿采用长筒型球磨机和高频细筛组成闭路磨矿***,这样既能更精确保证长石和石英产品细度,又能保证颗粒外观形貌。磨矿使各种矿物达到单体解离,便于后续的分选,磨矿细度在小于200目的颗粒含量为50-70%
(3)铁杂质是长石和石英最主要的杂质,所以将磨好的矿浆,浓度在10%给入立环高梯度磁选机进行强磁除铁,磁场强度在1.2T。除去磁性较强的铁矿物,比如赤铁矿、褐铁矿等。强磁进行一粗选一扫选两次除铁,除铁后精矿中仍含有一部分硅酸铁,这部分铁要通过后续的脱泥和浮选工艺去除。
(4)对强磁除铁的精矿进行脱泥,去除部分细粒碳酸盐和粘土类等硅酸盐等杂质。去除0.04mm以下的细泥。
(5)脱泥后底流浓度在40%,对脱泥后的底流产品进行浮选,去除剩余的碳酸盐和硅酸盐杂质,用15%的稀硫酸调整矿浆的pH值在2-3之间,用量在1000-3000g/t,加入混合胺进行杂质的浮选,工艺为一粗选二扫选,粗选混合胺用量在70g/t,扫一用量在75g/t,扫二用量在20g/t。
(6)浮选除杂后的矿物中Fe2O3含量小于0.1%,可以进行长石浮选。浮选首先加入HF,作为调整剂和活化剂,用量为300-1000g/t,矿浆的pH值在2-3之间,加入混合胺进行长石的浮选,工艺为一次粗选,粗选混合胺用量在100g/t,粗选产品即长石精矿。
对比例1
与实施例1的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备中不进行步骤1的气流分级机抛尾。
对比例2
与实施例1的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备中不进行步骤4的脱泥。
对比例3
与实施例1的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备中不进行步骤5的浮选除杂。
对实施例1-3和对比例1-3制得的长石精矿进行品味和杂质含量测试,结果如下表所示。
表2
由上表可知:本发明提供了一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法,利用矿物物理性质,首先进行精细分级,抛尾,除掉大部分在常规工艺中难以去除的杂质,其次利用浮选方法首先去除剩余矿物中难以去除的硅酸盐、碳酸盐杂质,然后再进行长石的浮选,这样就可以得出高品质的长石产品。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明,对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法,所述方法包括以下步骤:(1)对风积沙进行筛选分析和镜检,确定筛分细度范围,将风积沙过筛,并将筛下产物进入分级设备,获得粗粒部分;(2)将获得的粗粒部分给入高频细筛,然后将分级筛上粗粒经浓缩后给入整形磨机进行磨矿;(3)将磨好的矿浆使用磁选机进行强磁除铁,进行一粗选一扫选两次强磁除铁;(4)对强磁除铁后的精矿进行脱泥;(5)对脱泥后的精矿用酸调整矿浆的pH值,加入胺类捕收剂进行浮选除杂,浮选工艺为一粗选二扫选;(6)浮选除杂后的矿物加入HF进行调整和活化,加入胺类捕收剂进行长石浮选,工艺为一次粗选,粗选产品即长石精矿。
2.根据权利要求1所述的一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法,其特征在于,步骤1中将风积沙过0.3-0.6mm筛,筛除草根、树叶杂质,其次将筛下产物进入分级设备,筛除大部分0.1mm左右细颗粒杂质,筛除的草根树叶杂质和细粒部分直接回填到原沙位置,留作土壤复垦备用。
3.根据权利要求1所述的一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法,其特征在于,步骤2中,高频细筛的给入浓度10-20%,筛除0.1mm左右剩余的细粒杂质,所述磨矿采用长筒型球磨机和高频细筛组成闭路磨矿***,磨矿细度达到小于200目的颗粒含量为50-70%。
4.根据权利要求1所述的一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法,其特征在于,步骤3中所述强磁除铁使用立环高梯度磁选机,给入的磨好的矿浆浓度在10-20%,磁场强度在0.9-1.2T。
5.根据权利要求1所述的一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法,其特征在于,步骤4中所述脱泥去除0.04mm以下的细泥,脱泥后底流浓度在30-40%。
6.根据权利要求1所述的一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法,其特征在于,步骤5中所述酸为5%-15%的稀硫酸,调整矿浆的pH值在2-3之间,用量在1000-3000g/t。
7.根据权利要求1所述的一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法,其特征在于,步骤5中所述胺类捕收剂为混合胺,粗选用量在70-150g/t,扫一用量在35-75g/t,扫二用量在20-40g/t。
8.根据权利要求1所述的一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法,其特征在于,步骤6中所述浮选除杂后的矿物的Fe2O3含量小于0.1%。
9.根据权利要求1所述的一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法,其特征在于,步骤6中加入HF的用量为300-1000g/t,调节矿浆的pH值在2-3之间,加入胺类捕收剂进行长石浮选,粗选混合胺用量在20-100g/t。
10.根据权利要求1所述的一种利用沙漠风积沙提取长石精矿的方法,其特征在于,所述长石精矿的K2O品位大于8%,Na2O品位大于2%,Fe2O3含量小于0.1%,TiO2含量小于0.02%。
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