CN101967037A - 一种黄铁矿型石英砂岩加工玻璃工业用石英砂的技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种黄铁矿型石英砂岩加工玻璃工业用石英砂的技术，以黄铁矿型石英砂岩为原料，采用机械擦洗机和高效擦洗工艺，第1是将原料加工成-40目物料；第2是用150目标准筛和自来水对物料水洗脱泥，得到40-150目石英砂物料；第3是湿式磁选去除机械铁；第4是用自来水将矿浆浓度调节到55％；第5是按500g/t用量将擦洗助剂水玻璃加入矿浆中；第6是将转速调节至1500r/min；第7是擦洗15～30min；第8是采用自来水和筛分设备对石英砂物料进行湿式筛分，即得到石英砂精矿。效果明显，安全性好，工艺简单，成本低廉，推广应用容易，社会经济效益显著，适用于以黄铁矿型石英砂岩为原料加工玻璃工业用石英砂。

Description

一种黄铁矿型石英砂岩加工玻璃工业用石英砂的技术

一、所属技术领域

本发明涉及一种黄铁矿型石英砂岩加工玻璃工业用石英砂的技术，采用机械擦洗机、擦洗助剂和高效擦洗工艺，对黄铁矿型石英砂岩进行提纯加工，不仅能够去除矿石中粘土矿物，降低Al₂O₃等杂质含量，而且能够去除部分杂质矿物黄铁矿，降低Fe₂O₃等杂质含量，适用于以黄铁矿型石英砂岩为原料加工玻璃工业用石英砂。

二、技术背景

石英砂岩是固结的碎屑岩石，其石英碎屑含量达95％以上，来源于各种岩浆岩、沉积岩和变质岩，伴生矿物为长石、云母和粘土矿物，胶结物主要为硅质胶结^[1]。石英砂岩是玻璃、陶瓷、铸造和其它工业用石英砂硅质矿物原料的主要来源。由于石英砂岩含伴生矿物和胶结物等杂质，一般须经过选矿提纯方能工业利用。近年来，四川玻璃工业和新能源产业发展很快，石英砂用量不断增加，当地生产的玻璃工业用石英砂存在很大缺口，远不能满足四川省经济社会发展及战略性新兴产业的需要。

1、四川沐川黄铁矿型黄丹石英砂岩矿特点

四川省沐川县黄丹镇石英砂岩矿床的矿石储量超过千万吨^[2]，由于缺乏有效提纯技术，从上世纪60年代发现以来，一直未能得到开发利用。为此，我们首先开展了该矿的工艺矿物学研究，结果表明^[3]：该矿是一种硅泥质中粒含长石石英砂岩；原矿以石英为主，粒径范围0.2～0.5mm(32目～80目)；同时含少量或微量其它杂质矿物，它们是黄铁矿，以及蒙脱石、伊利石、高岭石、微斜长石和方解石等；对矿石质量影响较大是黄铁矿和粘土矿物，其中黄铁矿含量＜1％(粒径0.02-0.10mm)，粘土矿物含量在8％左右，它们以粒间填隙物无序散布于石英颗粒之间；原矿SiO₂含量为94.02wt％，Al₂O₃(3.88wt％)、K₂O(1.28wt％)等有害成分赋存于蒙脱石、伊利石、高岭石等矿物中；Fe₂O₃(0.09wt％)主要来源于黄铁矿，也有部分来源于粘土矿物。

2、黄铁矿对石英砂岩矿石质量的影响

为了进一步查清黄铁矿对矿石质量的影响，我们采用多种方法进行了测试分析。图1是沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩原矿岩石薄片同一视域的单(a)偏(b)光显微镜照片。由图1可知，该矿石中黄铁矿为黑色不透明的不规则粒状矿物，粒径分布为0.02～0.10mm，无序分布并穿插于石英粒间或包于杂基中，边界不清晰，已发生较明显的风化现象，部分粘土矿物充填于黄铁矿风化产生的空隙之中。图2是在体视镜下挑选的黄铁矿细小颗粒X射线粉晶衍射分析(XRD)结果，证明黄铁矿颗粒中同时含高岭土等粘土矿物。化学成分分析(XRF)结果表明，黄铁矿细小颗粒Fe₂O₃8.50wt％，SO₃8.05wt％，同时Al₂O₃含量高达23.58wt％，另外CaO(5.10wt％)和MgO(1.19wt％)含量也较高。因此，该矿石中的黄铁矿颗粒实际上是风化黄铁矿和粘土矿物组成的混合物，黄铁矿颗粒不仅是有害杂质Fe₂O₃主要载体，同时也是部分Al₂O₃、CaO等有害成分的载体。总之，黄铁矿以细小颗粒存在于石英砂岩矿石中，并成为Fe₂O₃和Al₂O₃、CaO等有害成分的载体。目前，具有这种特征的黄铁矿型石英砂岩矿在国内还是首次报道，其除铁提纯技术也没有先例。

目前浮法玻璃用石英砂技术指标通常是：SiO₂≥98.6％(允许波动范围±0.3％)，Al₂O₃≤0.5％(允许波动范围±0.2％)，Fe₂O₃≤0.09％(允许波动范围±0.02％)，TiO₂≤0.08％(允许波动范围±0.02％)，30-150目≥94.5％。因此，采用具有上述特征的石英砂岩矿加工玻璃工业用石英砂，必须通过适当提纯工艺，去除矿石中的主要有害矿物黄铁矿和粘土等。因此，本发明不仅对于沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩矿床的开发利用有重要意义，对类似非金属矿床的开发利用也有重要指导作用。

3、黄铁矿及其选矿提纯技术

黄铁矿，化学成分FeS₂，其晶体属等轴晶系的硫化物矿物。黄铁矿理论组成(wt％)：Fe46.55，S53.45。常有Co、Ni类质同像代替Fe，形成FeS₂-CoS₂和FeS₂-NiS₂系列。常见晶形是立方体、五角十二面体、八面体及它们的聚形。立方体晶面上有与晶棱平行的条纹，各晶面上的条纹相互垂直。

黄铁矿颜色多为浅黄色或黄铜色，条痕绿黑或褐黑，强金属光泽，不透明，无解理，参差状断口。硬度6-6.5，比重4.95-5.20，熔点1171℃，性脆。在地表条件下易风化为褐铁矿^[4]。黄铁矿是半导体矿物，具有弱导电性，及热电性。不溶于水和稀盐酸，溶于硝酸并有硫黄析出。

黄铁矿是自然界中产出最广泛的硫化物矿物之一，应用广泛。但是，黄铁矿有时会作为非金属矿物的伴生杂质而存在，会对矿物性能产生影响。当Fe、S以微量元素形式存在时是有害的，会对产品质量产生影响。所以，对作为有害成分而存在的黄铁矿的提取就具有很重要的意义。

非金属矿物加工中去除黄铁矿是一项非常重要的工作。从前人研究结果看，从非金属矿物原料中去除黄铁矿是比较困难的。根据黄铁矿化学性能，采用酸碱法并不合适^[5]。根据其物理性能，黄铁矿磁性很弱，或几乎无磁性^[6]，不能通过磁选有效去除。除此之外，还有重选和浮选等方法：(1)重选，黄铁矿比重为4.95-5.20，比一般非金属矿物的比重大，理论上可以通过重选的方法将其去除。但是，沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩中黄铁矿颗粒细小，并与粘土等矿物胶结在一起，不利于重选去除；(2)浮选，根据文献资料^[7]，有乙黄药、丁基黄药等多种试剂作为黄铁矿的捕收剂，与2#油等发泡剂配合使用，可将黄铁矿从非金属矿物原料中浮选出来；(3)其它方法，如手选、擦洗等。

4、黄铁矿型石英砂岩提纯主要技术问题

本发明需要解决的主要技术问题有三个：第一，根据该矿工艺矿物学特点，其提纯加工方案有手选、机械擦洗、棒磨擦洗、浮选等多种不同方案。因此，必须通过不同提纯加工方案对比试验，遴选和研究适用于一种黄铁矿型石英砂岩提纯加工方案。第二，优选方案必须依靠优化工艺参数，才取得较好采用效果。因此，应当在优选的提纯加工方案中，进一步开展相关工艺参数试验，以优化工艺参数。第三，在以上试验研究基础上，再根据实验样品加工特点、优化工艺参数，确定最终加工工艺。

本发明的目的是，以沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩为研究对象，研究适用于一种黄铁矿型石英砂岩加工玻璃工业用石英砂的技术，为玻璃工业用石英砂的加工提供技术支撑。经检索，未发现一种黄铁矿型石英砂岩加工玻璃工业用石英砂的文献报道或专利申请。

主要参考文献

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三、技术方案

1、试验样品

沐川黄丹石英砂岩原矿为一种浅灰白色的较为致密的块状岩石。试验原砂取自当地小厂的水洗粗加工样品(J02)，粒度：-20目100％，-150目少量。根据取样批次不同，编号J02-01、J02-02、J02-03，分别表示J02的第一、第二、第三批次样品。

水洗粗加工试验原砂样品(J02)的加工方法是：(1)破碎筛分：采用破碎和筛分设备将原矿加工成-20目的物料；(2)水洗脱泥：采用自来水对物料水洗脱泥；(3)磁选除铁：采用磁选机湿式去除因破碎筛分带入的机械铁，即得到水洗粗加工原砂。由表1可知，与原矿相比，水洗粗加工试验原砂样品SiO₂有一定提高，Al₂O₃、K₂O有一定降低，但Fe₂O₃反而增加。说明目前的简单水洗粗加工达不到玻璃工业用石英砂要求。

根据玻璃工业用石英砂粒度要求(30-150目≥94.5％)，采用标准筛将J02-02原砂样品加工成-40～+150目。由表1可知，与J02-02原砂相比，40-150目样品的化学成分(wt％)有所变化：SiO₂提高1.415，Al₂O₃、K₂O、Fe₂O₃分别下降0.705、0.282、0.035，说明磨矿和筛分抛尾有一定的提纯效果。

表1沐川黄丹石英砂岩原矿及其水洗粗加工不同批次样品(J02)化学成分XRF测试结果(wt％)

注：原矿平均为沐川黄丹冷家沟矿区及水洗粗加工厂等4个原矿样品平均值^[3]；

原砂平均为J02-01、J02-02、J03-03样品平均值

2、提纯加工试验方法

根据该矿工艺矿物学特点，其提纯加工方案有多种选择。本工作的基本技术思路是：第一步，根据前人对石英砂岩选矿经验^[4-9]，以J02-01原砂(-20目100％，-150目少量)为试验样品，进行手选、机械擦洗、棒磨擦洗、浮选等不同提纯加工方案对比试验；第二步，采用第一步获得的优选方案，分别以J02-01和J02-02原砂(-20目100％，-150目少量)为试验样品，进一步优化提纯方案的工艺参数；第三步，采用优化方案及其优化工艺参数，以40-150目石英砂物料为试验样品，进行综合效果验证试验。

采用体视显微镜进行手选除杂提纯试验；采用长春探矿机械厂产XFD12型擦洗机进行机械擦洗试验，其搅拌器为双螺旋结构；采用武汉探矿机械厂产XMB-67Ф200×240棒磨机进行棒磨擦洗试验；采用长春探矿机械厂产1.5LXFD-63型单槽浮选机进行浮选试验，浮选使用试剂有丁基黄药(分析纯)，2#油，20％硫酸等；所有试验样品的化学成分均采用日本岛津XRF-1800型X射线荧光光谱仪(XRF)进行分析，测试方法为粉末压片法。

3、不同提纯加工方案对比试验

表2是以J02-01原砂(-20目100％，-150目少量)为试验样品，采用手选、机械擦洗、棒磨擦洗、浮选等不同提纯加工方案对比试验结果。手选是根据黄铁矿呈细小颗粒比较均匀地分布于矿石中这一特点，采用体视镜将黄铁矿去除的提纯方法。从表2可知，在几种方法中，以手选效果最好，样品完全达到浮法玻璃工业用石英砂技术指标要求。这说明，只要能够有效去除矿石中的黄铁矿细小颗粒，就能够达到质量要求。但是，如此细小的黄铁矿颗粒，采用手选工艺是不可能用于生产实践的，试验结果对分析其它方案有一定的参考作用。

擦洗是根据石英矿物的硬度明显大于风化黄铁矿和粘土这一特点所采取的提纯加工方法。从表2可知，除手选之外，以机械擦洗提纯加工效果最好，试验样品经机械擦洗后，主要化学成分(wt％)为SiO₂98.052，Al₂O₃0.822，Fe₂O₃0.057。与机械擦洗相比，棒磨擦洗效果并不明显，且由于采用钢棒介质等原因，容易在加工中产生污染。棒磨+机械联合擦洗有一定作用，但其提纯效果还不如单一的机械擦洗，显然并不是理想方案。

浮选是根据黄铁矿以细小颗粒赋存于矿石中这一特点，根据“抑多浮少”的原则，采用浮选含硫矿物黄铁矿的反浮选法，进行提纯加工的方法。从表3可知，浮选效果仅次于机械擦洗，效果较好。但是，与机械擦洗相比，由于浮选成本相对较高，并且浮选使用药剂可能产生环保问题，不应当作为首选方案。

综上所述，在所采用的诸种方案中，机械擦洗提纯加工方案的效果较好，并且具有工艺比较简单、成本较低、环保等优点，尽管目前样品还达不到技术指标要求，仍然是一种最具潜力的优选方案。因此，将机械擦洗作为下一步的研究对象，进行相关工艺参数的优化试验。

表2沐川黄丹水洗粗加工原砂提纯加工方案对比试验的XRF测试结果(wt％)

注：J02-01为水洗粗加工原砂样品(-20目100％，-150目少量)

4、机械擦洗工艺参数优化试验

为优化机械擦洗提纯加工工艺参数，分别以J02-01和J02-02原砂(-20目100％，-150目少量)为试验样品，进一步研究擦洗转速(强度)、矿浆浓度、擦洗时间、擦洗助剂用量等工艺参数对擦洗效果的影响。

(1)擦洗转速对擦洗效果的影响：以J02-01原砂为试验样品，在矿浆浓度65％，擦洗时间20min条件下，考察不同转速对擦洗效果的影响，结果表3和图3所示。由表3和图3可知，擦洗转速对擦洗效果有明显的影响。整体变化规律是，随着擦洗转速的增加，样品中SiO₂含量逐渐上升，Al₂O₃、Fe₂O₃含量逐渐下降。其原因在于，在擦洗时间一定的条件下，随着转速的升高，石英砂颗粒之间碰撞几率逐渐增大，其碰撞力度也逐渐加强，使得石英砂颗粒之间摩擦变得更加剧烈，从而更有效地去除风化黄铁矿和粘土等杂质矿物，达到较好提纯效果。

需要说明的是，当转速≥1500r/min，所有擦洗样品质量都较好(表3)，SiO₂都达98.20wt％以上，Al₂O₃和Fe₂O₃分别下降至0.76wt％和0.08wt％以下。由于高转速代表高能耗，并且高转速会加快设备磨损，提高电耗和生产成本，因此，从生产实际出发，以转速≤1500r/min为宜。

表3沐川黄丹水洗粗加工原砂不同擦洗转速样品化学成分的XRF测试结果(wt％)

注：J02-01为水洗粗加工原砂样品(-20目100％，-150目少量)；其余样品的试验条件：矿浆浓度65％，擦洗时间20min

(2)矿浆浓度对擦洗效果的影响：这里的矿浆浓度是指：石英砂重量/(石英砂重量+自来水重量)。以J02-01原砂为试验样品，在擦洗转速1500r/min，擦洗时间20min条件下，考察不同矿浆浓度对擦洗效果的影响，试验结果如表4和图4所示。由表4和图4可知，矿浆浓度对擦洗效果有较大影响，两者之间不是成简单的线性关系，浓度过高或过低，其擦洗效果均不是很好。其原因在于，浓度过高不能使石英砂颗粒得到有效分散，浓度太低又造成石英砂颗粒之间碰撞摩擦机会减少，二者均不能取得很好的擦洗效果。如表4所示，当浓度为55％时，其擦洗效果最好。此时样品主要化学成分(wt％)SiO₂达到98.145，Al₂O₃为0.865，Fe₂O₃为0.063，因此擦洗矿浆浓度以55％比较适合。

表4沐川黄丹水洗粗加工原砂不同擦洗矿浆浓度样品化学成分的XRF测试结果(wt％)

注：J02-01为水洗粗加工原砂样品(-20目100％，-150目少量)；其余样品的试验条件：转速1500r/min，擦洗时间20min

(3)擦洗时间对擦洗效果的影响：以J02-01原砂为试验样品，在矿浆浓度55％，转速1500r/min条件下，考察不同擦洗时间对擦洗效果的影响，试验结果如表5和图5所示。由表5和图5中可知，其整体的变化趋势是，随着擦洗时间的增加，样品中SiO₂的含量相应增加，Al₂O₃、Fe₂O₃含量相应下降。擦洗时间的延长对提高SiO₂含量，降低Al₂O₃、Fe₂O₃含量效果明显。与试验原砂相比，擦洗时间≥15min的提纯效果都较好。而当擦洗时间＞30min，样品的SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃继续变化不大。从生产实际考虑，擦洗时间过长，将增加能耗，降低产量。因此，擦洗时间不宜过长，合适的擦洗时间为15～30min。

表5沐川黄丹水洗粗加工原砂不同擦洗时间样品化学成分的XRF测试结果(wt％)

注：J02-01为水洗粗加工原砂样品(-20目100％，-150目少量)；其余样品的试验条件：矿浆浓度55％，转速1500r/min

(4)擦洗助剂用量对擦洗效果的影响：根据前人研究^[7，8]，在机械擦洗加工中加入一定量的擦洗助剂(水玻璃)对擦洗效果有一定的作用。为此，以J02-02原砂为试验样品，进一步考察在矿浆浓度55％，转速1500r/min，擦洗时间30min工艺条件下，擦洗助剂用量(0～4000g/t)对擦洗效果的影响，试验结果如表6和图6所示。从表6和图6可知，当擦洗助剂用量≤1000g/t时，样品SiO₂含量随用量增加而增加，Al₂O₃含量随用量增加而下降；而当擦洗助剂用量＞1000g/t时，样品SiO₂含量随用量的增加而下降，Al₂O₃随用量的增加而上升。与未加入擦洗助剂的样品相比，用量分别为500g/t和1000g/t时，擦洗提纯效果明显提高，化学成分已经达到技术指标要求。因此，选择擦洗助剂用量在500g/t为宜。

表6沐川黄丹水洗粗加工原砂不同擦洗助剂用量样品化学成分的XRF测试结果(wt％)

注：J02-02为水洗粗加工原砂样品(-20目100％，-150目少量)；其余样品的试验条件：矿浆浓度55％，转速1500r/min，擦洗时间30min

根据以上试验，可得到以沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩水洗粗加工原砂为试验样品，采用机械擦洗提纯方法加工玻璃工业用石英砂的优化工艺参数是：矿浆浓度55％，转速1500r/min，擦洗时间15～30min，擦洗助剂500g/t。

5、高效擦洗工艺

以上试验结果表明，以沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩水洗粗加工原砂为试验样品，采用优化机械擦洗工艺参数和擦洗助剂，能够加工化学成分达到技术指标要求的样品，取得比一般机械擦洗明显的提纯加工效果。其主要原因在于，所采用的优化机械擦洗工艺对黄铁矿型石英砂岩具有针对性，在擦洗过程中，借助擦洗机提供的机械力以及石英砂粒之间的磨削力，不仅能够有效去除粘土等矿物，同时还能够破坏或进一步细化风化黄铁矿颗粒，从而降低Al₂O₃和Fe₂O₃等杂质含量；同时，擦洗助剂的引入，可以增大黄铁矿、粘土等杂质矿物和石英砂颗粒表面的电斥力，提升杂质矿物与石英砂颗粒相互间的分离效果，从而起到高效擦洗提纯的效果。显然，该工艺是一种物理-湿法工艺，具有高效、环保、简单等优点。为了便于与一般机械擦洗工艺相区别，可将这种优化机械擦洗提纯工艺称之为“高效擦洗工艺”。

采用优化方案及其优化工艺参数，以40-150目石英砂物料为试验样品，进行综合效果验证试验，其样品化学成分和粒度等都达到浮法玻璃工业用石英砂技术指标要求。因此，根据本发明试验原砂样品加工方法，不同提纯加工方案对比试验结果，以及试验获得的机械擦洗优化工艺参数，可得到一种适用于以黄铁矿型石英砂岩为原料加工玻璃工业用石英砂的技术，即：以黄铁矿型石英砂岩为原料，采用机械擦洗机和高效擦洗工艺，加工玻璃工业用石英砂，能够取得十分明显的综合提纯效果，其具体工艺如下(图7)：

A、破碎筛分：采用破碎和筛分设备将原料加工成-40目的物料；

B、水洗脱泥：采用150目标准筛和自来水对物料水洗脱泥，得到40-150目的石英砂物料；

C、磁选除铁：采用磁选机湿式磁选去除机械铁；

D、调节浓度：称取所需重量的石英砂物料并加入擦洗桶中，然后采用自来水将矿浆浓度调节到55％，

E、加入助剂：按500g/t用量，将擦洗助剂水玻璃加入矿浆中；

F、调节转速：将机械擦洗机转速调节至1500r/min；

G、物料擦洗：启动机械擦洗机，擦洗15～30min；

H、筛分分级：擦洗停止后，采用自来水和筛分设备对石英砂物料进行湿式筛分，即得到粒度为40-150目的石英砂精矿。

四、技术优势

本发明根据四川省沐川县黄丹镇黄铁矿型石英砂岩工艺矿物学特点，采用机械擦洗机和高效擦洗工艺，形成了一种适用于以黄铁矿型石英砂岩为原料加工玻璃工业用石英砂的技术。本发明具有效果明显、安全性好、工艺简单、成本低廉、推广应用容易、用途广泛、社会经济效益显著等优点和优势，具体体现在：

(1)效果明显。沐川黄丹黄铁矿石英砂岩矿中的黄铁矿以细小颗粒存在于矿石中，并成为Fe₂O₃和Al₂O₃等有害成分的载体。本发明采用的高效擦洗工艺，不仅能够有效去除粘土等矿物，同时还能够破坏或进一步细化风化黄铁矿颗粒，从而降低Al₂O₃和Fe₂O₃等杂质含量；同时，擦洗助剂的引入，可以增大黄铁矿、粘土等杂质矿物和石英砂颗粒表面的电斥力，提升杂质矿物与石英砂颗粒相互间的分离效果，从而起到高效擦洗提纯的效果。在去除黄铁矿，降低Fe₂O₃的同时，对降低Al₂O₃等有害成分也有较好效果，浮选的石英砂精矿达到玻璃工业用石英砂技术指标要求，取得了明显的综合提纯效果。

(2)安全性好。本发明采用的设备和试剂都是安全可靠产品，采用本发明工艺不会对人员产生不利影响。

(3)工艺简单。本发明工艺简单，工作方便，容易撑握。

(4)成本低廉。本发明相关设备比较简单，投入较少，成本低廉；同时，采用试剂方便易得，价格便宜，而且用量较少。

(5)推广应用容易。本发明工艺简单，操作方便，材料和设备成本低廉，容易学习撑握和推广应用。

(6)社会经济效益显著。四川省沐川县黄丹镇石英砂岩矿床的矿石储量超过千万吨。由于缺乏有效提纯技术，从上世纪60年代发现以来，一直未能得到开发利用。目前，具有这种特征的黄铁矿型石英砂岩矿在国内还是首次报道，其除铁提纯技术也没有先例。因此，本发明不仅对于沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩矿床的开发利用有重要意义，对类似非金属矿床的开发利用也有重要指导作用。

五、附图说明

图1沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩原矿的岩石薄片同一视域的单(a)偏(b)光显微镜照片。图中：Q-Quartz(石英)，F-Feldspar(长石)，P-Pyrite(黄铁矿)，C-Clay minerals(粘土矿物)。

图2沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩中黄铁矿细小颗粒X射线粉晶衍射图谱。

图3擦洗转速对擦洗效果的影响。

图4矿浆浓度对擦洗效果的影响。

图5擦洗时间对擦洗效果的影响。

图6擦洗助剂用量对擦洗效果的影响。

图7一种黄铁矿型石英砂岩加工玻璃工业用石英砂的高效擦洗工艺流程图。

六、具体实施方式

实例1：一种黄铁矿型石英砂岩加工玻璃工业用石英砂的技术(擦洗时间15min)

本实例的黄铁矿型石英砂岩原矿为一种浅灰白色的较为致密的块状岩石，采自四川省沐川县黄丹镇石英砂岩矿区，原矿平均化学成分如表7所示。

本实例以黄丹镇黄铁矿型石英砂岩为原料，采用机械擦洗机和高效擦洗工艺，加工玻璃工业用石英砂，具体工艺如下：

A、破碎筛分：采用破碎和筛分设备将原料加工成-40目的物料；

B、水洗脱泥：采用150目标准筛和自来水对物料水洗脱泥，得到40-150目的石英砂物料；

C、磁选除铁：采用磁选机湿式磁选去除机械铁；

D、调节浓度：称取所需重量的石英砂物料并加入擦洗桶中，然后采用自来水将矿浆浓度调节到55％，

E、加入助剂：按500g/t用量，将擦洗助剂水玻璃加入矿浆中；

F、调节转速：将机械擦洗机转速调节至1500r/min；

G、物料擦洗：启动机械擦洗机，擦洗15min；

H、筛分分级：擦洗停止后，采用自来水和筛分设备对石英砂物料进行湿式筛分，即得到粒度为40-150目的石英砂精矿。

表7是一种黄铁矿型石英砂岩加工玻璃工业用石英砂的技术实例(擦洗时间分别为15min，20min，25min，30min)样品的化学成分XRF测试结果(wt％)。由表7可知，本实例(擦洗时间15min)的石英砂精矿的SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和粒度等都已经达到浮法玻璃工业用石英砂技术指标要求。与原矿相比，SiO₂明显提高，杂质成分Fe₂O₃、Al₂O₃、K₂O明显降低，同时，其它杂质成分也得到了不同程度的降低，这说明采用本发明已经取得明显的综合提纯效果。

表7一种黄铁矿型石英砂岩加工玻璃工业用石英砂的技术实例(擦洗时间15～30min)样品的化学成分XRF测试结果(wt％)

注：原矿平均为沐川黄丹冷家沟矿区及水洗粗加工厂等4个黄铁矿型石英砂岩原矿样品平均值；各实例样品粒度均为40-150目，加工工艺条件：矿浆浓度55％，转速1500r/min，擦洗助剂500g/t，擦洗时间分别为15min，20min，25min，30min

实例2：一种黄铁矿型石英砂岩加工玻璃工业用石英砂的技术(擦洗时间20min)

本实例的原料和工艺与实例1相同，所不同的是擦洗时间为20min。由表7可知，本实例的石英砂精矿的SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和粒度等都已经达到浮法玻璃工业用石英砂技术指标要求。与原矿相比，SiO₂明显提高，杂质成分Fe₂O₃、Al₂O₃、K₂O明显降低，同时，其它杂质成分也得到了不同程度的降低，这说明采用本发明已经取得明显的综合提纯效果。

实例3：一种黄铁矿型石英砂岩加工玻璃工业用石英砂的技术(擦洗时间25min)

本实例的原料和工艺与实例1相同，所不同的是擦洗时间为25min。由表7可知，本实例的石英砂精矿的SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和粒度等都已经达到浮法玻璃工业用石英砂技术指标要求。与原矿相比，SiO₂明显提高，杂质成分Fe₂O₃、Al₂O₃、K₂O明显降低，同时，其它杂质成分也得到了不同程度的降低，这说明采用本发明已经取得明显的综合提纯效果。

实例4：一种黄铁矿型石英砂岩加工玻璃工业用石英砂的技术(擦洗时间30min)

本实例的原料和工艺与实例1相同，所不同的是擦洗时间为30min。由表7可知，本实例的石英砂精矿的SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和粒度等都已经达到浮法玻璃工业用石英砂技术指标要求。与原矿相比，SiO₂明显提高，杂质成分Fe₂O₃、Al₂O₃、K₂O明显降低，同时，其它杂质成分也得到了不同程度的降低，这说明采用本发明已经取得明显的综合提纯效果。

鸣谢

本工作为国家自然科学基金(50974025)，国家教育部高等学校博士点基金(20095122110015)，国家人事部留学人员科技活动择优基金(川人社函[2010]32号)，“十五”国家科技攻关计划重点项目课题(2004BA810B02)和四川省应用基础研究基金(07JY029-029)资助。

Claims (1)

1.一种黄铁矿型石英砂岩加工玻璃工业用石英砂的技术，以黄铁矿型石英砂岩为原料，采用机械擦洗机和高效擦洗工艺，加工玻璃工业用石英砂，其特征是：

A、破碎筛分：采用破碎和筛分设备将原料加工成-40目的物料；

B、水洗脱泥：采用150目标准筛和自来水对物料水洗脱泥，得到40-150目的石英砂物料；

C、磁选除铁：采用磁选机湿式磁选去除机械铁；

D、调节浓度：称取所需重量的石英砂物料并加入擦洗桶中，然后采用自来水将矿浆浓度调节到55％，

E、加入助剂：按500g/t用量，将擦洗助剂水玻璃加入矿浆中；

F、调节转速：将机械擦洗机转速调节至1500r/min；

G、物料擦洗：启动机械擦洗机，擦洗15～30min；

H、筛分分级：擦洗停止后，采用自来水和筛分设备对石英砂物料进行湿式筛分，即得到粒度为40-150目的石英砂精矿。

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