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某礦區硅石礦選礦前預處理提純工藝研究

發布時間:2016-05-07 作者:紅星機器

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本文主要通過對某硅石礦進行工藝礦物學研究,并以此制定了選礦前預處理提純工藝研究,終獲得了很好的選礦技術指標,為該礦的合理回收提供了技術依據。

一、原礦工藝礦物學研究

1、礦物的嵌布特征及其礦物成分分析

內蒙古額濟納旗某礦山硅石礦是一種壓碎硅石礦,礦石主要以白色、純白色石英為主,呈不規則細粒狀,粒徑 0.2mm,無色,透明,具一級灰—一級黃干涉色,顆粒間呈緊密鑲嵌狀結合,構成顯微粒狀變晶結構;同時含有粘土礦物、斜長石、長石和少量絹云母。礦石具粒狀鑲嵌、碎裂狀結構,塊狀構造。巖石受力壓碎產生裂紋及細粒化條帶。原礦中W(SiO2)為89.66%、Al2O3、k2O等有害成分賦存于粘土礦物、斜長石、長石中。

2、原礦物料粒度組成測試分析

硅石礦原礦破碎產品粒度組成及分布率。從粒度分析表明,硅石原礦中的二氧化硅在-30目~140目之間占81.17%,雜質鐵和鋁的分布率140目以下粒級中較多,分別占32.36%、38.36%,因此,本礦石在選礦提純之前需要進行預先處理,以便更好地提高石英純度。

二、選礦試驗

根據該礦石工藝礦物學特點,其提純加工方案確定為礦石粉碎-棒磨機擦洗-分級脫泥-磁選-酸處理工藝流程。

棒磨機棒磨機棒磨機

1、擦洗試驗

棒磨機擦洗的目的是借助機械力和砂粒間的磨剝力來除去石英礦表面的薄膜或者鐵銹以及硬度小的粘性、泥性雜質礦物,同時,將未單體解離的礦物集合體進行擦碎,再經過分級作業將他們除去,從而達到提純的目的。棒磨擦洗的影響因素主要包括擦洗機的結構,配置形式以及擦洗時間、擦洗濃度等。其中擦洗時間較重要,原則上以初步達到產品質量要求為準,擦洗時間長,會加大設備的損耗,提高能耗,增加選礦成本。因此,筆者主要對擦洗時間進行了試驗。擦洗篩分后-0.6+0.1mm(-30目+140目)粒級的試驗結果。磁場強度條件試驗流程從不同擦洗時間試驗結果可以看出,當擦洗時間為20min時-0.6+0.3粒級SiO2品位達到91.29%,Al2O3含量達到0.31%,-0.3+0.1粒級SiO2品位達到91.54%,Al2O3含量達到0.29%,脈石英礦經機械擦洗后,-0.6+0.1mm粒級SiO2品位得到了有效的提高,因此,本研究確定擦洗時間為20min。

2、磁選

磁選主要除去石英砂中夾雜的機械鐵、各種含鐵磁性礦物及其他磁性礦物顆粒。以及弱磁性礦物及含有鐵質礦物包裹體、浸染體石英顆粒。筆者主要研究不同的磁場強度對硅石礦的分選效果。

試驗樣品為經過擦洗分級后-0.6+0.1mm粒級硅石粗精礦進行磁選試驗。磁場強度變化的范圍為:556.99、636.96、716.13、795.70kA/m。從磁場強度試驗結果可以看出,隨著磁場強度的增加,鐵雜質的含量降低比較明顯。在磁場強度為716.13(kA/m)時,SiO2品位達到98.85%、雜質含量為Fe2O3:0.11%、Al2O3:0.07%,因此,適宜的磁場強度為716.13(kA/m)。

3、酸浸試驗

酸浸工藝中影響產品質量的主要因素為液固比、酸浸時間和酸浸溫度。筆者考察了上述各因素對產品指標的影響,確定適宜的工藝條件。

(1)液固比試驗

經研究發現,在常用的混酸鹽酸+硫酸(3:1),硫酸+草酸(3:1),鹽酸+硫酸+硝酸(3:2:1),鹽酸+硫酸+硝酸+HF(3:2:1:1)對雜質均有溶解作用,其中混酸鹽酸+硫酸+硝酸+HF(3:2:1:1)的效果較好,因此,采用了混酸鹽酸+硫酸+硝酸+HF(3:2:1:1)作為酸浸的酸。同時,對其進行了液固比試驗,酸處理在室溫下進行,反應時間為4h,酸處理試驗中每次均取10g礦樣,礦漿濃度控制在50%,所用的鹽酸、硝酸和硫酸的濃度為15%,HF濃度不大于2%,否則對石英的損失會嚴重,算用量為40ml。酸處理試驗后的礦樣均用去離子水洗滌,直到用pH試紙檢測溶液呈中性為止。試驗結果表明:隨著酸濃度的增加,鐵雜質的含量逐漸下降,液固比為3:1時,粉料與液體能夠完全混合、浸潤,反應充分完全,除雜效果好。再增加酸液,對除鐵影響不大。故合適的液固比為3:1。

(2)酸浸溫度試驗

冷酸處理需要時間較長,熱酸可加快雜質的溶解速度。取10g石英粉,溶于15%鹽酸+15%硫酸+15%硝酸+2%HF(3:2:1:1),液固比為3:1的酸溶液中,浸出時間為6H,鐵含量隨著酸浸溫度的變化曲線,如圖5所示。試驗結果表明:在相同時間內隨著酸浸溫度的升高,產品中鐵雜質的含量急劇下降,溫度達到60℃時,產品中鐵雜質大部分已經反應完全,硅石精礦品位SiO299.43%當硅石精礦中鐵含量達到115(10-6),所以當混合酸溫度為60℃、酸浸時間為6H時,硅石精礦中鐵雜質的去除效果較好。

(3)酸浸時間試驗

合適的處理時間,可保證酸與雜質能進行充分的反應。對酸浸時間進行了研究。酸浸時間試驗結果表明:隨著酸浸時間的延長,產品中鐵雜質的含量急劇下降,當反應時間為4H后,產品中鐵雜質大部分已經溶解完全,硅石精礦品位SiO299.95%,雜質Fe2O322(10-6),Al2O365(10-6),硅石精礦已達到浮選石英砂精礦標準,所以當混合酸溫度為60℃、酸浸時間為4H時,硅石精礦中鐵雜質的去除效果較好。

通過采用棒磨機擦洗-磁選-酸處理工藝流程,獲得了很好的選礦技術指標,為該硅石礦的綜合利用提供了可靠的技術依據。

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