在自然界中,長(cháng)石大致分為三大系列:
(1)由鉀、鈉兩組長(cháng)石相互混熔而形成的堿性長(cháng)石系列,包括正長(cháng)石、微斜長(cháng)石、透長(cháng)石、冰長(cháng)石及歪長(cháng)石;
(2)由鈉、鈣長(cháng)石兩種組分相互混熔而形成的斜長(cháng)石系列;
(3)鋇長(cháng)石系列,包括鋇長(cháng)石、副鋇長(cháng)石、鋇鈉長(cháng)石、鍶長(cháng)石。
由于長(cháng)石熔點(diǎn)在1100℃-1300℃之間,化學(xué)穩定性好,在與石英及其他鋁硅酸鹽共熔時(shí)有助熔作用,因此,長(cháng)石常被用于制造玻璃及陶瓷的助熔劑。
(1)玻璃溶劑
長(cháng)石是玻璃混合料的主要成分之一,長(cháng)石含氧化鋁高,鐵質(zhì)含量低,可以減少堿的用量。此外長(cháng)石融溶后變成玻璃的過(guò)程比較緩慢,結晶能力小,可以防止在玻璃形成過(guò)程中析出晶體而破壞制品,長(cháng)石還可以用來(lái)調節玻璃的粘性,一般各種玻璃混合料用鉀長(cháng)石或鈉長(cháng)石。

(2)陶瓷坯體配料
在燒成前長(cháng)石能起瘠性原料的作用,減少坯體的干燥收縮和變形,改善干燥性能,縮短干燥時(shí)間,在燒成過(guò)程中,長(cháng)石溶融形成乳白色的粘稠玻璃體。這種玻璃體的特點(diǎn)是冷卻后不再折晶,并能在高溫下溶解一部分高嶺土分解物與石英顆粒,促進(jìn)成瓷反應的進(jìn)行,并可降低燒成溫度(在其他條件相同的情況下,可降低溫度100℃左右),這種作用通常稱(chēng)為助熔作用。

此外,由于高溫下的長(cháng)石溶體具有較大的粘度,可以起到高溫熱塑作用與高溫膠結作用,防止高溫變形。冷卻后的長(cháng)石溶體以透明玻璃體狀態(tài)存在于瓷體中,構成了瓷的玻璃態(tài)基質(zhì),增加透明度,提高光澤與透光度,改善瓷的外觀(guān)質(zhì)量與使用效能。
(3)陶瓷釉料
陶瓷釉料主要由長(cháng)石、石英和粘土原料配成,其中長(cháng)石含量可達15%-35%以上。
(4)搪瓷原料
主要用長(cháng)石和其他礦物原料摻配成琺瑯,摻入量通常為20%-30%以上。
(5)其他
鉀長(cháng)石還可作為生產(chǎn)化肥的優(yōu)質(zhì)原料。
長(cháng)石礦床按成因可分為兩大類(lèi)。
(1)偉晶巖型長(cháng)石礦
此類(lèi)礦床主要賦存于偉晶巖區,其圍巖多為古老的沉積變質(zhì)的片麻巖或混合巖化片麻巖。也有一些礦脈產(chǎn)于花崗巖體或基性巖體中,或在其接觸帶上。礦石主要集中于偉晶巖的長(cháng)石塊體帶或分異單一的長(cháng)石偉晶巖中。
我國開(kāi)采的長(cháng)石礦床多為偉晶巖型礦床,如:湖南衡山、山東臨朐、河南盧氏等。

(2)巖漿巖型長(cháng)石礦床
此類(lèi)礦床產(chǎn)于酸性、中酸性及堿性巖漿巖中,其中以產(chǎn)于堿性巖中的最為重要,如霞石正長(cháng)巖、霞石正長(cháng)斑巖礦床,其次為花崗巖、白崗巖礦床以及正長(cháng)巖、石英正長(cháng)巖礦床等。如:云南個(gè)舊、安徽鳳陽(yáng)等。
長(cháng)石中賦存的主要有害礦物主要是鐵礦物,其他雜質(zhì)礦物有粘土、云母、石榴子石、電氣石、綠泥石、石英等。
根據長(cháng)石礦床種類(lèi)和性質(zhì)不同,采用選礦加工方法包括破碎、磨礦、磁選除鐵等。近年來(lái),隨著(zhù)長(cháng)石礦資源的減少、質(zhì)量下降,對產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高,以及礦山綜合利用的發(fā)展,引進(jìn)了重選、浮選、高梯度磁選等較復雜的分選作業(yè),從而達到除去石英、云母、含鐵鈦礦物的目的。
由于雜質(zhì)礦物特別是石英,在物性、化學(xué)組成、結構構造等方面與長(cháng)石相近,所以,長(cháng)石與石英等雜質(zhì)的浮選分離比較困難。

根據長(cháng)石礦的礦石性質(zhì),一般采用的選礦原則工藝流程如下:
(1)偉晶巖中產(chǎn)出的優(yōu)質(zhì)長(cháng)石:手選-破碎-磨礦(或水碾)-分級。
(2)風(fēng)化花崗巖中的長(cháng)石:破碎-磨礦-分級-浮選(除鐵、云母)-浮選(石英、長(cháng)石分離)。
(3)細晶巖中的長(cháng)石(一般含云母,有時(shí)含鐵):破碎-磨礦-篩分-磁選。
(4)長(cháng)石質(zhì)砂礦:水洗脫泥-篩分(或浮選分離石英等)。
長(cháng)石是陶瓷、玻璃等制造業(yè)的重要原料。隨著(zhù)玻璃、陶瓷產(chǎn)品日益高檔化,對高純低鐵的長(cháng)石原料需求量不斷擴大。雖然我國長(cháng)石資源豐富,但一般含鐵都較高,同時(shí)長(cháng)石礦中均含有一定量的石英,必須經(jīng)過(guò)除鐵提純才能應用。目前,我國長(cháng)石加工存在磨礦效率低、選礦工藝技術(shù)落后、生產(chǎn)設備陳舊等問(wèn)題,沒(méi)有形成規?;彤a(chǎn)業(yè)化。
(1)水洗-棒磨-重選-浮選流程
山東臨朐某鈉長(cháng)石礦,礦石主要礦物為鈉長(cháng)石,約占85%-90%,其次為石英,約占10%-15%,少量綠泥石,另含極少量的含鐵礦物和金紅石等雜質(zhì)礦物。
該礦原有的的加工工藝如下:原礦-一段破碎-石碾-分級(脫除細粒及綠泥石)-成品。
原有的加工工藝中只進(jìn)行簡(jiǎn)單的研磨加工,生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量較差,燒成白度30左右,屬于低級品;同時(shí)在長(cháng)石加工的過(guò)程中,為了脫除綠泥石,采用水洗脫泥的方案,造成細顆粒資源的浪費。
改造后的加工工藝為:原礦經(jīng)過(guò)兩段開(kāi)路破碎后,進(jìn)入棒磨機與篩子組成閉路系統磨礦,篩下產(chǎn)物先進(jìn)入螺旋溜槽、搖床除去金紅石等重礦物,再通過(guò)中場(chǎng)強磁選機進(jìn)一步除去機械鐵,產(chǎn)物脫除細泥后采用浮選進(jìn)一步除去綠泥石,產(chǎn)品脫水后入均化庫堆存。
通過(guò)改造,現該廠(chǎng)已形成年加工30萬(wàn)t的能力,通過(guò)加工處理,精礦的化學(xué)成分下表,產(chǎn)品的燒成白度55-60。

該廠(chǎng)的工藝改造中,根據原礦的性質(zhì),確定的生產(chǎn)工藝有如下特點(diǎn):
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采用破碎-棒磨的手段,保證了入選原料的粒度組成符合要求,同時(shí),采用棒磨-分級的閉路流程,克服了原石碾流程中產(chǎn)品粒度粗,不能形成閉路磨礦的缺點(diǎn),做到了資源的合理利用。
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根據原礦中含有金紅石等重礦物的特點(diǎn),采用螺旋溜槽-搖床的重選工藝,可以除去金紅石等重礦物,保證產(chǎn)品的含鈦量得到降低。
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針對原礦含有綠泥石的特點(diǎn),采用浮選工藝,除去綠泥石可以作為一種產(chǎn)品回收利用。

(2)棒磨-磁選-浮選工藝
河南盧氏某長(cháng)石礦為典型的偉晶巖,主要礦物為斜長(cháng)石,約占60%,其次為石英,約占30%、白云母8%,另含少量的金紅石、赤鐵礦、磁鐵礦等。
設計的生產(chǎn)工藝:原礦經(jīng)過(guò)兩段開(kāi)路破碎后,進(jìn)入棒磨機與篩子組成閉路系統磨礦,篩下產(chǎn)物通過(guò)中場(chǎng)強磁選機進(jìn)一步除去機械鐵,高梯度磁選機除去含鐵礦物,產(chǎn)物脫除細泥后先采用浮選回收云母,云母回收采用一粗二精的流程,獲得云母精礦;隨后進(jìn)行長(cháng)石與石英分離,采用無(wú)氟浮選方法,長(cháng)石經(jīng)一段精選后獲得長(cháng)石精礦,槽中產(chǎn)物經(jīng)掃選后獲得石英砂,產(chǎn)品脫水后入均化庫堆存。
現該廠(chǎng)己形成年加工原礦15萬(wàn)t的生產(chǎn)能力,每年生產(chǎn)可獲得7500t云母精礦,8萬(wàn)t長(cháng)石產(chǎn)品及3萬(wàn)t石英砂,現產(chǎn)品供應河南及陜西陶瓷企業(yè),產(chǎn)品受到用戶(hù)的好評。

該廠(chǎng)采用的選礦生產(chǎn)工藝,在長(cháng)石加工企業(yè)中,屬于比較復雜的,與其他企業(yè)相比,其特點(diǎn)如下:
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由于原礦含有一定量的白云母,在選別過(guò)程中需通過(guò)浮選除去,而且白云母還可以作為一種產(chǎn)品回收。
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原礦中,長(cháng)石含量低,必須通過(guò)浮選方法進(jìn)行富集,因此,需進(jìn)行長(cháng)石與石英的分離,該廠(chǎng)采用的分離方案為無(wú)氟浮選工藝,避免了氟離子的環(huán)境污染問(wèn)題,同時(shí)能夠保證分離效果,確保長(cháng)石與石英兩種產(chǎn)品的成分滿(mǎn)足客戶(hù)要求。
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對于其他影響產(chǎn)品質(zhì)量的雜質(zhì)礦物,如含鐵礦物,需通過(guò)磁選方法分離。
由于國內大型優(yōu)質(zhì)長(cháng)石礦床較少,優(yōu)質(zhì)的長(cháng)石資源短缺;同時(shí)隨著(zhù)建筑業(yè)快速發(fā)展及人們生活水平的提高,對建筑材料的需求量尤其是對高檔陶瓷的需求量加大,導致優(yōu)質(zhì)長(cháng)石的需求量增加,長(cháng)石的選礦加工勢在必行。
傳統的加工工藝己經(jīng)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求,隨著(zhù)長(cháng)石選礦技術(shù)的進(jìn)步,未來(lái)長(cháng)石選礦的發(fā)展方向將體現在如下幾個(gè)方面:
(1)采用多種選別作業(yè),包括重選、磁選、浮選等選礦方法,由于礦石質(zhì)量的差異及對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高,未來(lái)的長(cháng)石加工企業(yè)應根據自身的礦石性質(zhì),采用復合的選礦手段提升產(chǎn)品質(zhì)量。
(2)長(cháng)石石英分離,隨著(zhù)優(yōu)質(zhì)長(cháng)石的消耗,目前很難找到直接使用的長(cháng)石資源,而長(cháng)石的使用廠(chǎng)家對產(chǎn)品質(zhì)量要求越來(lái)越高,這就需要推廣新的生產(chǎn)技術(shù),其中長(cháng)石石英分離將是今后選礦發(fā)展方向,只有通過(guò)長(cháng)石石英分離,才能利用過(guò)去棄之不用的資源,滿(mǎn)足市場(chǎng)對優(yōu)質(zhì)長(cháng)石原料的需求。
(3)在有資源和市場(chǎng)的地區建設大型選礦廠(chǎng)、實(shí)現規模效益。
(4)根據現有資源的特點(diǎn),實(shí)現長(cháng)石產(chǎn)品系列化、標準化,保證資源的有效利用,同時(shí)也能提供不同客戶(hù)的需求。