天然產(chǎn)出的硅灰石礦一般都含有伴生脈石和雜質(zhì),往往需要經(jīng)過(guò)選礦加工過(guò)程,才能廣泛應用。硅灰石礦石主要分為大理巖型和矽卡巖型兩種類(lèi)型。

大理巖型硅灰石一般鐵雜質(zhì)含量較低,脈石主要為方解石和石英及少量透輝石,這類(lèi)礦石的選礦常采用浮選法,從礦石中分選出方解石和石英;矽卡巖型硅灰石礦石一般鐵雜質(zhì)含量較高,脈石主要為石榴石、透輝石、方解石和石英,這類(lèi)礦石的選礦一般采用強磁選法分離出石榴石、透輝石,采用浮選法分離出方解石和石英。
1、硅灰石的選礦提純方法
國內外硅灰石選礦的主要方法是手選、單一磁選、浮選、磁選-浮選(或電選)聯(lián)合流程。選礦的主要目的是:降低鐵含量及分離方解石。
(1)手選。采礦場(chǎng)人工揀選富礦塊或破碎后在輸送帶上人工手選富硅灰石礦塊。手選適用于質(zhì)量較好的礦石。
(2)單一磁選。硅灰石巖石中的主要伴生礦物,如透輝石和石榴子石等屬于弱磁性礦物,而硅灰石基本不顯磁性,故可用于法或濕法強磁選技術(shù)使硅灰石與之相互分離,即可除去大量的含鐵礦物,提高產(chǎn)品純度。
(3)單一浮選。根據硅灰石與方解石礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異,用浮選法可有效地使之相互分離,從而提高硅灰石產(chǎn)品的純度。
(4)磁選-浮選聯(lián)合工藝。此法適用于相當一類(lèi)低品位硅灰石的處理。首先用干式或濕式磁選,將弱磁性礦物分離出來(lái)。然后用浮選法將硅灰石與方解石、石英等礦物分開(kāi)。
浮選分離硅灰石與方解石、石英等礦物主要有兩種工藝方案:
陰離子捕收劑反浮選方案。方解石為碳酸鹽類(lèi)礦物,硅灰石與石英同屬硅酸鹽類(lèi)礦物,據此,根據二者表面電性差異,通過(guò)改變礦漿介質(zhì)的pH值,采用調整劑抑制硅灰石,浮選分離出方解石。然后再浮選分離石英和硅灰石。一般用氧化石蠟皂作方解石的捕收劑,硅酸鈉作硅灰石和石英的抑制劑。
陽(yáng)離子捕收劑正浮選方案。此法主要是通過(guò)調節硅灰石與方解石礦物表面電性,使其帶異號電位,從而用陽(yáng)離子捕收劑通過(guò)靜電吸附作用,優(yōu)先浮出硅灰石,而方解石則作為尾礦留于浮選槽中。浮選作業(yè)分為二段:第一段用胺類(lèi)捕收劑將硅灰石與硅酸鹽礦物作為泡沫產(chǎn)品一起浮出,方解石則留于槽中;第二段用胺離子與陰離子混合捕收劑進(jìn)行浮選硅酸鹽雜質(zhì),而硅灰石作為槽中產(chǎn)品回收。
2、硅灰石選礦提純案例及研究進(jìn)展
美國紐約??怂怪Z硅灰石選廠(chǎng):采用高梯度磁選,從硅灰石品位50%-60%,含石榴子石最初高達40%和其它雜質(zhì)的原礦中,選出精礦品位75%硅灰石精礦。
芬蘭公司拉彭蘭塔硅灰石礦選廠(chǎng):從單一浮選流程改為浮選-強磁選流程后,又改為光電選-浮選-強磁選聯(lián)合流程,浮選精礦品位可80%-90%,但選礦回收率平均只有18%-20%。在芬蘭,對于硅灰石平均品位18%-20%、脈石為方解石和透輝石的礦石,則采用光電選-浮選工藝提純。
■研究進(jìn)展:
鄭州綜合所針對馮家山硅灰石礦進(jìn)行除雜提純,原礦組成主要為硅灰石、石英和碳酸鹽等,還有少量的黃鐵礦、黃銅礦等,通過(guò)“強磁選除鐵-反浮選去除方解石-螺旋溜槽去除石英”的工藝流程,獲得硅灰石精礦產(chǎn)率66.99%、二氧化硅品位為53.87%、氧化鈣品位為44.48%、三氧化二鐵品位為0.29%、二氧化硅回收率74.82%、氧化鈣回收率67.96%的優(yōu)異選別指標。
袁繼祖等研究了硅灰石與透輝石浮選分離理論,指出采用十二烷基鹽酸胺作捕收劑,單寧酸作抑制劑,能有效地浮選出硅灰石。
毛矩凡等指出硅灰石表面主要是Si和O,而Ca則隱蔽在礦物內部,純硅灰石不能被陰離子捕收劑浮選,需金屬離子活化后才能浮選。同時(shí)用十二胺作捕收劑,六偏磷酸鈉或淀粉作方解石抑制劑,可實(shí)現這兩種礦物的有效分離。
張守祥等從硅灰石與石英浮選性質(zhì)的差異和提高兩者分離選擇性出發(fā)。研究了十二胺和十二胺加油酸及硫酸、水玻璃、硅酸鈉和六偏磷鈉對脫硅指標的影響,指出在弱酸性介質(zhì)中,十二胺與油酸鈉混合使用,可加強對石英的捕收能力,提高浮選過(guò)程的選擇性,兩種礦物能夠達到有效分離。硅灰石的浮選提純,在工藝上仍采用反浮選法。
申余慶等對大頂山低品位硅灰石采用氧化石臘皂作方解石的捕收劑,水玻璃作硅灰石和石英抑制劑,在中性介質(zhì)中可實(shí)現方解石與硅灰石和石英等礦物的分離。
參考資料:硅灰石的加工與應用,作者:劉剛等;非金屬礦加工技術(shù)與應用手冊,主編:鄭水林,袁繼祖;
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