CN101618366A

CN101618366A - 一种非金属矿物原料除铁钛的方法

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Publication number: CN101618366A
Application number: CN200910041256A
Authority: CN
Inventors: 韩辉; 李泽; 吴基球; 李竟先
Original assignee: FOSHAN NEW CONCEPT MAGNETOELECTRICITY EQUIPMENT Co Ltd; South China University of Technology SCUT
Current assignee: FOSHAN NEW CONCEPT MAGNETOELECTRICITY EQUIPMENT Co Ltd; South China University of Technology SCUT
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2029-07-17
Also published as: CN101618366B

Abstract

本发明公开了一种非金属陶瓷矿物原料除铁钛的方法，涉及陶瓷工业所用的非金属矿物原料除铁钛的方法。先将非金属原矿磨细至250目～300目的，配成含水量为50％～70％的矿浆，然后添加分散剂，加pH值调整剂，调节pH至5.5～7.0，搅拌均匀，添加事先分散在水中的磁种粒子，然后静置12～24h，待静置结束后稀释至含水量为80％～85％，然后再用串联的两台永磁高梯度磁选机进行磁选，待矿浆全部通过后，收集磁种，烘干后循环利用。本发明确定了最佳工艺参数，在保证铁、钛杂质处理效率高的条件下，达到节能降耗、降低生产成本的目的，具有很好的应用前景。

Description

一种非金属矿物原料除铁钛的方法

技术领域

本发明涉及陶瓷工业所用的矿物原料除铁钛的方法，特别涉及一种非金属矿物原料除铁钛的方法。

背景技术

近二十年来，我国陶瓷产业发展突飞猛进，其中建筑陶瓷和日用陶瓷产量均居世界第一位。如此庞大的陶瓷产量，使得我国陶瓷行业每年消耗的矿物原料资源已经超过一亿吨，优质原料(如白度高、工艺性能优良的原料品种)越来越紧缺，然而对中低品质的矿物原料进行优质化处理是解决这一矛盾的唯一可行性出路。铁杂质是陶瓷生产中的有害物质，如果原料中铁杂质含量超过一定得水平，那么铁杂质将大大影响陶瓷产品的白度、介电性能和化学稳定性等，因此对陶瓷产品来说铁杂质的含量应该要严加控制。

目前现有的陶瓷原料磁选除铁方法主要有：普通电磁选法、高梯度磁选法、超导磁选法、以及磁种分选法等。普通电磁选法是利用电磁吸引力来除去陶瓷原料中具有磁性的铁矿物杂质；高梯度磁选法由于其具有很强的磁场，可以把很多含铁的矿物杂质从陶瓷原料泥浆中分离出来，显示了较好的应用前景；超导磁选法是在高梯度磁选法的基础上利用超导技术来加强磁选能力的一种新技术，此技术对弱磁性微细铁矿物杂质的处理效率很高。

普通电磁选法只能有效地除掉一些颗粒度较大的，并且具有强磁性铁杂质矿物，存在的缺点是无法有效的除去微细、弱磁性铁杂质矿物，一般仅适用于初次拣选。高梯度磁选法处理顺磁性微细铁杂质矿物效果明显，但是对黄铁矿等弱磁性矿物的处理效果不佳，同时存在一次性投入成本较高的难题。超导磁选法除铁效果很好，可是设备成本更加昂贵。磁种分选法可以除去微细弱磁性铁杂质矿物，具有较好的发展前景，但是现有技术存在诸如原矿要求磨细至800目、磁种细度要达到1μm，以及所使用的振动式高梯度磁选机价格昂贵等苛刻的使用条件，限制了其进一步的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种非金属矿物原料除铁钛的方法，通过添加磁种粒子，磁种粒子选择性地粘附于铁、钛矿物表面，从而增大磁性，以利于通过磁选分离除去铁、钛矿物。本发明确定了最佳工艺参数，在保证铁、钛杂质处理效率高的条件下，达到节能降耗、降低生产成本的目的，具有很好的应用前景。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种非金属矿物原料除铁钛的方法，包括以下步骤：

(1)先将非金属原矿磨细至250目～300目，配成含水量为50％～70％重量的矿浆，搅拌；

(2)添加分散剂，用量为干矿粉重量的0.5％～1.0％，加pH值调整剂，调节pH，搅拌均匀，添加事先分散在水中的磁种粒子，搅拌调浆，然后静置12～24h，待静置结束后稀释至含水量为80％～85％重量，然后再搅拌调浆；

(3)用两台串联的永磁高梯度磁选机进行磁选，矿浆流量为0.30l/s～0.45l/s，待矿浆全部通过后，收集磁种，烘干后循环利用。

所述的非金属原矿包括粘土矿物原料、石粉或砂类。

所述的pH值调整剂包括盐酸或硫酸。

所述的磁种粒子为过800目无筛余的Fe₃O₄，磁种用量为干矿粉重量的0.1％～0.3％。

所述的磁选的磁感应强度为1.0～1.5特斯拉(T)。

所述的搅拌调浆是搅拌器以1700r/min的转速搅拌5min。

所述的调节pH为调节pH至5.5～7.0。

所述的永磁高梯度磁选机为佛山市新概念磁电设备有限公司生产的磁感应强度为1.0～1.5特斯拉(T)的磁选机。

所述的分散剂包括焦磷酸钠、水玻璃或六偏磷酸钠，其中以焦磷酸钠效果最好；

本发明的工艺原理：主要是借助于非金属矿物原料中铁、钛矿物与磁种粒子间的等电点差异，通过添加适当的分散剂分散和搅拌调浆，并适当控制原料矿浆的pH值，使之介于目的矿物和磁种粒子等电点之间或者目的矿物的等电点，利用铁杂质矿物和磁种粒子表面呈相反的电性，从而产生异质凝聚，使磁种粒子选择性地粘附于铁、钛矿物表面，从而增大磁性以利于通过磁选分离。

本发明相对于现有技术所具有的优点和效果：

(1)本发明对铁、钛杂质实际处理效率高，分别为44％和65％，比现有的普通电磁除铁方法效率(约15％～20％)高出许多。

(2)非金属原矿只要达到生产所用的250～300目以直接进入磁分选法除铁钛工艺，粒度已经符合一般建筑陶瓷生产厂家的正常生产要求，比以往报道的原矿要求800目细度节省不少研磨成本。

(3)本发明对所用磁种细度要求≤20μm，比以往报道中的1μm的要求降低了很多，节省了成本，同时磁种也可以回收再利用。

(4)本发明所使用的佛山市新概念磁电设备有限公司生产的YCJ-II-B04型永磁高梯度磁选机本身不耗电能，比现有的电磁高梯度磁选机节省了巨大的电能；同时由于设计结构简易，操作方便等，因而适应性较强；而且永磁高梯度磁选机可以串联使用，处理效果更佳，有利于生产厂家节能降耗和降低生产成本，具有很好的应用前景。

(5)过磁选机时矿浆浓度低，有利于磁种的分散，也利于防止矿浆在过高梯度磁选机的过程中产生堵塞现象；另外，加入磁种分散后需要静置24小时后再过磁选机，这样更有利于磁种对目的矿物絮凝作用，以增大目的矿物的磁性，从而提高磁选效果。

附图说明

工艺流程图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1本发明的工艺流程图所示，本实施例所用非金属矿物为温火全黑泥，其化学成分为，SiO₂：62.05％、Al₂O₃：30.95％、Fe₂O₃：2.16％、TiO₂：0.64％、K₂O：2.76％、Na₂O：0.24％、MgO：0.46％。先将温火全黑泥原矿磨细至300目，称量15Kg磨好的细料，放在一个较大的容器中配成含水量为70％(重量百分比)的矿浆，放入可调转速的搅拌器进行搅拌10min，添加溶解好的焦磷酸钠，占温火全黑泥干粉重量的0.5％，加盐酸调节pH为6.5，搅拌10min，添加分散在水中的磁种Fe₃O₄，磁种用量为温火全黑泥干粉重量的0.1％，磁种细度为过800目筛无筛余，1700r/min搅拌调浆约5min，然后静置24小时，待静置结束后稀释至含水量为85％(重量百分比)，然后再1700r/min搅拌调浆5min，然后放入两台串联的YCJ-II-B04型永磁高梯度磁选机中进行磁选，矿浆流量为V＝0.30l/s，磁选机的磁感应强度为1.0T，待矿浆全部通过后，然后收集磁种，烘干后以备再利用，其铁、钛处理效率为：40％和61％。本方法处理非金属矿物优点在于对原矿细度要求不高，只有250-300目，符合实际生产所需，由于本发明研磨时间较现有技术短，因此球磨时不易引入新的铁杂质。此外所用的永磁高梯度磁选机价格比较便宜，因此，总的来说，本方法比报以往所报道的原矿要求800目，使用价格昂贵的振动式高梯度磁选机的方法成本降低很多，应用前景好，

实施例2

先将实施例1中的温火全黑泥原矿磨细至250目，称量预先磨好的细料15Kg，放在一个较大的容器中配成含水量(重量百分比)为50％的矿浆，放入可调转速的搅拌器进行搅拌20min，添加溶解好的焦磷酸钠，占温火全黑泥干粉重量的1.0％，加硫酸调节pH为6.5，搅拌15min，添加分散在水中的磁种Fe₃O₄，磁种用量为温火全黑泥干粉重量的0.3％，磁种细度为过800目筛无筛余，1700r/min转速搅拌调浆约5min，然后静置12小时，待静置结束后稀释至含水量为80％，然后再以1700r/min转速搅拌调浆5min，然后放入两台串联的YCJ-II-B04型永磁高梯度磁选机中进行磁选，矿浆流量为V＝0.45l/s，磁选机的磁感应强度为1.5T，待矿浆全部通过后，然后收集磁种，烘干后以备再利用，铁、钛处理效率分别为：41％和60％。

实施例3

先将实施例1中的温火全黑泥原矿磨细至300目，称量预先磨好的细料15Kg，放在一个较大的容器中配成含水量(重量百分比)为60％的矿浆，放入可调转速的搅拌器进行搅拌15min，添加溶解好的焦磷酸钠，占温火全黑泥干粉重量的0.7％，加盐酸调节pH为6.3，搅拌12min，添加分散在水中的磁种Fe₃O₄，磁种用量为温火全黑泥干粉重量的0.2％，磁种细度为过800目筛无筛余，1700r/min转速搅拌调浆约5min，然后静置15小时，待静置结束后稀释至含水量为85％，然后再以1700r/min转速搅拌调浆5min，然后放入两台串联的YCJ-II-B04型永磁高梯度磁选机中进行磁选，矿浆流量为V＝0.35l/s，磁选机的磁感应强度为1.2T，待矿浆全部通过后，然后收集磁种，烘干后以备再利用，其铁、钛处理效率分别为：44％和65％。

对比例1

在和实施例1其他工艺条件相同的情况下：只改变静置时间，静置与没有静置的两种情况下除铁钛效率如下表1所示。

由表1可以看出加入磁种分散后，静置一段时间可以提高除铁钛的效率，这是由于静置一段时间后更有利于磁种对目的矿物絮凝作用，以增大目的矿物的磁性，从而提高磁选效果，其中静置24h最合理。

表1

	铁除去率(％)	钛除去率(％)
	铁除去率(％)	钛除去率(％)	静置12h	42	63
静置24h	44	65	静置12h	42	63
静置24h	44	65	静置36h	44	64
无静置	36	53	静置36h	44	64

对比例2

在和实施例2其他工艺条件相同的情况下，只改变过磁选机的矿浆的浓度得到如下表2结果所示：

表2

由表2可以得出，过磁选机时矿浆浓度为15％～20％时(含水量为80％～85％)，有利于磁种的分散絮凝作用，同时也有利于防止由于矿浆浓度较大，而在过高梯度磁选机的过程中产生堵塞现象。

在和实施例2其他工艺条件相同的情况下，只改变过磁选机的流量得到如下表3结果所示：

表3

0.50	34	46
0.50	34	46	0.60	33	41

由表3可以看出，磁选机的流量在0.3～0.45l/s时，均有很好的除去率，但是流量太小(≤0.25l/s)或者太大(≥0.45l/s)都不利于铁钛的处理效果，除去率下降较多。

对比例3

在和实施例3其他工艺条件相同的情况下，只改变磁种用量得到如下表4结果所示：

表4

由表4可以看出最佳的磁种用量为0.1～0.3％，这个范围之外的铁钛除去率下降。在和实施例3其他工艺条件相同的情况下，只改变分散剂用量得到如下表5结果所示：

表5

由表5可以看出最佳的焦磷酸钠用量为0.5～1.0％，当焦磷酸钠用量0.5～1.0％在此范围之外的时候铁钛的处理效率持下降趋势。

Claims

1、一种非金属矿物原料除铁钛的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的非金属原矿包括粘土矿物原料、石粉或砂类。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的pH值调整剂包括盐酸或硫酸。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的磁种粒子为过800目无筛余的Fe₃O₄，磁种用量为干矿粉重量的0.1％～0.3％。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的调节pH为调节pH至5.5～7.0。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的分散剂包括焦磷酸钠、水玻璃或六偏磷酸钠。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的搅拌调浆是搅拌器以1700r/min的转速搅拌5min。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的永磁高梯度磁选机为佛山市新概念磁电设备有限公司生产的磁感应强度为1.0～1.5特斯拉的磁选机。