长石是地表岩石中最重要的造岩矿物,富含钾或钠的钾钠长石主要用于陶瓷工业、玻璃工业、搪瓷工业、磨料磨具、化学工业、电焊等工业。
钾、钠长石杂质
钾钠长石中铁、钙等元素的含量决定着陶瓷制品的质量。铁含量过高,烧成制品上会出现黑点。钙含量(主要以碳酸盐形式存在)过高,烧成制品上会出现不均匀的气孔。因此,在长石提纯过程中必须降低铁、钙的含量。铁主要以两种形式存在:一是以游离矿物如赤铁矿的形式存在,二是以云母矿物的形式存在。钙主要存在于方解石中。赤铁矿可用高梯度磁选法除去,云母矿物可用高梯度磁选和浮选法除去,方解石主要用浮选法除去。
钾钠长石选矿方法
目前钾钠长石的主要来源有伟晶岩、细粒岩、风化花岗岩、长石砂等岩石,不同来源的钾钠长石一般采用不同的选矿方法。
(1)伟晶岩一般采用选择性开采或手选,干法加工。矿石→粗碎→细碎→磨矿→强磁选/电选→分级→包装→产品。
(2)风化花岗岩。对云母流失的,只需水洗、筛选即可;对含有云母的,经破碎、磨矿、分级后,采用浮选法除去云母及铁矿物,将长石与石英分离。
(3)符合工业要求的细粒岩石大都不含云母,当长石含量较高时,只需经过破碎、磨矿、筛分、磁选等工艺即可除铁。
(4)半风化花岗岩经颚式破碎机、圆锥式破碎机破碎后,经砾石磨机磨细,首先将云母、铁矿物浮出,然后长石浮出并与石英分离。长石砂矿也可用类似方法分离。
钾钠长石提纯工艺流程示意图
钾钠长石提纯工艺要求
(1)长石的磨矿主要分为干磨和湿磨两种,相对而言,湿磨比干磨效率高,且不易产生“过磨”。为避免磨矿过程中引入铁质杂质,长石矿的磨矿过程一般不采用铁介质磨矿,而多采用石轮磨矿、间歇砾石磨矿或瓷球磨矿。
(2)脱泥可降低长石中Fe2O3含量,提高Na2O和K2O含量,还可除去磨矿产生的原生矿泥和次生矿泥。脱泥可采用水力沉降法,也可采用起泡剂或捕集剂进行浮选脱泥,利用矿泥带负电荷,优先与浮选剂结合的特点。
(3)长石矿石中的铁矿物、云母、石榴石等都有一定的磁性,而长石不带磁性,因此,在外加磁场的条件下,才能实现长石与磁性矿物的分离。由于矿石中的铁矿物、云母、石榴石等都带有弱磁性,因此通常需要采用强磁选设备才能有效除去。目前,国内使用的磁选设备主要有高梯度强磁选机、永磁滚筒强磁选机、湿式平环强磁选机和永磁筒式中型强磁选机。
(4)钾钠长石一般与云母、石英、方解石及含铁矿物共生。一般情况下,长石矿物中的铁主要赋存于云母、赤铁矿、黄铁矿及含铁的碱金属硅酸盐矿物(如石榴石、电气石、角闪石等)中。浮选是除去长石中有害杂质的有效方法之一。用油酸类捕收剂可浮选长石。铝盐在酸性介质中对长石有抑制作用,在弱碱性介质中能活化长石。胺类也是长石的捕收剂,分离效果好,但要注意矿浆pH值的调节和矿泥的除去。
钾钠长石提纯所需设备
破碎设备:颚式破碎机、圆锥破碎机/辊式破碎机
分级设备:振动筛、水力分级机/旋流器、空气分级机
研磨设备:球磨机、砾磨机
选矿设备:高梯度磁选机、浮选机
干燥设备:压滤机、干燥机
包装设备:包装机
钾长石和钠长石提纯的利润
陶瓷用钾钠长石粉市场价格在400元/吨左右,原石价格在100元/吨左右,一个日产500吨的小型钾钠长石加工厂,需要选矿设备价值在100万元左右,除去生产成本,一年可盈利近千万元。