毛乌素沙漠风积砂可选性选矿试验研究简介

关键词：风积砂,毛乌素沙漠,可选性选矿试验,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年开始对毛乌素沙漠风积砂（黄沙）进行可选性试验。

      沙漠危害人居环境，人类一直与之进行着顽强的斗争，从防沙护沙到治沙固沙，已取得显著的成绩。本课题我们研究沙漠的资源化治理问题。

      毛乌素沙漠亦称鄂尔多斯沙地，是我国著名的沙漠之一，位于北纬37°27.5′～39°22.5′，东经107°20′～111°30′。包括内蒙古自治区的鄂尔多斯南部、陕西省榆林市的北部风沙区和宁夏回族自治区盐池县东北部，总面积为3.98万平方公里。地名起源于陕北靖边县海则滩乡毛乌素村。据考证，古时候这片地区水草肥美，风光宜人，是很好的牧场。后来由于气候变迁和战乱，地面植被丧失殆尽，就地起沙，形成后来的沙漠。大约自唐代开始有积沙，至明清时已形成茫茫大漠。毛乌素沙地海拔多为1100～1300米，西北部稍高，达1400～1500米，个别地区可达1600米左右。东南部河谷低至950米。毛乌素沙区主要位于鄂尔多斯高原与黄土高原之间的湖积冲积平原凹地上。出露于沙区外围和伸入沙区境内的梁地主要是白垩纪红色和灰色砂岩，岩层基本水平，梁地大部分顶面平坦。各种第四系沉积物均具明显沙性，松散沙层经风力搬运，形成易动流沙。平原高滩地（包括平原分水地和梁旁的高滩地）主要分布全新统一上更新统湖积冲积层。

      经当地人民长期不懈的努力，目前基本解决了沙漠流动的危害问题。如果能进一步将沙漠风积砂作为资源利用，变废为宝，不仅能产生经济效益，而且能达到对沙漠深度治理与开发的目的。为探讨这方面问题，2007年11月内蒙古鄂尔多斯苏里格经济开发区管委会委托我院进行沙漠风积砂选矿试验研究工作。试验分两阶段进行，第一阶段为实验室小型试验，其目的是查清此种风积沙的物质组成，探索有效的选矿方法。第二阶段为半工业试验，其目的为该地区沙漠风积砂的资源化利用提供选矿设计依据。

      我院于2008年完成了试验室试验研究工作，查明了沙漠风积砂矿物组成，推荐出较为合理的选矿流程：重选——氢氟酸浮选新工艺——磁选工艺流程（详见我院《沙漠风积沙选矿试验报告》）。接着，我院就积极开展半工业试验研究工作。为实现内蒙古鄂尔多斯苏里格经济开发区管委会希望项目能尽快完成的愿望，院领导对该项目非常重视，随时关心项目的进展。在院领导和有关部门的大力支持下，全体试验人员积极努力，使项目的进展速度不断加快。项目方案确定后，试验人员首先进行设备选型，并用了一个月的时间进行设备安装调试工作。

      正式试验阶段全体人员分成三个班，以选矿组人员为主，其他组人员轮流参加，单班运转，每班运转近10小时，取样时间8小时，共运转6个班，累计取样时间达到48小时。

      此次半工业试验采用实验室试验的推荐的重选——氢氟酸浮选新工艺——磁选工艺流程。获得了长石和石英两种产品，石英精矿的产率为24.31% ，化学成分为：SiO₂含量为98.15％，Al₂O₃含量为0.89％，Fe₂O₃含量为0.09％，可以作为浮法玻璃原料；长石精矿的产率为48.74%，化学成分为：SiO₂含量为66.08％，Al₂O₃含量为18.32％，Fe₂O₃含量为0.35％，可以用作玻璃、陶瓷工业原料。

      两种产品的化学全分析结果列于表1。

表1　长石、石英的化学全分析结果

      从试验结果来看，浮选指标比较稳定，生产操作易于控制。选矿废水降氟处理是在生产线上连续进行的，浮选废水的氟离子量平均为2.47mg/l，车间外排废水中的氟离子量平均为8.45mg/l，均低于国家标准10mg/l的指标。