山东省宁阳县长石除铁降铁可选性选矿试验研究简介

关键词：长石除铁降铁,山东省宁阳县,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矿，主要负责全国各省建材总队的长石矿的矿物岩性测试、选矿可选性试验及矿产品深加工，对山东省宁阳县长石除铁降铁、长石与石英分离选矿试验研究，取得诸多方面的科研成果。不仅如此，本研究院还是非金属矿应用开发的专业机构，在矿石加工设备、非金属矿产可选性试验、非金属矿产品市场分析等方面有国内领先的能力储备。

      我院于2005年承担山东省宁阳县某矿区长石矿选矿试验，其目的是为该矿区长石矿在工业上的应用提供选矿依据。

      矿区位于宁阳县城北东18km，行政区划属罡城镇管辖。矿区内出露的岩浆岩主要为吕梁期侵入的傲崃山超单元松山单元（aSηγ），岩性主要为中粒二长花岗岩，灰白色、浅肉红色，中粒结构，块状构造，主要矿物成分为石英、钾长石、斜长石，次要矿物成分为黑云母、角闪石，副矿物为磷灰石、锆英石、榍石、磁铁石。石英含量约30%，呈不规则它形晶体充填于其它矿物中间；钾长石和斜长石多为半自形状，含量约60%；暗色矿物含量约3%，副矿物含量小于1%。该岩体在矿区内广泛分布，由于第四系的覆盖，岩体只在矿区北东部、南东部出露，岩体出露区，地势相对较高，总体略呈东高西低之势。花岗伟晶岩脉（ρ1）在区内也较发育，长石矿体即赋存于岩脉（ρ1）中。花岗伟晶岩呈灰白色－浅肉红色，中-粗粒伟晶结构，块状构造，主要矿物成分为正长石，颗粒较粗大，一般在1.5～3.5mm之间，含量约40～50％；微斜长石，粒径在0.4mm左右，含量约15～20％；斜长石，半自形柱状，颗粒较小，含量10％；石英，无色，他形粒状，粒度不等，一般在0.1～1mm之间，含量30％。脉体成群出现，彼此相互平行，间距10～70m。

      通过对本次试验采取的样品进行研究，查明该矿区长石主要矿物成分为微斜长石、正长石、斜长石、石英，次要矿物成分为黑云母、角闪石，副矿物为绿帘石、磁铁矿等。原矿化学成分为：SiO₂75.84%， Al₂O₃ 12.92%，Fe₂O₃ 0.61%。茂公山矿区长石铝低、硅高、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。

      长石与石英的浮选分离包括“有氟浮选”和“无氟浮选”两种方法。所谓“有氟浮选”是指用氢氟酸作长石活化剂，用胺类捕收剂吸附长石表面，从而使长石与石英分离。这种方法分离效果十分理想，但是，由于氢氟酸属剧毒化学药品，对环境容易造成严重的污染，应该尽量避免使用。

      “无氟浮选”是指不用含氟药剂作活化剂，使用硫酸作矿浆的pH调整剂，采用氮烷基丙撑二胺和石油磺酸钠作长石的捕收剂，分离长石与石英。目前，“无氟浮选”工艺已逐渐替代“有氟浮选”工艺。

      对于茂公山矿区长石的选矿试验，基于保护环境的需要及生产的可靠性，采用的选矿工艺流程着眼于：

      1 石英与长石的分离采用“无氟浮选”工艺，以免将来生产中因为环境污染受到限制。

      2 可靠性，选矿工艺流程能在生产中应用并能保证生产指标稳定。

      基于以上两点要求，本研究根据原矿性质，着重研究了长石与石英的分离，通过系统的条件试验和流程试验，确定采用磨矿——脱泥——弱磁——浮选——强磁选的工艺流程，获得了长石精矿产品，同时还回收了石英精矿。两种产品技术指标见表1：

表1   最终精矿指标

      研究结论：

      一、该矿区长石铝低、硅高、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。

      二、采用棒磨不仅可以使长石和石英解理，并且可以避免过粉碎，造成资源浪费。采用浮选可以分离长石和石英，采用磁选方法可降低产品的Fe₂O₃含量。

      三、本次实验研究采用磨矿――脱泥――弱磁――浮选工艺流程，可以获得：产率44.75％、Al₂O₃含量为18.15％、K₂O含量为7.55％、Na₂O含量为5.22％、 Fe₂O₃含量为0.18％的长石精矿；产率15.88％、SiO₂含量为97.13％、Fe₂O₃含量为0.08％的石英精矿。长石精矿指标满足平板玻璃、陶瓷原料的工业要求，石英精矿可以满足平板玻璃、一般器皿玻璃的指标要求，同时，指标也达到了现行市场要求。

      四、推荐工艺流程为开路流程，流程简单，实际生产中易于控制、容易实现。

      五、对年处理8万吨矿石的选矿厂进行了设备选型和价格调查，设备购置及安装费用为192.36万元。

      六、设计年处理80000吨矿石的选厂，利润为208.8万元，效益可观。