石英与长石的分离
长石与石英浮选分离的原则流程
立志当早,存高远
长石与石英浮选分离的原则流程
针对矿物中粗粒密度比较大,与气泡碰撞的概率减少,附着气泡后,因脱落力大,易于脱落,因此粗粒难浮。
解决这一问题,最主要的就是从改善浮选机的工作参数、通过调节充气量或改变药剂配方等措施来提高粗颗粒矿物与气泡的碰撞概率,增强矿物与气泡的固着强度等,从而实现粗颗粒矿物的可浮性. 近年来,粗粒石英和长石的分离,主要采用以下几种方法。
①氢气浮选法从浮选槽搅拌轴中的进气管送入瓶装氢气,其余操作同常规法。
这一方法的优点是可浮起0.5mm 的长石,石英和长石的纯度可分别达到96%、98%。
缺点是操作危险大,要防火,防高温,切勿使氢气与氧气混用,实验室必须对流通风。
②氦气浮选法从浮选槽搅拌轴中的进气管送入瓶装氢气,其余操作同常规法。
这一方法的优点是可浮起0.2~0.4mm 的长石,石英和长石的纯度可分别达到96%、98%。
缺点是氦气价格昂贵。
③改变药剂配方用高级脂肪酸胺盐和石油磺酸钠作为混合捕收剂取代传统的月桂胺,实现了无氟浮选。
石英-长石分离早期采用的是有氟浮选工艺,即以硫酸作pH 调整剂,以氢氟酸作石英抑制剂、胺类阳离子捕收剂浮选长石。
该工艺过程稳定,至今仍在部分矿山使用,但氟离子对环境有污染。
如不实行回水,废水难以达到允许排放标准。
由于长石的浮选提纯回收往往与石英的分离分不开,因而不能不回顾石英与长石分离的原则流程,流程图如图1 所示。
流程1:先浮云母,再浮含铁矿物。
先用硫酸调整矿浆PH 值到3~4,用胺类捕收剂浮选云母,然后用盐酸调整矿浆pH 到4~5,以磺化石油作捕收剂浮选。
浮选-酸浸实现石英砂高纯化的研究
高纯度石英砂 SiO:含量在 99.95% 以上,广泛应 用于 航 天 航空 、生 物工 程 、高频 率 技术 、电子技 术 、光 纤通 信 和 军工 等高 新 技术 领 域 ,是 生产 单 晶硅、多 晶 硅、石 英 玻 璃、光纤 、太 阳能 电池、集 成 电路 基板 等高 性能材料的主要原料 [1】。2O世纪 80年代 以来 ,我 国 生产高纯石英砂所用原料主要是 SiO 含量在 99%左 右 的脉 石英 、石 英岩 和石 英 砂 岩 等 ,并 普遍 采 用酸 浸 等方法 ,但石英 提 纯整体 技术水 平与美 国尤 尼 明公 司 等还有差距 [1】。因此从石英砂资源中分离提取高纯 度石英砂仍为 目前试验研究的重点。
XieZhenfu W angYuhua YuFushun
(School ofM inerals Processing& Bioengineering,Central South University,Changsha,Hunan 410083) Abstract Flotation and flotation—acid leaching experim ental research on high purification for a quartz san d in Hunan were conducted in this paper.The results showed that the flot ̄ion -acid leaching test program could reduce key impurities content in th e quartz sand from 205.475xl to 62.9000xl .the qu artz san d with the purity of99.9936% could be obtained. Key words quartz san d purific ̄ion flotation acid leaching
锂辉石浮选尾矿中长石和石英浮选分离
s h o w ha t t t h r o u g h he t c l o s e d c i r c u i t t e s t o f” o ne r o u g hi ng , wo t s c a v e n g i n g a n d o n e c l e ni a n g s ” , t h e f e l d s p a r c o n c e n t r a t e wi t h t h e g r a de o f4 . 1 3 % a n d
关 键 词 锂辉石 浮选尾矿 长石 石英
长石-石英浮选分离工艺研究
的长石与石英 精矿 产 品。 只有 在采 用 HF作 抑制 剂
的 条 件 下 ,通 过 粗 精 再 磨 , 才 能 最 终 得 到 合 格 的 长
同 :矿物 经 破 碎 后 ,晶体 破 裂 、硅 ( ) 氧 键 断 铝
收 稿 日期 :2 0 —1 — 1 07 1 9 作 者 简介 :万 鹏 ( 9 0 ) 1 8 一 ,男 ( 族 ) 汉 .湖 南 株 洲 人 ,江 西理 工 大 学 资源 与环 境 工程 学 院环 境 工 程 专 业研 究 生
裂 ;在 水 溶 液 中 吸 附 定 位 离 子 生 成 羟 基 表 面 ;在 介
表 1 长石多元素分析 ( ) %
长 长 石 N 给 石 2 英 杂 矿 石 1
长石等 杂 质 ,铝 、铁 含 量 较 高 ,原 砂 中 S( 含 量 i )
仅 7 ,远 不 能 满 足 玻 璃 行 业 对 石 英 砂 纯 度 的 要 4
求 。采 用选矿方 法提 高石英 砂纯 度 ,对 开发 利用 当
摘 要 :介 绍 了 山东 某 矿 钾 ,钠 长石 的 浮选 分 离 试验 ,并 对 其 机 理 进 行 了 分 析 。采 用 HF法 加 上 粗 精 矿 再 磨再 选 ,可 以得 到 合 格 的 长 石 ,石 英 精 矿 ,满 足 用 户 的 质 量 要 求 。
关键 词 :钾 长 石 ;钠 长 石 ;浮选 ;机 理
中 图 分类 号 :T 7 D 9
文 献 标 识 码 :A
文章 编 号 :1 7 — 8 5 ( 0 8 0 —0 3 —0 6 1 50 20) 2 02 4
0 引 言
石英和长石的浮选分离试验研究
关键词
石英
长石
浮选 分 离
中图分类号 : T D 9 7 3 3 文献标识码 : A
文章编号 : 1 0 0 0 - 8 0 9 8 ( 2 0 1 3 ) 0 2 - 0 0 3 0 . 0 3
F l o t a t i o n S e p a r a t i o n Re s e a r c h o f Qu a r t z a n d F e l d s p a r
Abs t r a c t Th r e e c o mn l o n s e p a r a t i o n pr o c e s s e s f o r t h e q ua r t z s a nd a r e s t u d i e d i n t h e p a pe r a n d t h e i r me c ha n i s ms a r e d i s c u s s e d. Th e r e s u l t s s h o w ha t t he t h y d r o l f u o r i c a c i d me t h o d c a n a c h i e v e mu c h b e t t e r pe r f o r ma nc e ha t n n o n — l f u o id r e wi h t a c i d me t h o d a n d a l k a l i me t h o d, a d o p t e d he t pr o c e s s o f
相同, 属于 架 状 结构 硅酸 盐 矿物 】 , 区别在 于长 石 是 石英 结构 中 A 1 取代 1 / 4 s [ 2 】 , 二者 在水溶液 中的荷 电机 理也几 乎相 同 , 破碎矿物 后 , 晶体 也随之 破裂 , 硅
某钽铌尾矿中长石和石英分离研究
c n b e a ae f c e t ,a d b t h o se r d c so ls a n a t a e h g e h t n s fo e 0 . a e s p td e in l r i y n oh t e r a td p o u t f ed p ra d q r h v ih rw i e so v r % f u z e 7
刘长淼 , 卫 敏 , 吴东印 , 吕子虎 , 登魁 赵 ,
( .中国地质科学 院 郑州矿产综合利用研究所 , 1 河南 郑州 4 0 0 ; .国家非金属矿资源综 合利用工程技术研 究中心 , 506 2 河南 郑州 4 0 0 5 06)
摘
要 : 江西某钽铌矿尾矿 中长石 和石英矿 物进 行了分离研究 , 索试 验表 明 , 有氟有 酸法” 对 探 “ 和“ 无氟有 酸法” 均能将 长石和石
量主要 成分 为 长石 和 石英 的尾 矿 , 如果 不 加 以综 合 利 用 , 矿 的堆积 常 常会造 成很 严重 的环境 和安 全 问题 。 尾 同时 长石 和石英 可作 为玻 璃 、 陶瓷 、 泥 、 水 化工 、 磨料 等
工业 的原料 , 可作 为 填 料 在 造 纸 、 火 材 料 、 械 制 还 耐 机 造 、 料等 工 业 生 产 中 有 广 泛 的应 用 J 因此 有 必 要 涂 ,
长石 和石 英分 离 的现 状 进 行 了总结 , 为 无 氟少 酸 分 认
离长 石和 石英 的 流程 是 可 行 的 。本 文 尝试 采 用 “ 氟 无 有 酸 法 ” 为 原 则 流 程 , 图在 不 影 响 矿 山 环 境 的条 作 力
矿的分选采用重磁联合的工艺居 多 ]常常产生大 ,
Ke r s:Ta Nb mi e;tii g;mi e a r c s i g;f l s a ;q rz;n n- y w d — n a ln n r lp o e sn ed p r uat o HF e r ain s pa to
钾长石与斜长石,石英断口与长石断口区别
[转载]野外鉴别钾长石与斜长石,石英断口与长石断口区别-张中欣博客已有 310 次阅读2015-9-19 18:05|系统分类:生活其它|关键词:野外鉴别钾长石与斜长石,石英断口与长石断口区别-张中欣博客一、野外鉴别钾长石类与斜长石类在野外用肉眼或放大镜鉴别钾长石与斜长石类矿物可根据以下几个标志:1、根据双晶构造这个方法是基于双晶解理面上的肉眼观察,一般比较准确而可靠。
其方法是“拿一块要进行鉴定的标本,在日光照射下缓慢地向各个不同方向倾斜,当到某一定角度时(即当观察到从长石晶体上反射出来的光线时),便可以看到所要鉴定的矿物呈条状的程度不等的发光。
则该面就是双晶解理面。
在这个面上,假如有两个以上的明暗程度不同的光亮带,而且这些光亮带彼此间的界线是笔直的,则不论颜色如何,都应是斜长石类长石。
如果仅仅有二个光亮程度不同的条带,而且二者之简的界线是弯曲的,则该矿物应是钾长石类长石—正长石。
2、根据解理、断口面在放大镜下仔细观察解理、断口面时,常常会见到两种不同的情况。
其一,斜长石类,断口面呈微细的直的或不规则的叶片状,并且较浑浊和无光泽。
其二,钾长石类,断口面粗糙,呈参差状或贝壳状,并往往有较强的珍珠或玻璃光泽(在有次生变化的情况下例外)。
注意:区别石英断口与长石断口1)石英:常成柱状和锥状晶体,柱面上有横纹,集合体有凑晶状、粒状,致密状块。
常显无色或乳白色、紫黑、烟灰、黑等色,晶面为玻璃光泽,断口为油脂光泽,透明或半透明;硬度7,无解理,贝壳状断口,2)阶梯状断口:由解理面和参差状断口反复交替出现所形成,呈阶梯状,如长石的断口。
3、根据颜色钾长石类长石通常是(不完全是)肉红色,浅灰褐色,浅褐色或褐灰色。
而斜长石类长石几乎经常是自色,灰色,灰白色,浅绿灰色。
长石的颜色特征,虽不总是绝对可靠的,但在极大多数情况下,是有上述规律性的。
因此笔者认为对于区分钾长石类与斜长石类长石颜色仍不失为一个比较有效的特征标志。
七大造岩矿物鉴别及特征
常见造岩矿物的薄片鉴定造岩矿物按其色率可以分为暗色矿物和浅色矿物,本章学习和鉴定的矿物主要有七大类。
暗色矿物包括橄榄石类、辉石类、角闪石类和云母类;浅色矿物包括石英类、长石类、和碳酸盐类。
学习重点是了解并掌握七大类矿物的一般特征和常见变种的鉴定特征。
难点是相似矿物的区别。
一、橄榄石类橄榄石化学通式:R2[SiO4],R=Mg,Fe,Ca,Mn等。
橄榄石分类:可分为三个系列。
(1)镁橄榄石-铁橄榄石系列。
(2)锰橄榄石-铁橄榄石系列。
(3)钙铁橄榄石-钙镁橄榄石系列。
橄榄石(Olivine)(Mg,Fe)2[SiO4]【晶体结构】斜方晶系;【形态】晶体呈柱状或厚板状。
但完好晶形者少见,一般呈不规则它形晶粒状集合体。
【物理性质】镁橄榄石为白色,淡黄色或淡绿色,随成分中Fe2+含量的增高颜色加深而成深黄色至墨绿色或黑色,一般的橄榄石为橄榄绿色;玻璃光泽;透明至半透明。
解理中等;常见贝壳状断口。
硬度6.5~7。
橄榄石(贵橄榄石)主要光学特征:多为粒状、无色、正高突起、解理不发育、裂开发育,最高干涉色二级末到三级初,平行消光、二轴晶、 (±)2V角近90°。
为超基性岩、基性岩的常见矿物。
新鲜者呈柱状晶体,鲜艳的橄榄绿色或黄绿色,玻璃光泽,不规则断口或贝壳状断口。
常见的蚀变为蛇纹石化、滑石化、碳酸盐化。
二、辉石类辉石化学通式:R2[Si2O6],R=Mg、Fe、Al、Ca、Na等。
辉石分类:按其结晶特点可以分为两类。
(1)斜方辉石亚族(紫苏辉石、顽火辉石等)(2)单斜辉石亚族(普通辉石、透辉石、霓辉石等)。
普通辉石(Augite)Ca(Mg,Fe2+,Fe3+,Ti,Al)[(Si,Al)2O6]【晶体结构】单斜晶系;【形态】短柱状晶体。
横断面呈正八边形。
普通辉石亦呈粒状。
简单双晶和聚片双晶较常见。
【物理性质】灰褐、褐、绿黑色;条痕无色至浅褐色。
解理完全,夹角87°;具裂开。
硬度5.5~6。
用阴阳离子混合捕收剂浮选分离石英_长石(1)
1 前 言 石英 、 长石在物理性质 、 化学组成以及结构构
造等方面相似 , 用一般浮选法将石英-长石分离的 传统方法是氢氟酸法 , 它是在强酸性与氟离子条件 下 , 用阳离子捕收剂优先浮选长石 , 由于氢氟酸毒 性极大 , 对环境造成极大危害 , 因此探索一种无氟 浮选法很有必要 。
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即是这一原理 。 4 浮选试验
(1) 高浓度调浆 由于增加 H +浓度能使长石表面定位吸附 、 降 低表面负电性 。试验用硫酸调 pH , 使 pH =2 ~ 3 , 调浆浓度为 60 %, 调浆时间为 10 ~ 15min 。 (2) 药剂配制 十八胺用盐酸溶解 , 稀释至 1 %的浓度 ;十二 烷基苯磺酸钠加热溶解后稀释至 1 %的浓度 ;氢氟 酸 、 硫酸配成 10 %的浓度 。 (3) 单独用胺类捕收剂和十二烷基苯磺酸钠的 流程试验 试验流程见图 1 , 图中列出了最佳捕收剂的用量 以及浮选浓度 、浮选时间 。 选别指标如表 3 8 日)
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中国矿业 2000 年第 9 卷第 3 期
本文主要研究用阴阳离子混合捕收剂从海砂中
优先浮选长石 , 达到石英-长石分离 。用硫 酸代替 传统的氢氟酸 , 获得高质量的石英精矿 , 使石英精 矿品位达到 99 %, Fe2O 3 的含量从 0.29 %下 降到 0.05 %, 可作为优质的玻璃原料 。 2 矿石性质
试验用样为山东某海砂 , 原矿化学组成如表 1。
表 1 原矿化学组成
成分 SiO2 A l2O3 F e2O 3 K 2O 含量(%) 92.73 3.48 0.29 0.4
Na 2 O 0.8
区分石英和方解石、正长石和斜长石、白云石和石灰石
区分⽯英和⽅解⽯、正长⽯和斜长⽯、⽩云⽯和⽯灰⽯1、⽯英和⽅解⽯——最简单的⽅法就是⽤⼩⼑刻划,可以划动的是⽅解⽯,反之则是⽯英(⽅解⽯硬度为3,⼩于⼩⼑硬度5.5,能被⼩⼑划出刻痕;⽯英硬度为7,⼤于⼩⼑硬度,不能被⼩⼑划出刻痕)。
其次⽤化学⽅法也可以区分:⽯英主要成分为SiO2,⽅解⽯主要成分为CaCO3,滴加稀盐酸后冒泡的是⽅解⽯。
2、正长⽯和斜长⽯——通过观察解理来区分:正长⽯解理夹⾓等于90度,斜长⽯解理夹⾓⼩于90度;正长⽯主要为钾长⽯,斜长⽯分了钠长⽯、更长⽯、中长⽯、拉长⽯、培长⽯、钙长⽯等,都是类质同像的混合物,从左向右钠越来越少,钙越来越多。
(长⽯是长⽯族岩⽯的总称,是地壳中最重要的造岩成分,⽐例达到60%。
⼏乎所有⽕成岩的主要成分都为长⽯,部分沉积岩和变质岩中也含有长⽯成分,另外⽉球的壳也由长⽯组成。
1)钾长⽯钾长⽯包括正长⽯、微斜长⽯、条纹长⽯、透长⽯等。
产于侵⼊岩中的主要是正长⽯和微斜长⽯,在浅成岩和喷出岩中可以是透长⽯。
条纹长⽯是正长⽯或微斜长⽯与钠长⽯交⽣的产物,其中正长⽯或微斜长⽯多于钠长⽯。
颜⾊是鉴别钾长⽯的⼀个重要标志。
钾长⽯通常是⾁红⾊的,但也有呈紫红⾊、⽩⾊、灰⽩⾊,甚⾄灰⿊⾊。
钾长⽯在风化过程中颜⾊会发⽣改变,⾁红⾊可变成灰⽩⾊,灰⽩⾊也可变为⾁红⾊。
⽽且酸性斜长⽯也常呈⾁红⾊。
因此,颜⾊不能作为钾长⽯鉴定时的特征性标志。
产于深成岩中的钾长⽯、微斜长⽯常呈它形粒状晶体。
当钾长⽯在斑状、似斑状岩⽯中构成斑晶时,常呈板状、板柱状⾃形的晶体。
野外鉴定长⽯时要特别注意双晶的观察。
当旋转标本,发现长⽯解理⾯上出现⼀半反光,⼀半不反光时,此即为卡斯巴双晶;当出现相间反光时即为聚⽚双晶。
钾长⽯常具卡斯巴双晶,⽽斜长⽯常具聚⽚双晶。
这才是区别钾长⽯和斜长⽯最重要的标志。
如果在⼤的钾长⽯晶体上,见有根须状的细脉,⽽且细脉的颜⾊⼜较浅,则为条纹长⽯。
钾长⽯风化时,常⽣成⽩⾊的⼟状⾼岭⽯。
砂岩薄片鉴定技术6——石英、长石
砂岩薄片鉴定技术6——石英、长石前面五部分都是搞岩矿必须要了解的显微镜下的基本技能。
一开始接触,可能都会觉得很难,但当你看过一段时间的岩石薄片,或者是在学习过程中遇到过不认识的矿物,曾试着想通过查阅《光性矿物学》等工具书自己鉴定过新矿物的人,就会觉得其实并不难!前面已经介绍了砂岩鉴定报告的主要内容及其有关内容的涵义,下面我们便可以开始试着去鉴定砂岩薄片了。
砂岩是陆源碎屑岩的一种,是主要由母岩风化产物经机械搬运、沉积和成岩作用形成的一类沉积岩。
因此,在学习砂岩薄片鉴定的时候,首先学会认识碎屑组分,要能够分辨是陆源碎屑还是填隙物。
砂岩中的陆源组分主要包括石英类(包括单晶石英和燧石)、长石类、岩石碎屑(包括火成岩屑、变质岩屑及沉积岩屑)及其他组分(如云母、绿泥石、蚀变碎屑、盆屑、重砂、生物碎屑等等);填隙物主要由陆源杂基和胶结物组成,此外还有一些其他组分,如沥青质等。
从理论上讲,母岩中的全部矿物均可能以碎屑的形式出现在砂岩中,但由于各种矿物抗风化的能力相差悬殊,常在碎屑岩中出现的矿物约20余种。
按矿物的比重常将碎屑岩中的矿物碎屑分为轻矿物(比重小于2.86)和重矿物(比重大于2.86),重矿物多是母岩中抗风化能力强的副矿物和暗色矿物,在薄片中含量很少(常小于1%),只有在重砂中才能大量出现。
轻矿物中以石英、长石及岩石碎屑为主,另有部分云母、绿泥石等片状矿物。
在学习砂岩薄片鉴定认识陆源碎屑组分时,首先从认识石英、长石开始的;其次开始逐步认识各类岩石碎屑、其他组分(如云母、绿泥石、蚀变碎屑、盆屑、炭屑、化石碎屑、重砂等)、填隙物组分(包括陆源杂基、粘土矿物、碳酸盐类、硫酸盐类、硅质、长石加大、沸石类、铁矿、凝灰质等)、空间类型;然后学会对砂岩结构构造的观察、描述以及对各类成岩现象的观察;学会应用不同的统计方法对这些组分进行准确的定量统计;最终对砂岩进行岩石定名。
这样,一块砂岩薄片的鉴定工作就算完成了。
下面,让我们先来认识石英类和长石类的碎屑组分。
石英-长石无氟浮选的作用机理
下 饭坂 润 三等 通过 长石 表 面上 电位 及 吸 附量 的变 化研 究 了其 浮选 分 离 作 用 机 理 , 实验 证实此 p H( 2
并 结合 具 体 浮选 工 艺 深 人 探讨 了其 浮 选 作 用 机 理 ,
以期为石英与长石 的无氟分离提供一些参考 。
A l 取代了 S i “, 晶格 内部形成 了多余 的负 电荷 , 导
收稿 日期 : 2 0 1 2 — 1 2 — 2 4 ; 改回 日期 : 2 0 1 3 一 O 1 — 0 5 作者简 介 : 张行荣 ( 1 9 8 4 一 ) , 男, 博士 , 主要从事氧化矿 、 硫化矿 浮选药剂 的研究 。
从 根 本上 揭示 其浮 选机 理 。
材料 、 电子 电器等诸多领域 I - 2 ] 。 自然界中, 长石 常 常与石英等多种矿物共生 , 为了实现两者的分离 , 现
有工 艺 多 采 用 浮 选 的方 法 。1 9 3 9年 , 0’ Me a r a
等首先 发 明 了 石 英 和 长 石 浮 选 分 离 方 法 一氢 氟 酸 法, 该 工艺 首先 利 用 H F活 化长 石 , 然 后 经 阳离 子 捕
氟浮选分离方法 , 简要探讨 了其 浮选 作用 机理。研 究表 明无氟无 酸法具有 环境友好 、 无设备腐蚀 、 成本低廉等 优点, 是未来 石英一长石浮选分离工 艺的重点发展方 向, 但真正投入工业生产仍需更进一步 的研究 和完 善。 关键词 : 石英 ; 长石; 无氟浮选 ; 分离 ; 作用机理
石英和长石是地壳 中分 布最广的两种常见硅
酸盐 类造 岩 矿物 , 广 泛应 用 于玻璃 、 建材 、 陶瓷 、 耐火
1 浮选机理
浮选分离法是基于长石和石英 自 身晶体结构及 表面性质 的差异 , 在浮选药剂作用下实现两者 的分 离。因此 , 深入探究石英和长石 自身晶体结构 , 才能
硅砂浮选新工艺--中、碱性介质中分离长石和石英
硅砂浮选新工艺--中、碱性介质中分离长石和石英
张兄明;郭银祥;孙学成
【期刊名称】《中国非金属矿工业导刊》
【年(卷),期】2004(000)002
【摘要】本文介绍了硅砂浮选的新方法--中、碱性介质中分离长石和石英.通过实验室研究,找出了最佳的工艺路线及药剂制度,并通过在山东荣成旭口硅砂矿应用,证明了该项新技术的可靠性.
【总页数】3页(P28-30)
【作者】张兄明;郭银祥;孙学成
【作者单位】中非地质工程勘查研究院,北京,100102;中非地质工程勘查研究院,北京,100102;山东荣成旭口硅砂矿,山东,荣成,264329
【正文语种】中文
【中图分类】TD973.3;TD923
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石英-长石浮选分离佐玉明(中国矿业大学 矿加08-1班)摘要 本文总结了石英一长石浮选分离的传统方法和新方法, 分析了各种方法的机理以及各种浮选方法中药剂对浮选效果的影响。
关键词 石英 长石 浮选 方法 磁载体1 前言石英、长石在物理性质、化学组成、结构构造等方面的相似, 使得浮选成为它们分离的主要方法。
石英、长石的浮选分离不仅成为硅砂选矿的关键, 同时也成为硅酸盐矿物浮选分离的基础。
石英一长石浮选分离的传统方法是氢氟酸法, 始于本世纪四十年代, 也称“ 有氟有酸”法。
它在强酸性及氟离子参与下, 用阳离子捕收剂优先浮选长石。
由于氟离子危害环境, 七十年代, 日、美等国开始研究硅砂“ 无氟” 浮选法。
日本片柳昭在强酸性介质(硫酸)条件下,加入阴阳离子混合捕收剂, 优先浮选长石, 实现石英一长石的浮选分离。
该法俗称“ 硫酸法” 或“ 无氟有酸”法。
为进一步完善石英一长石浮选分离工艺, 去除强酸对环境等的影响, 从1984 年开始, 唐甲莹等开始研究阴阳离子混合捕收剂浮选分离石英-长石新工艺, 并成功用于工业生产。
该法是在自然中性介质中, 利用石英、长石结构组成的差异, 在独特的工艺条件下, 合理调配阴阳离子混合捕收剂, 优先浮选长石, 实现二者分离。
该法被称为硅砂“ 无氟无酸” 浮选法。
对细粒与超细粒处理,磁载体工艺在近几年也引起了人们的广泛关注,用磁载体工艺分离辉铜矿与石英, 闪锌矿与脉石以及煤与灰分已有报道。
2 石英与长石晶体结构和表面性质石英与长石都属于架状结构硅酸盐矿物,它们具有相同的晶体结构:硅(铝)氧四面体与4个硅氧四面体共角顶相互联结,形成在三维空间无限延伸的架状结构。
两者在水溶液中的荷电机理也基本相同:矿物经破碎后,晶体破裂,硅(铝)氧键断裂,在水溶液中吸附定位离子,生成羟基表面,在不同介质pH 值条件下,产生解离或吸附,形成不同的表面电位。
由于矿物破碎断面上极化程度较高,亲水性很强,所以石英和长石在很宽的pH 值范围内均呈现电负性,零电点都很低。
由于长石结构中,铝氧四面体对硅氧四面体的取代,导致两者在很多方面也有着细微的差别:+3Al 与+4Si 电价不同,为补偿+3Al 对+4Si 的取代所造成的电价不平衡,而引进+Ka 、+Na 等碱土金属离子,这些金属离子与-2O 之间的离子键键强低,联结力弱,易在水中解离,使矿物表面留有荷负电的晶格,这使得通常情况下,长石的零电点比石英的低。
同时由于O Al -键比O Si -键键强低,破碎时O Al -键更易于断裂,使长石表面暴露大量+3Al 化学活性区。
这些差异导致石英长石的可浮性略有不同,为石英与长石的浮选分离提供了依据。
石英解离表面由O Si -键断裂而成,见图1。
| | O O | | - O -Si- O - 或 - O -Si + 进入矿浆后 | | O O | |+ O H 2 →| | O O | | - O -Si- OH - O -Si- O - + H + | | O O | |图 1长石的解离表面除有O Si -键断裂外,还有O Al -键断裂,在矿浆体系中同时会有两个平衡,见图2。
| | O O| | - O -Si- OH - O -Si- O - + H + ①| | O O | || | O O | | - O -Al- OH - O -Al- O - + H + ② | | O O | |图23 石英与长石的分离方法及作用机理3.1 氢氟酸法该法是在石英、长石矿浆体系中, 加入氢氟酸, 在pH=2~3时用阳离子捕收剂胺类优先浮选长石。
随着矿浆pH 值下降, 前述矿浆体系中石英、长石表面的解离平衡 被打破。
+H 浓度提高, 使解离平衡左移, 石英、长石表面负电性减小。
当pH=2~3时, 石英表面动电位接近零;由于HF 酸对O Si -键的刻蚀, 使长石表面+3Al 突出而成为活性中心。
同时, 溶液中很快形成的[6SiF ]-2络离子, 能与长石表面+3Al 、+Ka 、+Na 形成稳定的络合物, 附于长石表面, 从而又形成长石表面相当的负电性。
当阳离子捕收剂+3RNH子, 会静电吸附于长石表面, 从而使长石表面疏水而优先浮出。
3.2 无氟分离工艺3.2.1 酸性浮长石法该法是在强酸(一般为42SO H )性pH = 2~3的条件下, 用阴阳离子混合捕收剂优先浮选长石。
据K. H. 拉奥等的研究表明 : 这一pH 值正处于石英零电点附近, 而比长石零电点( pH = 1. 5)高, 因此在这一pH 值条件下长石表面荷负电, 石英表面不荷电。
胺类阳离子率先吸附在长石表面负电荷区, 阴离子捕收剂再与吸附的胺类捕收剂络合, 共吸附在长石表面。
表面张力测定表明: 这些络合物有更高的表面活性, 从而大大增加了长石表面疏水性, 使长石得以上浮。
研究还表明: 当阴/阳离子混合物的摩尔比小于1时, 捕收剂的两个极性基团都朝向矿物表面, 而烃链趋向于朝向溶液, 有利于矿物的疏水上浮。
而当阴/阳离子摩尔比接近或大于1时, 共吸附的阴离子捕收剂烃链借助于范氏力与先吸附的胺类阳离子捕收剂的疏水烃链缔合, 使阴离子极性基朝向溶液, 而阳离子非极性疏水基又被掩盖, 所以矿物可浮性下降或消失。
需要特别指出的是实现浮选选择性的关键, 在于矿浆溶液必须处于这样的pH 值,即: 在此pH 值下, 长石和石英表面所荷电荷不同,因而胺类捕收剂吸附在长石表面上, 而不吸附在石英表面上, 阴离子捕收剂再与阳离子捕收剂络合而共吸附, 增大矿物表面疏水性。
而石英则因表面接近电中性, 对阴阳离子均不吸附, 因而亲水难浮。
还有人指出 , 阴阳离子混合捕收剂使长石表面疏水性大大增强的原因是: 在这一pH 值下, 长石表面既有活性+3Al 对阴离子捕收剂的特性吸附, 又有表面配衡金属离子+Ka 或+Na 因溶于矿浆而在矿物表面形成的正电荷空洞, 对阳离子捕收剂的静电吸附和分子吸附, 多种吸附互相促进, 协同作用, 使长石可浮性大大优于石英。
这种工艺方法在生产实践中已获得广泛应用。
如内蒙古角干工区石英砂矿用42SO H 为调整剂,高级脂肪胺和石油磺酸盐为捕收剂进行脱除长石等杂质的反浮选, 获得2SiO 品位为97. 83% 的最终产品, 可作为生产平板玻璃的原料, 也可作为优质铸钢造型用砂。
位于山东省荣成市港西镇的旭口硅砂矿 , 在pH 值为3的条件下, 采用N - 烷基丙撑二胺与石油磺酸钠混合捕收剂优先浮选长石, 获得了S iO 2 品位为96. 94% 的最终石英产品, 使产品达到优质浮法玻璃原料要求。
内蒙古的通辽和新疆的昌吉也先后建立了2万t /a 生产规模的硅砂无氟浮选选矿厂。
3.2.2中性浮长石法该方法是在中性自然介质中, 用阴阳离子混合捕收剂, 外加抑制剂分离石英与长石。
分析其浮选机理为 : 中性介质中, 石英长石均荷负电, 但有试验表明, 阴离子捕收剂(油酸根离子)在这两种矿物表面上均可发生吸附行为。
不过其吸附情况大不一样: 石英表面尽管荷负电, 但仍有局部正电区存在,借助静电力和氢键作用对油酸根离子有微量吸附。
这一吸附是极不稳定的, 加入抑制剂(如六偏磷酸钠)即可以脱去表面吸附的捕收剂。
而长石则不同, 它与油酸根离子的吸附有三种形式: 一是静电吸附的油酸根; 二是以氢键或分子力吸附的油酸分子;三是与+3Al 反应而产生化学吸附的油酸铝。
第三种吸附作用相当牢固, 用去离子水冲洗或加入其它阴离子均不能完全解吸长石表面上吸附的油酸, 仍有很大一部分吸附在矿物表面。
长石表面+3Al 含量并不高, 化学吸附上去的油酸也不会太多, 其疏水力极其有限, 还不能导致大量长石上浮。
但是表面所吸附的这些油酸根离子可作为阴离子活性质点再去吸附胺类阳离子捕收剂, 其作用相当于氟化物与矿物表面作用所产生的氟化铝络合物阴离子区或氟硅酸铝阴离子区, 使胺类阳离子捕收剂牢固地吸附在其表面, 从而使长石可浮性大大优于石英, 二者得以分离。
这一分离技术的关键在于要有合适的抑制剂可以解吸石英表面上吸附的油酸根离子, 又能阻止胺离子捕收剂在石英表面上的吸附, 且对长石的影响不大。
有试验表明, 六偏磷酸钠即能很好地起到这一作用。
还有试验证明, 阴阳离子的配比对分离效果有着很大影响: 若阳离子过量则浮选选择性下降, 两种矿物都上浮; 若阴离子捕收剂过量,则分离效果较好。
3.2.3 碱性浮石英法3.2.3.1 阴离子捕收剂在高碱性介质条件下(pH=11~12)以碱土金属离子为活化剂,以烷基磺酸盐为捕收剂,可优先浮选石英,实现石英与长石的分离。
同时加入非离子表面活性剂,如1- 十二烷醇,可使石英回收率急剧上升,而对长石影响不大,从而有利于两者分离。
实验研究表明,加入的金属阳离子与烷基磺酸盐在碱性条件下形成的中性络合物(如-+3)(RSO OH Ca )在其中起着关键作用,这些中性络合物可以与游离的磺酸盐离子结合在一起,并共同吸附在石英表面,起到半胶束促进剂的作用,使石英疏水上浮。
而长石在高碱性介质中,表面形成水合层,即在酸性溶液条件下,长石表面的铝离子和碱金属离子减少,硅离子增多;在高碱性条件下,长石表面的硅离子减少,碱金属离子增多,故在此条件下不利于外加金属阳离子的吸附。
目前该方法还仅限于实验室结果,未见有在工业生产中获得实际应用的报道。
3.2.3.2 阳离子捕收剂碱性条件下,还可以采用阳离子捕收剂从长石中浮选分离石英。
如:烷基二胺对石英和长石的捕收性能不同,对石英捕收力强,而对长石捕收力弱,且碳链越短,捕收力越低,差别越明显。
当使用1 ,8 - 八烷基二胺作捕收剂时,长石基本不浮,石英还有较高的浮游性,从而可以实现二者的分离。
而在烷基二胺浮选体系中加入非离子表面活性剂Brij58(十六烷基乙醚聚氧乙烯)可以加大两者浮游性的差别,如石英在酸性条件下(pH=3)仍有很好的可浮性,而长石在这一pH 值下受到强烈抑制,可浮性很差。
或者在烷基二胺浮选体系中加入十二烷基磺酸钠也对二者的可浮性产生不同的影响:在碱性pH 值条件下,长石可浮性急剧下降,而石英可浮性基本保持不变。
总之,在石英和长石的二胺浮选中改变烷基链长度,添加非离子表面活性剂或十二烷基磺酸钠,都为石英和长石的无氟浮选开辟了新领域,指出了解决问题的新方向。
在中碱性介质条件下,采用二胺做捕收剂,将石英从长石中浮选分离出来,目前此方法已在山东荣成旭口硅砂矿获得成功应用。
3.3 磁载体分离方法在选矿的碎磨过程中产生细粒和超细粒是不可避免的。
由于矿物粒度较细, 采用传统选矿方法处理, 往往得不到满意的结果。
随着高品位矿石的日益消耗, 这一问题将越来越引起人们的重视, 因为低品位矿石单体解理通常需要细磨。