浑善达克沙漠风积砂可选性选矿试验研究简介

关键词：风积砂,长石与石英分离,选矿试验,浑善达克沙漠,中材地质工程勘查研究院

中材地质工程勘查研究院从上世纪六十年代开始研究长石与石英分离，主要负责全国各省建材总队的长石与石英的矿物岩性测试、选矿及矿产品深加工，对长石与石英分离选矿试验，取得诸多方面的科研成果。2007年开始对浑善达克沙漠风积砂（黄沙）进行可选性试验。

我院于2008年承担浑善达克沙漠风积砂选矿项目，其目的是查清样品物质组成，为该地区沙漠风积砂的资源化利用提供选矿依据。

通过对本次试验采取的样品进行研究，查明沙漠风积砂矿物组成如下：长石45～50%，石英35～40%，岩屑10～15%，少量锆石、电气石、角闪石、辉石、石榴石等1～2%，铁质1%，长石部分颗粒有泥化、铁染和绢云母化。原矿化学成分为：SiO₂82.22%， Al₂O₃ 9.13%，Fe₂O₃0.68%。试验样品铝高、硅低、铁高，如不进行选矿加工，很难直接作为原料用于玻璃、陶瓷工业部门。因此必须进行长石与石英的分离，并降低含铁量，生产出的长石和石英产品才能满足玻璃、陶瓷工业部门的要求。

目前在国内曾经使用的长石与石英分离选矿技术包括：氢氟酸法、无氟浮选法、碱法浮选工艺、中性环境硅砂选别工艺。

最初用氢氟酸浮选法，于1972年开始在内蒙通辽地区建设我国第一条分离长石、石英的硅砂浮选试验生产线，试验室浮选分离长石、石英的指标都达到了要求，但在建设中已推测发现，选矿厂将要排出的废水中氟离子含量会偏高，氟离子将会污染矿区，于是建设项目暂停下来。2001年，我院技术人员申请《氢氟酸浮选分离长石、石英新方法专利》技术，改进氢氟酸处理方式，并且对选矿废水进行了有效降氟处理，选矿废水中氟离子低于国家标准10 mg/l的指标（《污水综合排放》GB8978—1996），解决了传统氢氟酸浮选法对环境的污染问题。

八十年代后期，无氟浮选研究取得了一定成果，该方法用其它无机酸代替氢氟酸，解决了氟离子的环境污染问题。1997年由中材地质工程勘查研究院设计了一条无氟浮选硅砂生产线, 真正实现了我国长石与石英分离浮选工业化生产，经过多年的运转，证明该工艺设计先进、配置合理、指标稳定，该方法解决了重大的环境保护问题。

2002年由中材地质工程勘查研究院研究成功并用于工业生产的“碱法浮选工艺”，解决了环境污染问题的同时解决了设备腐蚀的问题，经过五年的生产运行，已证明该工艺的可靠性。但试验证明该工艺方法不同地区的矿石选矿效果纯在很大差异，其内在原因尚待研究。

对于沙漠风积砂，由于原矿中长石含量大约45～50％，SiO₂含量只有82.22%，Fe₂O₃含量 0.68%，属于难选硅砂，本次研究首先使用所有可能的长石与石英分离技术对样品进行初步探索性选矿试验，根据试验结果对比，分析选矿效果，确定适合沙漠风积砂的长石与石英分离技术。然后通过系统的条件试验和流程试验，确定采用重选——氢氟酸浮选新工艺——磁选工艺流程，获得了石英精矿产品，同时还回收了长石精矿，产品技术指标见表1，采用《氢氟酸浮选分离长石、石英新方法专利》技术，选矿废水中氟离子浓度为7.60mg/l，低于国家标准10 mg/l的指标。

最后使用化学方法探索性的对前面的石英精矿进行了降铝处理，得到了高纯石英精矿。高纯石英精矿的产品指标见表2。

表1　重选——氢氟酸浮选新工艺——磁选联合流程产物指标

表2   化学方法高纯石英精矿指标

 

重选——氢氟酸法浮选——磁选联合流程选矿长石精矿可用作平板玻璃、陶瓷工业原料，石英精矿产品可用作生产浮法玻璃和一般器皿玻璃的原料；化学方法高纯石英精矿的指标满足了合同要求，达到了预期的目的。