河南某鉀長石礦的精選除鐵研究

郝小非等

摘 要：本文以河南某鉀長石礦產資源為研究對象，通過單一浮選除鐵工藝流程，可得到產率為77.78%左右、Fe2O3含量為0.28%的中低檔鉀長石粉產品。為今后低品位鉀長石的開發利用提供了技術依據。

關鍵詞：鉀長石；混合捕收劑；反浮選；除鐵

1 引言

該礦石中的主要礦物有微斜長石、斜長石、鈉長石、石英及絹云母。金屬礦物主要為褐鐵礦，其中，鉀長石（微斜長石和條紋長石常互為交生）為50%～55%、鈉長石為10%、石英為30%～35%、絹云母含量小于1%。原礦化學組成分析結果見表1。

長石是一種重要的工業礦物，主要用作玻璃和陶瓷的生產原料。在玻璃工業中，長石消費量約占長石總消費量的50%～60%。在陶瓷工業中，長石消費量約占長石總消費量的30%。除此之外，鉀長石還應用于化工、磨具磨料、玻璃纖維、電焊條生產等行業。評價長石產品質量的技術指標主要是燒成白度和K2O、Na2O的含量。在透明玻璃的生產中，原料中的鐵會對玻璃的透光度和顏色產生不良影響；在陶瓷生產中，鐵易使制品表面產生黑點、熔疤和熔洞[1-3]。

不同類型礦石的除鐵方法和效果不同，主要取決于鐵的狀態、粒度，以及礦物間的相互關聯。磁選工藝是最常用的工藝[4]，但對于含鐵礦物呈細粒嵌布的長石礦來說，浮選是最主要的選礦方法。當pH值為3～4時，用胺類捕收劑浮選云母；當pH值為4～5時，用磺酸鹽類捕收劑浮選含鐵礦物[5]。在酸性條件下浮選時，對設備要進行耐腐蝕處理，且對環境影響較大。因此，開展在堿性條件下的除鐵試驗是未來發展的方向。另外，隨著高品位鉀長石礦資源的日益枯竭，利用低品位鉀長石礦資源迫在眉睫。

我國鉀長石資源極其豐富，主要分布在安徽、內蒙古、黑龍江、新疆、四川等23個省區，分布十分廣泛，但主要以中低品位為主[6]。目前，我國鉀長石的利用主要為采富棄貧的方式，即以開采高品質為主。而低品位鉀長石的合理開發利用并未引起足夠的重視，大部分都未開發利用，成為了“呆滯”資源。

本文以河南某鉀長石礦產資源為研究對象，通過單一浮選除鐵工藝流程，可得到產率為77.78%左右、Fe2O3含量為0.28%的中低檔鉀長石粉產品，為今后低品位鉀長石的開發利用提供了技術依據。

2 試驗內容及結果分析

2.1 試驗內容

本試驗是在弱堿性介質中進行，以脂肪酸作捕收劑、以碳酸鈉作pH調整劑、水玻璃作為抑制劑、皂化油酸+731按2：1混合作捕收劑，并采用反浮選工藝進行除鐵選礦。其粗選除鐵選礦流程見圖1。

2.2 試驗結果分析

2.2.1磨礦細度對除鐵效果的影響

在碳酸鈉用量為2000g/t、水玻璃用量為300g/t、混合捕收劑用量為900g/t的條件下，進行磨礦細度試驗，其試驗結果見圖2。

由圖2可以看出，隨著磨礦細度的增加，鉀長石精礦產率逐漸降低，精礦中鐵含量卻逐漸升高。這是因為磨礦粒度過細，礦泥增加造成浮選選擇性下降，夾雜嚴重。研究結果表明，當磨礦細度為～0.074mm占45%～55%左右時，選別指標較佳。因此，本文選擇～0.074mm占50%的磨礦細度。

2.2.2礦漿pH值對除鐵效果的影響

本文采用碳酸鈉和硫酸作pH調整劑，在水玻璃用量為300g/t、混合捕收劑用量為900g/t條件下，進行了礦漿pH值試驗，其試驗結果見圖3。

從圖3可以看出，隨著pH值的增加，鉀長石精礦的鐵含量逐漸下降。但當pH值超過9之后，精礦中鐵含量反而又升高，說明過量的調整劑對含鐵礦物有抑制作用。因此，本文最終確定礦漿pH值為9左右最佳。

2.2.3水玻璃用量對除鐵效果的影響

水玻璃常用作硅酸鹽礦物的抑制劑和礦泥分散劑，本試驗用水玻璃抑制鉀長石，可以減少鉀長石的損失，其水玻璃用量試驗結果見圖4。

由圖4可以看出，隨著水玻璃用量增加，鉀長石精礦產率逐漸增加，精礦鐵含量下降。但用量過大對鐵礦物有抑制作用，鉀長石精礦鐵含量增高。因此，本文以水玻璃用量為300g/t最佳。

2.2.4捕收劑用量對除鐵效果的影響

本文采用皂化油酸+731按2：1的比例作鐵礦物捕收劑，皂化油酸可增加油酸的分散性和捕收性，和731混合可增加藥劑的協同效應，其捕收劑用量試驗結果見圖5。

由圖5可知，隨著捕收劑用量的增加，鉀長石精礦產率下降，精礦鐵含量下降。但當用量超過1500g/t時，鉀長石精礦產率急劇下降，而精礦中鐵含量變化不大。從浮選現象可以看出，捕收劑用量過大，造成泡沫發粘，夾雜嚴重，從而降低了浮選的選擇性。本文以捕收劑用量為1500g/t最佳。

2.2.5工藝流程及指標對除鐵效果的影響

在最佳粗選條件基礎上，為進一步降低精礦中鐵含量，因此又增加了兩次選鐵作業工序，最終試驗工藝流程見圖6，其試驗結果見表2。通過對鉀長石精礦的化學成分進行分析，其化學組成如表3所示。原礦與精礦燒后的白度對比示意圖如圖7所示。

由表2可知，原礦的產率為100%，Fe2O3含量達0.96%。通過兩次除鐵后，鉀長石精礦中的產率達77.88%，Fe2O3含量達0.28%。由此可以看出，通過兩次除鐵工藝，Fe2O3的含量明顯降低，由原來的0.96%降低到0.28%，除鐵效果明顯。

由表1、表3可知，原礦中樣品的白度為12，而精礦中樣品的白度為55。所以通過兩次除鐵后，樣品的白度明顯提高。

3 結論

（1） 捕收劑用量對礦物除鐵效果有一定的影響，當捕收劑用量為1500g/t時，其效果最佳。

（2） 水玻璃用量對礦物除鐵效果有一定的影響，當其用量為300g/t時，其效果最佳。

（3） 礦漿的pH值對礦物除鐵效果有一定的影響，當礦漿pH值為9左右時，效果最佳。

（4） 磨礦細度對除鐵效果有一定的影響，當其磨礦細度為～0.074mm占50%時，效果最佳。

（5） 在滿足所有原料最佳的情況下，采用兩次除鐵工藝，可以使得原礦燒后白度由12提升到55。而Fe2O3的含量明顯降低，由原來的0.96%降低到0.28%。（下轉第27頁）此產品質量可以滿足我國部分企業生產對長石原料質量的要求，為該礦的開發利用提供了可行的技術支撐。

參考文獻

[1] 高艷麗.鐵對玻璃生產的影響[J].玻璃，2008（12）：30-31.

[2] 張忠銘.陶瓷原料中的鐵[J].中國陶瓷，1974（3）：33-36.

[3] 馬光華.陶瓷原料質量評價在建陶生產中的應用[J].中國陶瓷工業，1999，6（1）：26-31.

[4] 李小靜.江西某地鉀長石尾礦除鐵試驗研究[J].礦產保護與利用，2010（3）：20-24.

[5] 郭保萬.某高鐵鉀長石除鐵工藝流程研究[J].礦產保護與利用，2000（2）：22-26.

[6] 胡波，韓效釗.我國鉀長石礦產資源分布、開發利用、問題與對策[J].化工礦產地質，2005，27（1）：25-30.