低品位鉀長石礦選礦提純工藝試驗(yàn)研究

崔學(xué)茹

摘?要：?遼寧某鉀長石礦原礦中K2O品位為?5.21%，Na2O品位為3.07%，TFe203品位為1.09%，TiO2品位為0.054%，SiO2品位為69.47%，Al2O3品位為13.45%。原礦K2O+Na2O=8.28%品位偏低，而雜質(zhì)鐵、硅含量偏高，不能直接用于高檔陶瓷生產(chǎn)，需要采用選礦提純技術(shù)對(duì)其中的鐵、硅等雜質(zhì)去除，提高K2O+Na2O的品位。試驗(yàn)研究采用強(qiáng)磁-脫泥除鐵，粗精礦進(jìn)行長石-石英浮選分離的選礦提純工藝，可獲得K20品位為6.23%?、Na20?品位為4.07%?，K20+Na20=10.30%?，?TFe203?品位為?0.28%?，?K20?回收率為?79.37%?，?Na20?回收率為?77.45％，精礦產(chǎn)率為65.36%長石精礦，滿足高檔陶瓷原料要求。

關(guān)鍵詞：?強(qiáng)磁除鐵??脫泥除鐵??長石-石英分離??磨礦細(xì)度??單體解離

中圖分類號(hào)：TD92??????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

An?Experimental?Study?on?the?Beneficiation?and?Purification?Technology?of?Low-Grade?Potassium?Feldspar?Ore

CUI?Xueru

（Liaoning?Geology?Engineering?Vocational?College，?Dandong，?Liaoning?Province，118303?China）

Abstract：?In?the?raw?ore?of?a?potash?feldspar?ore?in?Liaoning?Province，the?grade?of?K2O?is?5.21%，?the?grade?of?Na2O?is?3.07%，?the?grade?of?TFe203?is?1.09%，?the?grade?of?TiO2?is?0.054%，?the?grade?of?SiO2?is?69.47%，?and?the?grade?of?Al2O3?is?13.45%.?The?grade?of?K2O+Na2O=8.28%?in?the?raw?ore?is?low，?and?the?content?of?impurity?iron?and?silicon?is?high，?which?cannot?be?directly?used?in?the?production?of?high-grade?ceramics，?and?it?is?necessary?to?use?beneficiation?and?purification?technology?to?remove?impurities?such?as?iron?and?silicon?to?improve?the?grade?of?K2O?+?Na2O.?The?experimental?study?uses?strong?magnetism-desludging?to?remove?iron，?carries?out?the?beneficiation?and?purification?technology?of?feldspar-quartz?flotation?separation?to?rough?concentrate，?and?obtains?the?feldspar?concentrate?with?the?K2O?grade?of?6.23%，?the?Na2O?grade?of?4.07%，?the?K2O+Na2O?grade?of?10.30%，?the?TFe203?grade?of?0.28%，?the?K20?recovery?of?79.37%，?the?Na20?recovery?of?77.45%，?and?the?concentrate?yield?of?65.36%，?which?meets?the?requirements?of?high-grade?ceramic?raw?materials.

Key?Words：?Strong?magnetic?iron?removal;?Desliming?and?iron?removal;?Feldspar-quartz?separation;?Grinding?fineness;?Monomer?separation

我國鉀長石礦資源豐富，但富礦少，貧礦多，且鈦、鐵等雜質(zhì)含量高，不能直接用于高檔瓷器的生產(chǎn)，嚴(yán)重制約了我國陶瓷工業(yè)的發(fā)展。為促進(jìn)我國陶瓷工業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展，研究合理開發(fā)和利用我國豐富的中低品位鉀（鈉）長石礦資源，成為我國資源和礦山行業(yè)研究的重要課題。

遼寧某鉀長石礦原礦中K2O品位為5.21%，Na2O品位為3.07%，TFe203品位為1.09%，TiO2品位為0.054%，SiO2品位為69.47%，Al2O3品位為13.45%。從原礦可以看出，K2O+Na2O=8.28%的含量偏低，而雜質(zhì)鐵、硅含量偏高，不能直接用于高檔陶瓷生產(chǎn)，需要采用選礦技術(shù)對(duì)其中的鐵、硅等雜質(zhì)進(jìn)行去除，提高精礦中K2O+Na2O的品位，以滿足高檔陶瓷原料要求。

1??選礦提純工藝試驗(yàn)研究

對(duì)礦石樣品進(jìn)行化學(xué)多項(xiàng)分析，分析結(jié)果見表1。

通過鏡相巖石工藝礦物鑒定分析，長石礦中鐵雜質(zhì)主要以黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦、白云母、絹云母、鈦鐵礦等形式存在，這些雜質(zhì)礦物由于其賦存狀態(tài)及物理特性、化學(xué)特性等方面的差異，其去除方法也各有不同。此次試驗(yàn)擬采用磁選-脫泥進(jìn)行鐵雜質(zhì)分離，特別是去除云母等細(xì)粒含鐵礦物更為有效。

1.1?磁選磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度試驗(yàn)是考察礦石中有用礦物與雜質(zhì)礦物單體解離的粒度條件，既要達(dá)到較好的分離程度又不至于產(chǎn)生“過粉碎”而增加能耗，影響精礦指標(biāo)[1]。磨礦細(xì)度試驗(yàn)是選礦工藝流程試驗(yàn)研究過程中極其重要且必要的一環(huán)，是決定后續(xù)工藝流程試驗(yàn)研究能否順利開展的關(guān)鍵。

原礦中大部分含鐵礦物為弱磁性礦物，需要強(qiáng)磁選設(shè)備脫除，考察磨礦細(xì)度對(duì)強(qiáng)磁性礦物去除效果的影響，磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

由表2數(shù)據(jù)可知，磨礦細(xì)度（-200目）為71.14％時(shí)，磁選除鐵效果最佳，尾礦鐵回收率最高，隨著磨礦時(shí)間延長，精礦指標(biāo)鐵含量雖然降低，但降低幅度不大，而且磨礦需要消耗較多的能源，同時(shí)伴隨次生礦泥逐漸增加，干擾后續(xù)選別效果。綜合考慮，磨礦細(xì)度-200目71.14％為較合適，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行后續(xù)作業(yè)。

1.2?脫泥除鐵試驗(yàn)

磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果可以看出，通過強(qiáng)磁后，精礦中鐵含量降低十分明顯，但并沒有降到合格標(biāo)準(zhǔn)。精礦中含有較多細(xì)粒懸浮礦泥，且含鐵較高，同時(shí)因礦泥比表面大、活性強(qiáng)、易產(chǎn)生團(tuán)聚，惡化后續(xù)浮選效果，因此在浮選前擬采用脫泥的方法使礦石中部分細(xì)粒鐵隨礦泥一起被排除。

脫泥試驗(yàn)在1.5?L單槽浮選機(jī)中進(jìn)行，取磁精礦礦樣500?g置入浮選機(jī)中，加水調(diào)制33%礦漿濃度，強(qiáng)烈攪拌1?min，然后靜止沉淀計(jì)時(shí)，通過不同靜止沉降時(shí)間來獲取最佳脫泥指標(biāo)[2]。脫泥除鐵流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3可以看出，通過脫泥試驗(yàn)精礦中鐵含量有所降低，同時(shí)K20?、Na2O含量有所提高。隨著脫泥量增加，精礦中鐵的含量沒有明顯變化，而鉀、鈉的回收率逐漸降低。綜合回收率及精礦中Fe203指標(biāo)分析，采用3?min作為脫泥試驗(yàn)的沉降時(shí)間。

1.3?長石、石英分離試驗(yàn)

長石礦經(jīng)強(qiáng)磁-脫泥除鐵后，長石精礦中鐵礦物含量明顯降低，但長石中鉀、鈉品位沒有達(dá)到高檔陶瓷應(yīng)用級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)。精礦中含有大量石英脈石礦物，如果實(shí)現(xiàn)長石礦物與石英脈石礦物分離，便可提高精礦品位。

長石-石英分離：根據(jù)長石和石英的物化特性差異，在pH值2.0～3.0條件下，石英表面不荷電，表現(xiàn)為電中性，陰、陽離子捕收劑均不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生吸附作用；在此pH值下，長石表面電點(diǎn)值為1.5，表現(xiàn)為正電性，其表面活性Al3+離子對(duì)陰離子捕收劑產(chǎn)生吸附作用，又因長石礦表面K+和Na+離子易溶于水，在其表面形成負(fù)電離子特性，對(duì)陽離子捕收劑有吸附作用[3]。在長石-石英分離試驗(yàn)過程中，可采用陰、陽離子混合捕收，在其相互促進(jìn)，協(xié)同作用下，可使長石可浮性大大優(yōu)于石英。

本次長石-石英分離試驗(yàn)采用無酸工藝，以六偏磷酸鈉作為調(diào)整劑，以十二胺和石油磺酸鈉（1∶5配比）混合液作為捕收劑[4]，試驗(yàn)兩種藥劑用量對(duì)分離效果的影響。

分析表4得出，長石-石英浮選分離試驗(yàn)，精礦中鉀、鈉品位提高幅度較大，隨著捕收劑用量的增加，精礦品位沒有明顯變化，回收率逐漸提高，而鐵含量基本沒有變化。當(dāng)捕收劑用量為30?g/t、?150?g/t時(shí)精礦回收率較高，繼續(xù)增大捕收劑用量，鉀、鈉的回收率基本沒有變化。綜合考慮，十二胺、石油磺酸鈉捕收劑用量以30?g/t、150?g/t為宜。

2??閉路全流程試驗(yàn)

從各分段流程條件試驗(yàn)可以得出，該鉀長石礦，由于鐵含量較高，且成分復(fù)雜，采用強(qiáng)磁-脫泥聯(lián)合除鐵流程能有效去除鐵礦物雜質(zhì)，除鐵精礦經(jīng)長石-石英浮選分離，能有效提高長石精礦品位，滿足高檔陶瓷原料要求。但因礦泥、長石-石英分離浮選尾礦量較多，流失大量K20、Na20?，影響長石精礦的回收率和產(chǎn)率，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[5]。因此，在全流程試驗(yàn)流程中對(duì)礦泥進(jìn)行二次分離、浮選尾礦進(jìn)行掃選回收，以提高精礦的回收率和產(chǎn)率。

鏡像觀察礦泥，團(tuán)聚現(xiàn)象明顯，礦泥中裹挾大量細(xì)粒長石礦物，滴入20?g/t水玻璃后，可實(shí)現(xiàn)礦泥與長石礦物分離[6]。閉路全流程試驗(yàn)流程如圖4，閉路全流程試驗(yàn)結(jié)果見表5，精礦多元素分析結(jié)果如表6所示。

3??結(jié)語

由表5閉路試驗(yàn)結(jié)果表明，閉路全流程試驗(yàn)流程對(duì)提純遼寧某鉀長石礦行之有效，可得到K20品位為6.23%、Na20品位4.07%，K20+Na20品位為10.30%，TFe203品位為0.28%，K2O回收率為79.37%，Na20品位為77.45％，精礦產(chǎn)率為65.36%長石精礦，滿足高檔陶瓷原料要求。

參考文獻(xiàn)[1]?江旭.后箐邦銅鉛多金屬礦選礦技術(shù)研究[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2020.

[2]劉波，楊啟帆，盧舒舒，等.遼寧地區(qū)某鈉長石礦提純?cè)囼?yàn)研究[J].非金屬礦，2022，45（6）：54-57.