CN1765521A - 一种由硅砂分离长石和石英的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由硅砂分离长石和石英的方法，其特征在于：将含有长石和石英的硅砂送入干式磁选机对其进行分选，所述硅砂粒径为0.074～2.0mm。该方法工艺简单，硅砂通过转动的磁辊时，利用石英与长石的磁性差异，分离物料沿不同的运动轨迹抛出，有效分离出硅砂中的石英、长石与杂质，提高其硅砂的SiO₂含量，降低Fe₂O₃含量，石英的SiO₂含量最高可达到99.9％；且无环境污染及容器腐蚀问题，成本低，能源消耗低，易于推广实施。

Description

一种由硅砂分离长石和石英的方法

技术领域

本发明涉及一种硅砂的选矿方法，特别是一种由硅砂分离长石和石英的方法，尤其适用于分离长石单矿物Fe₃O₃含量＞0.1％硅砂的分离。

背景技术

我国硅砂大部分是长石与石英混杂共生，其中SiO₂含量低，Al₂O₃和Fe₂O₃含量高，不能满足工业，尤其是浮法玻璃工业对石英原料纯度的要求，必须通过选矿处理才能达到浮法玻璃的要求。

长期以来，技术人员一直认为分离长石和石英的最有效方法是浮选法，目前国内使用的浮选方法有三种：氢氟酸浮选法、无氟浮选法、碱性介质中浮选硅砂新工艺。

氢氟酸浮选法是采用氢氟酸或氟化物做长石的活化剂。该方法的长石和石英分选性好，指标稳定，可以获得高质量的石英砂和长石副产品。但因废水中含有高浓度的氟离子，在排放时对环境严重污染，虽然对浮选废水处理后再排放，可以达到国家《污水综合排放》GB8978-1996标准，但由于排放废水量很大，处理费用高，增加了生产成本，并且酸性环境中设备腐蚀严重，因此，限制了该方法的应用。

无氟浮选法是为了解决氢氟酸法对环境污染而发明的。该方法使用硫酸，不用氢氟酸，解决了氢氟酸浮选法氟离子对环境的污染问题。但其长石、石英的分选性不如氢氟酸法，药剂用量大、药剂价格高、酸性环境中设备腐蚀严重，影响了其推广和应用。

碱性介质中浮选硅砂新工艺是在碱性介质中浮选分离长石和石英，选用新的药剂，降低了药剂费用，解决了环境污染和酸对设备的腐蚀问题。但该方法仍存在长石、石英分选性指标不佳的问题，特别是对于某些地域的硅砂，长石与石英的分选性更差，其应用和推广有一定的局限性。

直到目前为止，对含长石的硅砂的分选方法通常只是进行水洗、脱泥、分级等简单处理，硅砂中铁、铝含量仍然很高。浮法玻璃行业只好以砂岩作主要硅质原料，再加上少量的含长石的硅砂或长石，由于砂岩过粉碎的超细粉多，再加上简单选矿处理的硅砂中的铁、铝含量高，浮法玻璃的质量难以提高。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种无环境污染及设备腐蚀，分选效果好，成本及能耗低，且操作简单易行的由硅砂分离长石和石英的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种由硅砂分离长石和石英的方法，其特点为：将含有长石和石英的硅砂送入干式磁选机，利用该干式磁选机内设的磁辊对其进行分选，所述硅砂粒径为0.074～2.0mm。

上述的干式磁选机磁辊的表面磁场强度至少为0.2特斯拉，最佳设定为0.2～3特斯拉。其分选的物料直接落入预设的料区内，该料区根据分离后物料的落入点设置，可以采用挡板围挡，也可以设置为落料仓，该落料仓可依据物料的落入点调整其放置的位置，落料仓可以根据物料磁选要求设置为单斗、双斗或三斗。

为了提高石英的分选精度，在上述的双斗或三斗落料仓中间的分隔板上方安装有一向上延伸的隔离板，隔离板可与分隔板底部固定联接，也可以在隔离板底部与分隔板顶端安装一固定转轴，隔离板可根据物料的落入以垂直方向为基准线，左向0°～90°或右向0°～90°范围内转动。

为了保证干式磁选机的磁选效果，根据需要，对上述的硅砂原矿还可在分选前进行预处理，其具体步骤为：1)进行粗颗粒物料的筛选及细粒级物料的脱除，其中，粗颗粒物料筛选的筛孔尺寸为0.10mm～2.0mm；细粒级物料的分级粒度为0.074～0.50mm；2)将步骤1)筛选后的物料进行干燥，其干燥后该物料含水量≤3％；3)将步骤2)的物料冷却至80℃以下。

上述的干燥可采用烘干或自然晾干，烘干设备及烘干温度可根据不同物料的不同要求及用途确定。

本发明中的磁辊通过电机及其变速装置提供的动力直接转动，也可以电机及其变速装置驱动从动辊，从动辊带动磁辊转动，磁辊转速一般为10～500r/min。

本发明的工作原理为：由于硅砂为颗粒状的砂粒，其中所含的石英和长石虽然均属于非磁性矿物，但是石英和长石所含杂质元素的含量不同，在磁场中受到的磁力仍存在差异，通过转动的磁辊时，石英与长石颗粒在其加速度、重力、磁力的合力作用下，形成不同的运动轨迹，落入不同的料区。没有磁力或受磁力小的石英颗粒沿磁辊转动方向抛到远离磁辊的位置；受磁力大的长石颗粒则落入离磁辊近的位置。通过调节磁辊的转速或隔离板角度，分离出高质量的石英精砂与长石矿。

本发明采用上述技术方案，其有益效果如下：1)硅砂磁选前处理工艺简单，易于操作，经筛选及分级处理后的硅砂经输送皮带送入磁选机，通过转动的磁辊时，磁辊所具有的磁场强度，使原本具有磁性差异的石英与长石，沿不同抛物线下落，通过选择不同抛物线下落的物料，得到不同纯度的石英砂，分选出的石英砂SiO₂含量最高可达到99.90％；2)本发明改变了长期以来本行业对硅砂所采用的传统的分选方式，克服了干式磁选方式不能分离硅砂的技术偏见，首次通过干式磁选方式实现了硅砂中长石和石英的分离。3)本发明采用干式磁选方法，不使用化学药剂，尤其是氢氟酸或氟化物，避免了环境污染，也避免了化学药剂对设备腐蚀的问题，减少了设备投入，降低加工成本，降低了能源消耗，经济实用，易于推广实施。

附图说明

图1为本发明物料进入干式磁选机的分离走向示意图

图2为干式磁选机输送皮带与磁辊、磁辊与变速电机相互间的结构关系示意图

具体实施方式

本发明是一种由硅砂分离长石和石英的方法，具体讲是将含有长石和石英的硅砂送入干式磁选机，利用该干式磁选机内设的磁辊对其进行分选，所述硅砂粒径为0.074～2.0mm；

上述的干式磁选机磁辊的表面磁场强度至少设定为0.2特斯拉，最佳设定为0.2～3特斯拉。上述分选的物料直接落入预设的料区内，该料区根据分离后物料的落入点设置，可以采用挡板围挡，也可以设置为落料仓，该落料仓可依据物料的落入点调整其放置的位置，落料仓可以根据物料磁选要求设置为单斗、双斗或三斗。

为了提高石英的分选精度，在上述的双斗或三斗落料仓中间的分隔板上方安装有一向上延伸的隔离板，隔离板可与分隔板底部固定联接，也可以在隔离板底部与分隔板顶端安装一固定转轴，隔离板可根据物料的落入以垂直方向为基准线，沿该转轴左向0°～90°或右向0°～90°范围内转动。

为了保证干式磁选机的磁选效果，根据需要，对上述的硅砂原矿还可在分选前进行预处理，其具体步骤为：1)进行粗颗粒物料的筛选及细粒级物料的脱除，其中，粗颗粒物料筛选的筛孔尺寸为0.10mm～2.0mm；细粒级物料的分级粒度为0.074～0.50mm；2)将步骤1)筛选后的物料进行干燥，其干燥后该物料含水量≤3％；3)将步骤2)的物料冷却至80℃以下。

上述的干燥方式可以采用烘干或自然晾干方式，烘干设备的选用及烘干温度可根据不同物料的不同要求及用途确定。

本发明中的磁辊通过电机及其变速装置提供的动力直接转动，也可以电机及其变速装置驱动从动辊，从动辊带动磁辊转动，磁辊转速一般为10～500r/min。

为了提高硅砂的筛选效果，对原始集块含杂质较多的硅砂还可以进行水洗筛分，脱除贝壳、砾石、草木等杂质，粗选的筛孔尺寸为1～10mm；为了提高合格粒级硅砂的产率，对于粗颗粒含量超过10％的硅砂增加磨矿工序，磨矿设备采用棒磨机或球磨机，经过磨矿后的硅砂物料再进行步骤1)的筛分除去粗颗粒，筛分设备可以选用滚筒筛或振动筛或六角筛；脱除细粒级物料的处理，可以选用水力旋流器或洗砂机；步骤2)的干燥工艺，是将脱除细颗粒后的硅砂物料在天然条件下晾干；也可以置于干燥设备中烘干，步骤3)烘干后将物料，为保证物料进入干式磁选机后，其所带的高温对干式磁选机产生破坏，在物料进入干式磁选机之前，必须要将物料冷却，冷却温度至80℃以下；将经干燥及冷却后的物料由给料机送入干式磁选机内，经输送皮带送至磁辊上；所选用的干式磁选机磁辊表面的磁场强度至少为0.2特斯拉，最佳的磁辊表面磁场强度设定为0.2～3个特斯拉；通过调节电机及其变速装置，确定其驱动磁辊的转鼓速度；由于硅砂为颗粒状的砂粒，其中所含的石英与长石均为非磁性物料，经过转动的磁辊时，磁辊表面所具有的强磁场，使具有磁性差异的石英与长石，在磁力影响下按照不同的运动轨迹抛出，因其自身的重力顺其运动轨迹落入指定地点。没有磁力或受磁力小的石英颗粒沿磁辊转向抛到磁辊的下方离磁辊远的位置；受磁力大的长石颗粒则落入离磁辊近的位置，这样，石英与长石因其自身所具有的磁性差异，在一磁场中的运动轨迹不同而最终实现了石英与长石两种物料的分离。

在干式磁选机物料的落入点，还可以根据石英和长石在磁场中表现出不同的运动轨迹，选择设置落料仓，落料仓可设置成单仓，专门接收落入的石英精砂；也可以设置成双仓，分别位于主动磁辊下方离磁辊远和近的位置，离磁辊近的落料仓接收落下的长石矿，离磁辊远的落料仓接收落下的石英精砂；为了提高石英精砂的产率，还可以在双仓之间的分隔板上方安装有一个以固定轴为中心可以转动的隔离板，该隔离板可设计成以固定点为中心，以垂直方向为基准线，右向转动0°～90°角或者左向转动0°～90°角的范围内调整该隔离板，通过调整隔离板得到高质量的石英精砂。

具体分离流程如图1所示，本发明的硅砂物料经一给料机1进入干式磁选机的传输皮带2上，磁辊3带动传输皮带2，分离出的石英在传输皮带2上沿其抛物轨道线2-1落入落料仓4的精矿仓4-1中，分离出的长石沿其抛物轨道线2-2落入落料仓4的长石矿仓4-2中，落料仓4的精矿仓4-1与长石矿仓4-2之间夹设的分隔板上端由一转轴连接一隔离板5。

如图2所示，干式磁选机的传输皮带2套设于磁辊3与从动辊上，磁辊3由变速电机6驱动，带动从动辊转动，硅砂经表面磁场强度设定为0.2～3特斯拉的磁辊3表面分离后，分别落入磁辊3下面设置的落料仓中

以下通过几个具体实例对本发明的方法作进一步的详细描述：

实例1：

第一步：选用松散的颗粒状硅砂物料，其化学成份为：SiO₂93.91％、Al₂O₃3.30％、Fe₂O₃0.21％；将其颗粒物料进行筛选，其筛孔尺寸为0.5mm；第二步：将筛下物料用水力旋流器脱除小于0.2mm的细粒级；第三步：将经脱除处理后的0.2～0.5mm的硅砂物料自然晾干，干燥后的含水量为2％；第四步：经上述步骤处理后的物料送入干式磁选机进行磁选，所用的干式磁选机采用通用的干式磁选机，于式磁选机的磁辊转速设定为130r/min，磁辊的表面磁场强度设定为3特斯拉；经磁选后的精矿产率为48.52％，其化学成份为SiO₂99.90％、Fe₂O₃0.0026％。

实例2：

第一步：先对硅砂的原始集块进行水洗筛分，脱除贝壳、砾石、草木等杂质，筛孔尺寸为10mm；对硅砂进行磨矿，磨矿设备采用棒磨机；经过磨矿后的的硅砂物料的化学成份为：SiO₂93.91％、Al₂O₃3.31％、Fe₂O₃0.20％；将其物料进行粗颗粒筛选，筛孔尺寸设为2.0mm；第二步：将筛下物料用水力旋流器脱除小于0.5mm的细粒级；第三步：将经脱除处理后的0.5～2.0mm的硅砂物料置于干燥箱中，在100℃温度下烘干，烘干后的含水量为1％，烘干后将物料冷却至60℃；第四步：经上述步骤处理后的物料送入通用的干式磁选机内进行磁选，其磁辊转速设定为500r/min，磁辊的表面磁场强度设定为1.0特斯拉；经磁选后的精矿产率为74.52％，其化学成份为SiO₂97.80％、Al₂O₃1.12％、Fe₂O₃0.09％。

实例3：

第一步：先对硅砂的原始集块进行水洗筛分，脱除贝壳、砾石、草木等杂质，筛孔尺寸为1mm；对硅砂进行磨矿，磨矿设备采用棒磨机；经过磨矿后的硅砂物料的化学成份为：SiO₂93.1％、Al₂O₃3.30％、Fe₂O₃0.21％；将其物料进行粗颗粒脱除，筛孔尺寸为0.35mm；第二步：将筛下物料用水力旋流器脱除小于0.074mm的细粒级；第三步：将经脱除处理后的0.074～0.35mm的硅砂颗粒物料自然晾干；干燥后的含水量为3％；第四步：将干燥后的物料送入通用的干式磁选机内进行磁选，其磁辊转速设定为10r/min，磁辊的表面磁场强度设定为0.2特斯拉；经磁选后的精矿产率为82.52％，其化学成份为SiO₂96.00％、Al₂O₃2.08％、Fe₂O₃0.10％。

实例4：

第一步：选用松散的颗粒状硅砂物料，其化学成份为：SiO₂93.91％、Al₂O₃3.30％、Fe₂O₃0.21％；将其物料进行筛选，其筛孔尺寸为0.7mm；第二步：将筛下物料用水力旋流器脱除小于0.1mm的细粒级；第三步：将经脱除处理后的0.1～0.7mm的硅砂物料自然晾干；干燥后的含水量为3％；第四步：经上述步骤处理后的物料送入通用的干式磁选机进行磁选，设干式磁选机的磁辊转速为130r/min，磁辊的表面磁场强度设定为0.5特斯拉；经磁选后的精矿产率为76.52％，其化学成份为SiO₂96.80％、Al₂O₃1.66％、Fe₂O₃0.095％。

实例5：

第一步：先对硅砂的原始集块进行水洗筛分，脱除贝壳、砾石、草木等杂质，筛孔尺寸为10mm；对硅砂进行磨矿，磨矿设备采用棒磨机；经过磨矿后的硅砂物料的化学成份为：SiO₂93.91％、Al₂O₃3.30％、Fe₂O₃0.21％；将其颗粒物料进行筛选，其筛孔尺寸设定为0.6mm；第二步：将筛下物料用水力旋流器脱除小于0.1mm的细粒级；第三步：将经脱除处理后的0.1～0.6mm的硅砂物料置于干燥箱中，在100℃温度下烘干，烘干后的含水量为0.3％，烘干后将物料冷却至79℃；第四步：经上述步骤处理后的物料送入通用的干式磁选机进行磁选，干式磁选机磁辊的转速设定为260r/min，磁辊的表面磁场强度设定为3特斯拉；经磁选后的精矿产率为40.22％，其化学成份为SiO₂99.00％、Al₂O₃0.49％、Fe₂O₃0.06％。

实例6：

第一步：将硅砂物料直接送入通用的干式磁选机进行磁选，干式磁选机磁辊的转速设定为260r/min，磁辊的表面磁场强度设定为1.0特斯拉；经磁选后的精矿产率为78.22％，其化学成份为SiO₂97.8％、Al₂O₃1.49％、Fe₂O₃0.086％。

上述实例1～6中，通用的干式磁选机为市场上可选购到的设备，所选用的干式磁选机可根据物料分离的需要对落料区进行改装，在磁辊斜下方可以设置一落料仓，落料仓可以设置为一斗或双斗或三斗，分别落入分离后的石英与长石；同时，为了提高石英的分离纯度，在双斗或三斗落料仓中间隔板上方还可以安装有一隔离板，该隔离板可设计成以落料仓入口处的中心为固定点，以垂直方向为基准线，右向转动0°～90°角或者左向转动0°～90°角的范围内调整该隔离板。

Claims (9)

1、一种由硅砂分离长石和石英的方法，其特征在于：将含有长石和石英的硅砂送入干式磁选机，利用该干式磁选机内设的磁辊对硅砂进行分选，所述硅砂粒径为0.074～2.0mm。

2、如权利要求1所述的分离长石和石英的方法，其特征在于：所述磁辊的表面磁场强度至少为0.2特斯拉，所述分选后的物料直接落入预设的料区内。

3、如权利要求2所述的分离长石和石英的方法，其特征在于：所述料区为一落料仓，该落料仓位于所述干式磁选机磁辊的下方，所述落料仓设置为单斗、双斗或三斗中一种。

4、如权利要求3所述的分离长石和石英的方法，其特征在于：所述双斗或三斗落料仓中间分隔板上方安装有一向上延伸的隔离板。

5、如权利要求4所述的分离长石和石英的方法，其特征在于：所述隔离板底部与所述分隔板顶端通过一固定转轴连接，其隔离板以垂直方向为基准线，绕该转轴左向0°～90°或右向0°～90°范围内调整。

6、如权利要求1或2或3或4或5所述的分离长石和石英的方法，其特征在于：所述磁辊表面的磁场强度为0.2～3特斯拉。

7、如权利要求1或2或3或4或5所述的分离长石和石英的方法，其特征在于：对所述分选前的硅砂进行预处理，其具体步骤为：1)进行粗颗粒物料的筛选及细粒级物料的脱除，其中，粗颗粒物料筛选的筛孔尺寸设置为0.10mm～2.0mm细粒级物料的分级粒度设置为0.074～0.50mm；2)将步骤1)筛选后的物料进行干燥，其干燥后物料含水量≤3％；3)将步骤2)干燥后的物料冷却至80℃以下。

8、如权利要求7所述的分离长石和石英的方法，其特征在于：步骤2)所述的干燥为烘干或自然晾干。

9、如权利要求8所述的分离长石和石英的方法，其特征在于：所述磁辊表面的磁场强度为0.2～3特斯拉。