花岗岩提取石英长石的选矿方法研究

从花岗岩中提取长石和石英的选矿方法研究

杨明星

（蚌埠玻璃工业设计研究院安徽蚌埠233018）摘要：针对国内某地一种典型的花岗岩矿，采用“破碎—筛分—分级—磁选—浮选—浮选”的选矿工艺，提纯得到石英和长石，其中石英产率γ=24.79%，SiO2=99.33%，Al2O3=0.17%，Fe2O3=0.018%，达到优质浮法汽车玻璃及超白器皿玻璃用硅质原料的质量要求；长石产率γ=48.49%，K2O +Na2O =12.55%，Fe2O3 =0.28%，Al2O3=18.42%，满足陶瓷、玻璃等行业的要求。本研究为花岗岩的开发提供一种新的选择。

Utilizing the process of “crushing, screening, classifying, magnetic separation, floatation, floatation”, this article could purify a domestic typical granite mineral into: quartz: productivityγ=24.79%，SiO2=99.33%，Al2O3=0.17%，Fe2O3=0.018%; The quartz quality could meet the material requirement of high quality floating glass for automobile and ultra-white glassware;feldspar: productivityγ=48.49%，K2O +Na2O =12.55%；Fe2O3 =0.28%；Al2O3 =18.42%. The feldspar quality could meet the requirement of glass and ceramic industry.

关键词：花岗岩；长石；石英；选矿提纯

1、前言

花岗岩是火成岩的一种，在地壳上分布广泛，是岩浆在地壳深处逐渐冷却凝结成的结晶岩体，主要成分是石英、长石和云母。一般呈黄色、肉红~粉红色，也有灰白色的，因质地坚硬，色泽美丽，主要用作建筑石材。根据花岗岩中富含长石和石英的特点，本文探讨选矿分离工艺，将石英和长石从中提取出来，应用于玻璃、陶瓷领域，使其具有一种新的工业价值，鉴于花岗岩资源分布的广泛性，将极大的降低传统建材行业对石英长石矿山资源的依赖程度，具有重要的科技意义和社会意义。

本文以国内某地一种典型的花岗岩矿为例，通过试验，最终得到石英和长石产品的质量如下：

石英：产率γ=24.79%，

SiO2=99.33%，Al2O3=0.17%，Fe2O3=0.018%；

长石：产率γ=48.49%，

K2O +Na2O =12.55%；Fe2O3 =0.28%；Al2O3 =18.42% 石英达到优质浮法汽车玻璃及超白器皿玻璃用硅质原料的质量要求，长石达到玻璃、陶瓷等行业的要求。

2、试验样品

试验用原矿为国内某地花岗岩矿，有一定程度的风化，似斑状产出。肉眼观察可见肉红色钾长石与灰白色石英及少量黑色云母伴生，表面及缝隙处有部分泥质及胶结物，外观呈褐红黑色。主要矿物成分为石英矿物（含量30%～40%），长石（含量55%～60%），黑云母（含量1%～2%），其它杂质矿物约占1%～5%。

原矿多元素化学分析结果见表1。

原矿多元素化学分析结果表1

化学分析结果表明，原矿用作石英矿，SiO2含量偏低，其它杂质偏多；用作长石矿，Al2O3、K2O、Na2O含量偏低，Fe2O3含量偏高。如不经过选矿处理，无法得到工业运用。

3、选矿试验研究

针对原矿的性质，结合试验的目标，确定试验工艺流程图见图一。

图一花岗岩中提取钾长石、石英的选矿工艺流程图

3.1“破碎—筛分—分级”试验

主要目的在于控制产物的粒级符合使用要求，采用三段一闭路流程进行粉碎，并通过蚌埠玻璃设计院研发的水力分级设备控制试样中的过粉碎粒级含量，最后得到的试样粒级分布为：+0.71mm =0；-0.71+0.1mm =99.03%；-0.1mm=0.97%，满足玻璃、陶瓷原料对粒度控制的要求。

3.2磁选试验

原矿Fe2O3含量高达1.46%，磁性矿物主要为褐铁矿、赤铁矿、（黑）云母等伴生弱磁性矿物，还有破碎过程中带入的机械铁。磁选试验条件及结果见表2。

磁选试验条件及结果表2

试样经过两次磁选后Fe2O3含量降至0.22%。磁选作业降铁效果非常明显。

3.3浮选试验

浮选是利用石英和长石、云母类矿物在不同环境中的ξ电位的差异，借助表面活性剂有选择性地吸附在长石、云母类矿物表面，使该类矿物表面产生疏水性并与气泡粘附上浮，从而实现二者的分离。

3.3.1粗（浮）选

在长石和石英的粗（浮）选分离中，先将长石从矿物中提取出来，然后再对石英进行精选，粗（浮）选试验条件及结果见表3。

浮选试验条件及结果表 3

注：3#浮选捕收剂为蚌埠玻璃设计院自主研发，下同。

试验结果表明，当浮选药剂用量为4.0kg/t时，浮出的长石中Al2O3、K2O、Na2O含量都达到一个较好的水平，但石英产品中Fe2O3含量偏高，需要进一步提纯。

3.3.2石英精（浮）选提纯试验

石英精（浮）选采用混合捕收剂，试验条件及结果见表4。

石英浮选提纯试验条件及结果表 4

试验结果表明：随用药量的增加，石英产率下降，Fe2O3含量也有显著下降。当采用编号5所示试验条件时，浮选作业产率及浮选精砂中Fe2O3含量达到一个稳定的水平，再增加药剂用量，效果已不明显。

4、结语

1）对国内某种典型的花岗岩矿采用“破碎—筛分—分级—磁选—浮选—浮选”的选矿工艺，分离提纯得到石英和长石，其中石英产率γ=24.79%，SiO2=99.33%，Al2O3=0.17%，Fe2O3=0.018%；长石产率γ=48.49%，K2O=8.35%，Na2O =4.20%，Fe2O3 =0.28%，Al2O3 =18.42%。满足优质玻璃和高级陶瓷原料的要求，可望在上述行业得到广泛使用。

2）本研究开发了花岗岩矿物的一种新工业用途，可望降低传统建材行业对石英长石矿山资源的依赖程度，尤其适用花岗岩板材行业碎矿的综合利用。

5、参考文献：（略）