CN109013057A - 一种从花岗岩石料中分离长石和石英的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从花岗岩石料中分离长石和石英的方法，属于分离选矿技术领域，该方法包括碎矿、磨矿、分筛、光电色选、制粉和磁选六个工序，采用物理技术将花岗岩中长石、石英、磁性物质进行彻底分离，期间无任何废气、废水等污染环境的物质产生，有效避免了现有技术中浮选工艺对环境带来的危害，且利用该方法分选提纯后的长石、石英完全能取代天然长石、石英在陶瓷工业中的应用，该方法中原料来源充足，适用于大规模工业化生产。

Description

一种从花岗岩石料中分离长石和石英的方法
技术领域
本发明属于分离选矿技术领域，具体涉及一种从花岗岩石料中分离长石和石英的方法。
背景技术
钾钠长石，由于熔点低1100-1300℃之间，化学稳定性好，在与石英及硅酸盐共熔时有助熔作用，反应形成低熔玻璃物质，可降低陶瓷制品的烧成温度，促进陶瓷制品的烧结，在烧结前长石在坯料中起瘠性原料作用，提高坯料的疏水性，缩短坯体的干燥时间，减少坯体的干燥收缩与变形。在陶瓷釉料中，熔融后长石玻璃熔体冷却后，形成了釉料的玻璃物质，增加了釉的透明度，提高了釉面的光泽度和使用性能。但是，自然界中用于陶瓷生产的优质长石原料物资匮乏，质量日趋劣化，从陶瓷行业长远发展考虑，必须寻找长石原料代用品。
不同种类的花岗岩都是以长石、石英为主体矿物岩石，国内数以千家的花岗岩石材加工企业在开采加工过程中，都会产生大量的废料和开采后的荒料，这些尾料和荒料的存在，给环境造成严重的污染，虽然这些花岗岩废料的化学成分主要为钾、钠长石、石英、黑色云母，但由于花岗岩废料中K2O、Na2O品位低，而有害成分Fe2O3、TiO2较高，因此不能将其替代长石直接用于陶瓷釉、坯料中，而少量质量较好的花岗岩矿也只能添加部分用于低端陶瓷坯料之中，使得大量的花岗岩废料不能合理利用和处理，造成了资源浪费。目前，国内现有花岗岩分离长石、石英提纯技术主要为浮选工艺，但是，在浮选过程中有大量的有害药剂和有害物质的存在，对环境造成极大的危害，且从分选结果来看，K、Na的品位提高也就1-2个百分点，完全达不到分选提纯的效果，因此，急需一种既能提高K、Na品位，又对环境友好的从花岗岩石料中分离长石和石英的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种从花岗岩石料中分离长石和石英的方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、一种从花岗岩石料中分离长石和石英的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)碎矿；
(2)磨矿：将经步骤(1)处理后的花岗岩石料放入制砂造粒机中进行磨矿，获得粒径小于等于8mm的花岗岩石料块；
(3)分筛：将步骤(2)中粒径小于等于8mm的花岗岩石料块放入分筛机中，分别获得粒径小于0.38mm、粒径大于等于0.38mm小于0.83mm、粒径大于等于0.83mm小于2.36mm和粒径大于等于2.36mm小于8mm四种花岗岩石料块；
(4)光电色选：将步骤(3)中获得的粒径大于等于0.38mm小于0.83mm、粒径大于等于0.83mm小于2.36mm和粒径大于等于2.36mm小于8mm三种花岗岩石料块分别放入光电色选机中进行光电色选，最终分别获得长石和石英；
(5)制粉；将步骤(4)中获得的长石和石英分别研磨成粉，获得长石粉和石英粉；
(6)磁选：将步骤(5)中获得的长石粉和石英粉分别放入磁选机中进行磁选，使所述长石粉和石英粉中Fe2O3含量均小于等于0.03-0.1wt％，即可。
进一步，步骤(1)中，所述碎矿具体为将花岗岩石料破碎成粒径小于等于400mm的物料块。
进一步，步骤(2)中，所述制砂造粒机为滚筒式制砂造粒机，所述滚筒式制砂造粒机的筒体直径为2500mm，筒体长度为4000mm，主机功率为75kW，转速为25-30r/min。
进一步，所述滚筒式制砂造粒机的筒体内壁贴有刚玉衬板。
进一步，所述刚玉衬板的硬度大于9级。
进一步，步骤(4)中，所述光电色选时，所使用的光电色选机具有能够在7000-10000点进行扫描捕捉的CCD镜头，频率小于等于1600Hz的自修复式电磁阀；所述光电色选机的分辨精确度小于200目异色，传送带速度为2.4-2.75m/s，选长石时颜色背景设置为蓝红色，选石英时颜色背景设置为红色。
进一步，步骤(6)中，所述磁选分三个阶段完成，首先在磁力为5000-6000高斯的永磁机中进行磁选，然后在磁力为8000-11000高斯的平板磁选机下进行磁选，最后在磁力为13000-14000高斯的立环脉动高梯度磁选机下进行磁选。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种从花岗岩石料中分离长石和石英的方法，该方法全部采用物理技术将花岗岩中长石、石英、磁性物质进行彻底分离，有效避免了现有技术中浮选工艺对环境带来的危害。在分离过程中，通过调整各阶段的工艺参数，使最终分离出的长石和石英达到优级品位，进而能够取代天然优级长石和石英。其中，在磨矿时，限定使用筒体直径为2500mm，筒体长度为4000mm，主机功率为75kW，转速为25-30r/min的滚筒式制砂造粒机，可以保证最终获得分离彻底的具有准球形态的花岗岩石料块，且粉体少，为后续光电色选提高识别和分辨率，因为当筒体直径大于或小于2500m时，直径过大的花岗岩石料块分离不彻底，直径过小的花岗岩石料块相互形成摩擦状态，过粉严重，而当筒体过长或过短则会产生过磨行为，造成粉体多、花岗岩石料块分离不彻底，产量低的问题。在分筛时，将花岗岩石料块按粒径区间进行分堆，可以保证后续光电色选的效果，另外，利用本发明中特定的光电色选机可以进一步提高光电色选的效果，保证最终分离出的长石和石英的纯度。最后，磁选分三个阶段完成，第一阶段以去除生产过程磨损的机械铁为目的，第二阶段以选出云母强磁性、弱磁性物质为目的，第三阶段以选出超细云母的微弱磁性物质为目的，这样分阶段磁选，能够保证最终分离出的长石和石英中Fe2O3含量均小于等于0.03-0.1wt％，保证产品的质量纯净度。该方法无任何废气、废水等污染环境的物质产生，且利用该方法分选提纯后的长石、石英完全能取代天然长石、石英在陶瓷工业中的应用，该方法中原料来源充足，适用于大规模工业化生产。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为内蒙古乌兰察布市境内的花岗岩形貌图；
图2为内蒙古乌兰察布市境内的花岗岩经1200℃煅烧后的形貌图；
图3为实施例1中经光电色选处理后获得的长石的形貌图；
图4为实施例1中经光电色选处理后获得的石英的形貌图；
图5为实施例1中经磁选处理后获得的长石的形貌图；
图6为实施例1中经磁选处理后获得的石英的形貌图；
图7为实施例1中经磁选处理后获得的黑色云母的形貌图；
图8为实施例1中经磁选处理后获得的长石再经1200℃煅烧后的形貌图；
图9为实施例1中经磁选处理后获得的石英再经1200℃煅烧后的形貌图。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
以内蒙古乌兰察布市境内的花岗岩(如图1所示)为分离对象，从该花岗岩中分离长石和石英，将该花岗岩分别取样送武汉理工大学、佛山优博陶瓷测试中心、唐山陶瓷检测中心、沈阳隆基磁电股份有限公司实验室、长沙鸿顺矿业有限公司等检测，综合分析如下，按质量百分数计，该花岗岩中含有Al2O3：14.6％-17.86％，SiO2：73.08％-78.02％，Fe2O3：0.90％-1.47％，CaO：0.78％-1.22％，MgO：0.05％-0.10％，K2O：4.72％-5.24％，Na2O：3.45％-3.55％，TiO2：0.02％-1.22％。该花岗岩经1200℃煅烧(如图2所示)后磨粉，其白度为4.9-11.3。采用如下方法分离该黄岗岩中长石和石英：
(1)碎矿：将花岗岩石料破碎成粒径小于等于400mm的物料块；
(2)磨矿：将经步骤(1)处理后的花岗岩石料放入筒体直径为2500mm，筒体长度为4000mm，主机功率为75kW，转速为30r/min，筒体内壁贴有硬度大于9级刚玉衬板的滚筒式制砂造粒机中进行磨矿，获得粒径小于等于8mm的花岗岩石料块；
(3)分筛：将步骤(2)中粒径小于等于8mm的花岗岩石料块放入分筛机中，分别获得粒径小于0.38mm、粒径大于等于0.38mm小于0.83mm、粒径大于等于0.83mm小于2.36mm和粒径大于等于2.36mm小于8mm四种花岗岩石料块；
(4)光电色选：将步骤(3)中获得的粒径大于等于0.38mm小于0.83mm、粒径大于等于0.83mm小于2.36mm和粒径大于等于2.36mm小于8mm三种花岗岩石料块分别放入光电色选机中进行光电色选，最终分别获得长石(如图3所示)和石英(如图4所示)；所使用的光电色选机具有能够在7000-10000点进行扫描捕捉的CCD镜头，频率小于等于1600Hz的自修复式电磁阀，该光电色选机的分辨精确度小于200目异色，传送带速度等于2.75m/s，选长石时颜色背景设置为蓝红色，选石英时颜色背景设置为红色；
(5)制粉；将步骤(4)中获得的长石和石英分别研磨成粉，获得长石粉和石英粉；
(6)磁选：将步骤(5)中获得的长石粉和石英粉首先分别在磁力为6000高斯的永磁机中进行磁选，然后分别在磁力为10000高斯的平板磁选机下进行磁选，最后分别在磁力为14000高斯的立环脉动高梯度磁选机下进行磁选，最终获得长石(如图5所示)、石英(如图6所示)和黑色云母(如图7所示)。
将经磁选后获得的长石、石英分别进行检测，检测结果如下：
按质量百分数计，经磁选后的长石中含有：Al2O3：18.70％，SiO2：65.88％，Fe2O3：0.07％，CaO：0.70％，MgO：0.06％，K2O：9.60％，Na2O：4.40％，TiO2：0.01％。该长石中Fe2O3含量在0.03-0.1wt％范围内，且将其制饼后经1200℃煅烧测试其白度为68-70，煅烧后的产品见图8。
按质量百分数计，经磁选后的石英中含有：Al2O3：0.90％，SiO2：98％，Fe2O3：0.03％，CaO：0.26％，MgO：0.07％，K2O：0.25％，Na2O：0.25％，TiO2：0.06％。该石英中Fe2O3含量在0.03-0.1wt％范围内，且将其制饼后经1200℃煅烧测试其白度为95，煅烧后的产品见图9。
因此，由本发明中方法从花岗岩中分离出的长石和石英可以取代天然优级长石和石英。
本发明中，磨矿时，滚筒式制砂造粒机的转数除了为30r/min外，还可以为25-30r/min中的任一值；光电色选时，光电色选机传送带速度除了为2.75m/s，还可以为2.4-2.75m/s中的任一值；磁选时，第一阶段永磁机的磁力除了为6000高斯，还可以为5000-6000高斯中的任一值，第二阶段永磁机的磁力除了为10000高斯，还可以为8000-11000高斯中的任一值，第三阶段永磁机的磁力除了为14000高斯，还可以为13000-14000高斯中的任一值，均能实现本发明中的效果。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种从花岗岩石料中分离长石和石英的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)碎矿；
(2)磨矿：将经步骤(1)处理后的花岗岩石料放入制砂造粒机中进行磨矿，获得粒径小于等于8mm的花岗岩石料块；
(3)分筛：将步骤(2)中粒径小于等于8mm的花岗岩石料块放入分筛机中，分别获得粒径小于0.38mm、粒径大于等于0.38mm小于0.83mm、粒径大于等于0.83mm小于2.36mm和粒径大于等于2.36mm小于8mm四种花岗岩石料块；
(4)光电色选：将步骤(3)中获得的粒径大于等于0.38mm小于0.83mm、粒径大于等于0.83mm小于2.36mm和粒径大于等于2.36mm小于8mm三种花岗岩石料块分别放入光电色选机中进行光电色选，最终分别获得长石和石英；
(5)制粉；将步骤(4)中获得的长石和石英分别研磨成粉，获得长石粉和石英粉；
(6)磁选：将步骤(5)中获得的长石粉和石英粉分别放入磁选机中进行磁选，使所述长石粉和石英粉中Fe2O3含量均小于等于0.03-0.1wt％，即可。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碎矿具体为将花岗岩石料破碎成粒径小于等于400mm的物料块。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述制砂造粒机为滚筒式制砂造粒机，所述滚筒式制砂造粒机的筒体直径为2500mm，筒体长度为4000mm，主机功率为75kW，转速为25-30r/min。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述滚筒式制砂造粒机的筒体内壁贴有刚玉衬板。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述刚玉衬板的硬度大于9级。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述光电色选时，所使用的光电色选机具有能够在7000-10000点进行扫描捕捉的CCD镜头，频率小于等于1600Hz的自修复式电磁阀；所述光电色选机的分辨精确度小于200目异色，传送带速度为2.4-2.75m/s，选长石时颜色背景设置为蓝红色，选石英时颜色背景设置为红色。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)中，所述磁选分三个阶段完成，首先在磁力为5000-6000高斯的永磁机中进行磁选，然后在磁力为8000-11000高斯的平板磁选机下进行磁选，最后在磁力为13000-14000高斯的立环脉动高梯度磁选机下进行磁选。
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