CN103990541A

CN103990541A - 一种利用钾长石品位差异化的选矿工艺

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Publication number: CN103990541A
Application number: CN201410202406.8A
Authority: CN
Inventors: 冯安生; 胡宏杰; 张成强; 郝小非; 李珍; 王洪亮; 程俊杰
Original assignee: Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources CAGS
Current assignee: Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources CAGS
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2014-05-14
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2034-05-14
Also published as: CN103990541B

Abstract

本发明涉及一种利用钾长石品位差异化的选矿工艺，包括以下步骤：1）首先对钾长石原矿按照低品位钾长石矿、中品位钾长石矿和高品位钾长石矿三种类别进行分采分选；2）对低品位钾长石矿包括以下选矿工艺：破碎-洗矿-磨矿分级-脱泥-磁选深度脱铁；3）对中品位钾长石矿包括以下选矿工艺：破碎-洗矿-磨矿分级-脱泥-浮选脱云母脱铁钛-浮选分离长石、石英-磁选深度脱铁；4）对高品位钾长石矿包括以下选矿工艺：破碎-洗矿-磨矿分级-脱泥-磁选深度脱铁-湿法超细磨矿-筛分。本发明针对不同品位的钾长石矿，分别采用不同的选矿技术方案，达到环境无污染、生产流程简化、资源高效开发利用的目的。

Description

一种利用钾长石品位差异化的选矿工艺

技术领域

本发明涉及长石矿的分选提纯及利用，尤其涉及一种利用钾长石品位差异化的选矿工艺。

背景技术

钾长石是一种含钾架状结构硅酸盐，因其熔融间隔时间长，化学稳定性好，被广泛用做玻璃、陶瓷、化工、磨料磨具、玻璃纤维、电焊条等工业领域的原料；钾长石原料已占陶瓷釉料、抛光砖、卫生瓷等陶瓷产品整个原料配方的50%以上，钾长石原料的品质直接影响陶瓷和玻璃产品的质量等级。

我国钾长石虽然储量大，但优质钾长石资源不多，达到一级品以上的原矿储量仅占已开发资源的15%～20%，三级品以下的资源占60%以上，矿石中SiO₂含量高，K₂O含量低，还含有一部分铁钛等杂质矿物。目前，钾长石深加工采用的主要技术路线有两种：（1）矿石脱铁提纯工艺路线为：破碎-脱泥-磨矿-磁选、浮选工艺，得到白度较高的长石矿，该种工艺获得的长石产品品位随着长石资源的变化而波动，此种产品仅能作为陶瓷坯料或瓶罐玻璃原料。（2）氢氟酸浮选脱石英工艺路线为：破碎-脱泥-磨矿-磁选、浮选脱铁-浮选脱石英工艺，此工艺生产过程中，环境污染严重。目前此两种工艺都存在着产品质量不稳定（Fe₂O₃和SiO₂理化指标变化大）、下游产业的玻璃与陶瓷制品白度低、易开裂、长石资源利用率低等问题。

发明内容

针对现有钾长石加工工艺存在的资源利用率低、不能充分发挥资源潜在价值的缺陷，本发明提出一种利用钾长石品位差异化的选矿工艺，包括以下步骤：

1）首先对钾长石原矿按照低品位钾长石矿、中品位钾长石矿和高品位钾长石矿三种类别进行分采分选；

2）对低品位钾长石矿包括以下选矿工艺：破碎-洗矿-磨矿分级-脱泥-磁选深度脱铁，最终得到用作陶瓷坯用原料的钾长石产品；

3）对中品位钾长石矿包括以下选矿工艺：破碎-洗矿-磨矿分级-脱泥-浮选脱云母脱铁钛-浮选分离长石、石英-磁选深度脱铁，最终得到高品位钾长石矿和石英粉两种产品，用作陶瓷面料、釉料以及塑料填料；

4）对高品位钾长石矿包括以下选矿工艺：破碎-洗矿-磨矿分级-脱泥-磁选深度脱铁-湿法超细磨矿-筛分，最终得到超细高品质钾长石微粉，用做陶瓷釉料。

所述磨矿分级包括粗磨分级；所述粗磨分级使用的设备包括棒磨机、分级机和旋流器。

所述棒磨机出口物料的细度控制在200目以下的物料占总物料的50%，物料在进入旋流器后，脱除物料的细度在500目以下的细颗粒。

所述步骤3）中的浮选脱云母脱铁钛是用十二胺与硫酸选矿。

所述步骤3）中的浮选分离长石、石英是在弱酸性或者碱中性条件下，实现钾长石与石英分离。

所述的磁选深度脱铁是一道磁选或两道磁选。

所述步骤4）中的湿法超细磨矿后钾长石的细度是325目-1250目，用作陶瓷釉料。

有益效果：

本发明针对不同品位的钾长石原矿，以差异化利用为原则，采用贫富分选技术，对低品位、中品位和高品位钾长石矿，分别采用不同的选矿技术方案，达到环境无污染、生产流程简化、资源高效开发利用的目的。

附图说明：

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施实例

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

首先对钾长石原矿进行分选，对低品位钾长石矿（K₂O：5～8%, Na₂O：3～5%），采用破碎-洗矿-磨矿分级-脱泥-磁选深度脱铁工艺，得到的产品Fe₂O₃<0.3%,烧成白度>50度,低品位长石精矿可用作陶瓷坯用原料。

对中品位钾长石矿（K₂O：8～9.5%），采用破碎-洗矿-磨矿分级-脱泥-浮选脱云母脱铁钛-浮选分离长石、石英-磁选深度脱铁工艺，经过精选提纯后得到高品位长石矿（K₂O≥11%），可用作高档陶瓷砖的面料和陶瓷釉料，同时得到云母和石英产品，可分别作为保温材料和玻璃原料。浮选分离长石、石英就是二次浮选脱石英，使得长石和石英分离，分离后得到石英粉。

对高品位钾长石矿（K₂O>11%），采用破碎-洗矿-磨矿分级-脱泥-磁选深度脱铁-湿法超细磨碎-筛分工艺，筛分后得到325目与1250目左右长石微粉，可用作陶瓷釉料。

本工艺包括破碎、洗矿脱泥、粗磨分级、浮选脱云母、浮选脱石英和磁选深度脱铁等过程单元，根据原矿石品位的差异，将这些单元组合，以最低成本实现钾长石矿的高效差异化利用，并提高长石资源的综合利用率。对这些单元操作，本工艺详述如下：

洗矿脱泥采用凹凸结合筛面的振动筛，即在振动筛的筛面设置凹凸不平的突起和凹陷，保证物料在筛面的运动轨迹为波浪形，增加颗粒之间的相互摩擦，提高擦洗效果；在筛面并列设置高压水喷头，选择合适的筛孔，通过物料振动和高压水的冲洗，实现钾长石矿物和其表面侧面附着的粘土矿物的一次性分离。

粗磨分级的设备采用棒磨机、分级机和旋流器组合实现，筛分试验发现，铁钛矿物在细粒粘土矿物中含量较高，磨矿粒度越粗，产品的铁含量越低，因此，棒磨机出口物料的细度控制在200目以下的物料占总物料的50%，进入旋流器后，脱除500目以下的细颗粒，既保证矿物的回收率，又能够保证铁钛矿物充分解离，为下一步的浮选和磁选创造条件。

云母矿物在旋流器中能够脱除部分，但由于云母矿物容易粉碎，因此，旋流器脱泥产品仍然含有大量的云母，这些云母容易影响陶瓷产品质量，并且很多没有磁性，在后续的磁选过程中也难脱除，因此，需要增加单独的钾长石矿物浮选脱云母环节；主要采用十二胺与硫酸选矿，母液可以回收利用，无环境污染。

中品位钾长石矿经过浮选脱除石英，得到高品位钾长石矿，产品的附加值可提高2～3倍；国内外传统的长石-石英分离工艺是在强酸条件下实现的，本发明采用的浮选工艺在弱酸性条件下实现长石-石英分离，无环境污染，浮选的钾长石产品品位较高（K₂O >11%），磁选深度脱铁单元用在钾长石加工处理的最后作业单元，视钾长石铁钛矿物含量的差别，采用一道磁选或两道磁选，脱除脱泥浮选过程后钾长石矿物中的弱磁性矿物，提高产品白度，经过洗矿-脱泥-浮选-磁选联合作业，产品Fe₂O₃含量可控制在0.10%以下，烧饼白度可达到60度以上。

本发明资源综合利用率高，通过对低品位或高品位钾长石矿进行脱泥脱铁脱云母技术，得到的钾长石产品可作为陶瓷坯料或面料，得到的云母可作为保温材料，脱除的粘土矿物可用作制粘土砖，资源利用率达到100%；对中品位钾长石矿，采用浮选分离长石与石英，不仅提高产品的附加值，副产品石英也可以作为玻璃原料；因此，本发明的选矿产品均能得到高效利用，实现钾长石无尾矿利用。同时，本发明使得资源潜在价值充分发挥，通过根据钾长石矿不均匀分布的自然属性，采用不同的选矿处理办法，能够在不增加环境成本和低生产成本的条件下有效提高矿物附加值，发挥资源潜在的最大效益。

实例1 低品位钾长石选矿工艺

本工艺流程为：原矿-贫富分选-低品位矿-破碎-洗矿-磨矿分级-脱泥-磁选深度脱铁。

原矿分选后，经鄂式破碎机粗碎与圆锥式破碎机细碎，以低品位钾长石矿（原矿成分为K₂O：5.76%, Na₂O：2.4%，Fe₂O₃：0.8%，原矿白度为28度）为原料，矿石给料量98吨/天，棒磨机出口浓度为40～60%，200目以下磨矿细度占30～40%，螺旋分级机出口浓度为40～50%，200目以下分级细度占30～40%。在旋流器和螺旋溜槽脱泥共同下进行脱泥，经过弱磁（5000GS ）和强磁（10000～13000GS）,得到长石精矿成分为K₂O：5.84%, Na₂O：2.5%，Fe₂O₃：0.15%，精矿白度为56度，钾长石产率78%。

实例2 中品位钾长石选矿工艺

本工艺流程为：原矿-贫富分选-中品位矿-破碎-洗矿-磨矿分级-脱泥-浮选脱云母脱铁钛-二次浮选脱石英-磁选深度脱铁。

原矿分选后，得到中品位钾长石矿（原矿成分为K₂O：8.1%, Na₂O：2.5%，Fe₂O₃：0.56%，原矿白度为32度），经鄂式破碎机粗碎与圆锥式破碎机细碎，棒磨机给料量100吨/天，出口浓度为40～60%，200目以下磨矿细度占30～40%，经过螺旋分级机后，分级机出口浓度为40～50%，200目以下分级细度占20～30%。在旋流器和螺旋溜槽脱泥的作用下，脱出的矿泥占原矿总质量的5～10%，在搅拌槽中加入石油磺酸钠和硫酸，在云母槽中加入椰油胺进行浮选云母，然后在PH=4～5时，利用不同比例的石油磺酸钠和椰油胺进行长石粗选﹑扫选和精选，精选后矿浆，经过弱磁（5000GS ）和强磁（10000～13000GS）,得到钾长石精矿，成分为K₂O：10.5%, Na₂O：3.2%，Fe₂O₃：0.10%，精矿白度为61度，钾长石产率69%。

实例3高品位钾长石选矿工艺

本工艺流程为：原矿-贫富分选-高品位矿-破碎-洗矿-磨矿分级-脱泥-磁选深度脱铁-湿法超细磨矿-筛分。

原矿分选后，得到高品位钾长石矿（原矿成分为K₂O：11.2%, Na₂O：2.3%，Fe₂O₃：0.45%，原矿白度为25度），经鄂式破碎机粗碎与圆锥式破碎机细碎，进入棒磨机，棒磨机给料量为95吨/天，出口浓度为40～60%，200目以下磨矿细度占30～40%，经过螺旋分级机后，分级机出口浓度为30～40%，200目以下分级细度占30～40%。经过旋流器和螺旋溜槽脱泥，再经过弱磁和强磁脱铁，得到的钾长石精矿成分为K₂O：11.8%, Na₂O：2.4%，Fe₂O₃：0.08%，精矿白度为63.2度，长石产率88%。钾长石精矿再经过超细磨，可得到不同粒度的产品。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种利用钾长石品位差异化的选矿工艺，其特征在于，包括以下步骤：

3）对中品位钾长石矿包括以下选矿工艺：破碎-洗矿-磨矿分级-脱泥-浮选脱云母脱铁钛-浮选分离长石、石英-磁选深度脱铁，最终得到高品位长石矿和石英粉两种产品，用作陶瓷面料、釉料以及塑料填料；

2.根据权利要求1所述的利用钾长石品位差异化的选矿工艺，其特征在于：所述磨矿分级包括粗磨分级；所述粗磨分级使用的设备包括棒磨机、分级机和旋流器。

3.根据权利要求2所述的利用钾长石品位差异化的选矿工艺，其特征在于：所述棒磨机出口物料的细度控制在200目以下的物料占总物料的50%，物料在进入旋流器后，脱除物料的细度在500目以下的细颗粒。

4.根据权利要求1所述的利用钾长石品位差异化的选矿工艺，其特征在于：所述步骤3）中的浮选脱云母脱铁钛是用十二胺与硫酸选矿。

5.根据权利要求1所述的利用钾长石品位差异化的选矿工艺，其特征在于：所述步骤3）中的浮选分离长石、石英是在弱酸性或者碱中性条件下，实现钾长石与石英分离。

6.根据权利要求1所述的利用钾长石品位差异化的选矿工艺，其特征在于：所述的磁选深度脱铁是一道磁选或两道磁选。

7.根据权利要求1所述的利用钾长石品位差异化的选矿工艺，其特征在于：所述步骤4）中的湿法超细磨矿后钾长石的细度是325目-1250目，用作陶瓷釉料。