钾长石的石英尾矿的选矿提纯实验报告
1试样的制备
该石英取自河北省某低品位钾长石的石英尾矿。矿样由钾长石原矿经弱磁选、强磁选、浮选后备用。石英的纯度99.5％，粒度为-0.074mm占75%左右。
2试验所用试剂与设备、仪器
试验所用化学试剂为化学纯或分析纯，试剂明细见表2.1，试验用水均为去离子水，pH值为6-7,电导率为2.0x10-5s/m，试验所用主要试验设备及仪器如表2.2所示
表2.1试验所用试剂明细
表2.2试验所用主要设备及仪器
3研究方法
3.1磨矿试验
磨矿条件如下:球磨机为XMCQ-180x200瓷衬球磨机,有效容积5L，转数90转/分，介质为刚玉球，每次一份矿样100g，磨矿浓度：66.7%(液固比1:2)，介质充填率:50.2%
矿样如含较多矿泥,则用棒磨机进行擦洗脱泥处理。
3.2磁选试验
由于破碎会给石英矿带来一部分次生铁以及本身也含有一些铁杂质,为此磨矿完后,接着进行了磁选,以除去这部分铁杂质，磁选条件为场强:1.3T ，湿式给矿，给矿浓度30%。
3.3浮选试验
浮选试验是在XFD-L0L型浮选机中进行，称取900g矿物与2700mL去离子水混合配置成浓度为25%的浮选溶液，浮选机转速为1700r／min，搅拌于3L的挂槽中，浮选时间约为3min。
调整搅拌1min,再依次加入活化剂或抑制剂，搅拌2min后,加氢氧化钠或盐酸pH值,加入捕收剂后搅拌2min,浮选3min，获得的浮选泡沫低温干燥后称量,计算浮选回收率。
pH值测定采用雷磁公司的PHSJ-3F型pH酸度计。
3.4酸浸试验
酸浸试验采用500ml四口圆底烧瓶和与之配套的500ml数字温控电热套，加热最高极限400摄氏度。电热偶用石英玻璃管保护，搅拌棒用聚四氟乙烯或石英玻璃材料制成"试验装置示意图见图3.1。
1、搅拌器支撑台2、搅拌器3、聚四氟乙烯或石英玻璃搅拌棒4、四口烧瓶
5、可调温电热套6、带石英玻璃保护套电热偶7、烧杯
图3.1酸浸试验装置图
脱泥试验装置图见图3.2。
1、85-2型恒温磁力搅拌器2、铁架台3、搅拌转子4、烧杯5、玻璃弯管6烧杯
图3.2脱泥试验装置
3.5矿物动电电位的测定
进行X光电子能谱测定的待测矿物纯矿样直接选用制备完毕的-0.074+0.037mm粒级的单矿物物料,需经药剂处理的样品按单矿物浮选试验方法：调浆、搅拌、洗涤、低温干燥后进行检测。
3.4红外光谱测定
称取-0.037mm矿样2.0009,按浮选流程和试验需要进行调浆、加药，固液分离，用去离子水洗涤三次，干燥后送去做红外光谱测定。
3.5扫描电镜分析
在矿物加工领域扫描电镜分析越来越重要,尤其考察矿物形貌和表面元素。目前,扫面电镜分析可以清楚看到矿物表面的形态以及不同产品形貌,通过EDS能谱的点扫描和面扫描分析矿物表面元素种类和含量，如果矿物表面粘附细颗粒,也可以通过EDS能谱的结果推断细颗粒的成分。
4 探索性实验
4.1石英和长石在十二胺体系中的可浮性
控制十二胺用量和酸性大小两个指标
4.2十二胺体系中二元梭酸对石英和长石可浮性的影响
4.3十二胺体系中表面活性剂对石英和长石可浮性的影响
（1）油酸钠
（2）月桂酸钠
（3）十二烷基苯磺酸钠
4.4长石和石英浮选交互式影响的研究
（1）细粒级长石的可浮性
（2）细粒级长石对粗粒级长石的可浮性影响
（3）长石、石英人工混合矿的浮选试验
（4）细粒级长石对人工混合矿浮选分离的影响及消除
4.5应用
根据以上提纯石英的规律，将其应用于其他矿床和不同地区的石英砂原矿，验证其适用性以及适用的范围。
第二篇：海南某石英砂矿的选矿提纯试验研究
中国科技论文在线 http://www.
海南某石英砂矿的选矿提纯试验研究
许增光，余同锋，杨天乐，豆中磊5 （中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京 100083） 摘要：随着橡胶、塑料、涂料、集成电路及其他高科技产品行业对超细硅石原料需求的增加，因此,寻找与开发优质石英砂资源以及开展石英砂提纯与加工研究乃为当前开发优质高纯硅质原料的关键。本文在对海南某天然石英砂矿进行岩矿分析的基础上，采用筛分、擦洗、重选、浮选等多种工艺方法进行了选矿提纯试验研究。试验结果表明，采用筛分、擦洗脱泥、重选和浮选组合选矿工艺可使石英砂的SiO2含量提高到99.9%以上。此工艺流程较简单，易实现工业化。
关键词：石英砂；擦洗；重选；浮选
中图分类号：TD 97
10
15 Study on Concentration Experiment of the Silica Sand of Hainan Province
XU Zengguang, YU Tongfeng, YANG Taianle, DOU Zhonglei
(School of Chemica & Environmental Engineering,China University of Mining &
Technology(Beijing), Beijing 100083)
Abstract: With the increasing quantity demand of high grade and superfine ganister material in plastic rubber paint integrated circuit and other high-tech productions, therefore, it is the key of the current development of high purity siliceous raw material, what seeks and develops high quality quartz sand resources and carries out quartz sand purification and processing research. Based on the analysis of the natural silica sand from Hainan Provine, The program of studying on concentration experiment was carried on by some methods such as screening, scouring, gravity concentration, flotation and so on. It was shown that the SiO2 content of silica sand can be up to 99.9% above. by combination of the process of screening, scouring, gravity concentration and flotation. This process is simple and easy to realize industrialization.
Keywords:silica sand; scouring; gravity concentration; flotation
20 25
30 1 引言
伴随现代高新技术产业的快速发展和科学技术的进步，优质高纯硅质原料的需求量不断增大，而天然水晶资源的日趋枯竭，由于石英砂的主要矿物成分是SiO2 [1]， 因此人们不得不将目光转向天然水晶的替代品—高纯和超高纯石英砂上。因此，积极探求和推动石英砂选矿提纯技术的进步，实现精制石英砂、高纯和超高纯石英砂的低成本、大批量工业化生产，对35 弥补天然水晶资源的不足，满足高科技用硅需求具有重要的现实意义[2]。天然水晶资源日趋
枯竭, 特别是高品级天然水晶资源更是稀缺, 并且在世界各地分布极不平衡, 95% 的水晶集中在巴西和马达加斯加, 使得除此以外的国家都在努力寻找替代品[3]。为此，寻找与开发优质石英砂资源以及开展石英砂提纯与加工研究乃为当前开发优质高纯硅质原料的关键。 中国是世界上石英砂矿产资源丰富的国家之一。由于富含石英岩和石英砂岩的变质岩和40 沉积岩分布广泛，东部漫长的海岸线分布有作为硅砂物质来源的花岗岩或混合岩，加之内陆
河湖分布较多，这些都是形成硅质原料矿的有利条件[4]。同时，我国水晶矿床贫矿多、富矿少，高级别储量少，多为伴生矿床，开采条件差，开采后多采用手工分选，各地水晶杂质含量差别较大，产品质量不稳定，难以实现原料的标准化供应[5]。
作者简介：许增光，（1984-），男，中国矿业大学（北京）化环学院08级硕士生，主要研究方向：分离技术. E-mail: winstar852003@
- 1 -
中国科技论文在线
45 http://www. 本文通过试验研究，探索了海南某石英砂的选矿提纯工艺方案。在对该石英砂矿进行岩矿分析的基础上，采用筛分、擦洗、重选、浮选等选矿方法进行了试验研究，制得了SiO2
含量大于99.9%的较高纯度的石英砂样品。其简要工艺流程图如图1。
石英砂
图1 石英砂矿选矿提纯简要工艺流程图
50 2 实验
2.1 原料
原砂矿经50目筛子，-50目的物料作为该实验的原料。
图2 偏光显微镜照片
55
镜下观察：该矿样矿物成分主要是石英，含少量电气石、锆石和铁质。石英：呈次圆状，颗粒中有铁泥质点状包体和气液包体，有轻微铁泥质浸染。少量电气石、锆石，分别为黄绿色和无色；铁泥质黑色不透明（图2）。原砂的化学分析分析结果如表1所示。
- 2 -
中国科技论文在线 http://www.
表1 原砂的化学分析结果(单位：%)
222323MgOK22 烧失量60
2.2 试验方法与设备
（1）擦洗脱泥
擦洗设备：0.5升XFD12擦洗机。擦洗条件：主轴转速1500转/分；入料浓度70%(500g)；分散剂加入量：500g/t。擦洗一定时间后过200目筛。
65 （2）重选
采用斜面流—摇床分选。分选设备：YY2100×1050型摇床。进行两段摇床分选：即粗选和精选。精选是将第一次摇床的第三产物（精矿）再进行一次摇床分选。
（3）浮选
采用反浮选工艺，以石油磺酸钠和二胺作捕收剂，不加入氢氟酸或其它酸，在中性水介70 质（实验用水为自来水）下进行浮选。浮选设备为单槽式1.0L、 XFD浮选机；浮选药剂品
种及来源如表2所示。
表2 浮选药剂
试剂标准
工业原料
工业原料
化学分析纯 试剂名称 二 胺 石油磺酸钠 仲辛醇 试剂作用 捕收剂 捕收剂 起泡剂 试剂来源 天津飞翔化工有限公司 河北北方化工有限公司 天津化学试剂有限公司
75 首先用擦洗脱泥样品进行浮选捕收剂配方、用量和浮选矿浆浓度试验，以此确定最佳浮
选配方、用量和浮选浓度；然后在对摇床提纯的样品进行浮选试验。每次浮选试验的石英砂入料量300g。
2.3 测试方法
（1）中华人民共和国建材行业标准JC/T1021.2-2007；
80 （2）ICP（100%－杂质氧化物）。
3 结果与讨论 3.1 擦洗
擦洗时间分别为8min、10min、12min、15min。以擦洗脱泥后的精矿产率以及精矿中SiO2的含量综合考虑来选取擦洗时间。以筛分后-50目的物料作为擦洗入料。试验结果如表85 3。
表3 擦洗时间试验结果
擦洗时间擦后精矿产率擦洗精矿中SiO2
由表3结果可见，从擦洗脱泥后的精矿产率及其SiO2含量综合考虑，12min与15min90 擦洗时间较好；但考虑到生产成本因素，擦洗时间取12min。
擦洗时间为12min的擦洗精矿SiO2含量为99.30%，对比原矿中SiO2含量99.07%，擦
- 3 -
中国科技论文在线
洗对于样品有较明显的提纯作用。 http://www.
3.2 重选
将擦洗精矿作为摇床入料，摇床试验结果如表4所示。
95
表4 摇床分选结果
产物名称 一 二 三 四
产率SiO2
由表4数据可以看出，摇床分选后石英砂的SiO2含量达到了99.75%，相对于擦洗脱泥样品的SiO2含量99.30%有较明显的提高，表明摇床对该石英砂矿有较好的提纯效果。考虑100 到产率及其SiO2含量，则取产物三为精矿、产物二为中矿、产物四为尾矿，尾矿为杂质其
SiO2含量极少可忽略不计。
3.3 浮选
分别进行了捕收剂配比、矿浆浓度、捕收剂用量试验。本条件试验是以擦洗精矿作为浮选入料。
105 （1）捕收剂配比
浮选条件：捕收剂用量1000g/t、矿浆浓度25%（300g擦洗精矿），石油磺酸钠/二胺=6:1、8:1、10:1、12:1、14:1。上述浮选后石英砂的SiO2、Al2O3、Fe2O3的含量检测结果如表5。
表5 捕收剂配比试验结果
石油磺酸钠/椰油基丙撑二胺（质量比）
主要化学成分/% 2AlOFeO110
由表5结果可见，石油磺酸钠/二胺=12:1时，SiO2含量较高，结果较好。
（2）矿浆浓度
浮选条件：捕收剂用量1000g/t、石油磺酸钠/二胺=12:1、矿浆浓度20%、25%、30%、35%。上述浮选试验样品的SiO2、Al2O3、Fe2O3的含量检测结果如表6所示。 115
主要化学成分/%
SiO22323 表6 浮选矿浆浓度试验结果 矿浆浓度/%
由表6结果可见：矿浆浓度为30%和35%时SiO2、Fe2O3含量分别均为99.55%、0.022%，但Al2O3含量分别为：0.038%、0.045%，故矿浆浓度以30%为适宜。
120 （3）捕收剂用量
浮选条件：石油磺酸钠/二胺=12:1、矿浆浓度30%、捕收剂用量750g/t、1000g/t、1250g/t、1500g/t。上述浮选试验样品的SiO2、Al2O3、Fe2O3的含量检测结果如表7所示。
- 4 - 125
中国科技论文在线 http://www.
表7 浮选捕收剂用量试验结果
捕收剂用量/ g/t 主要化学成分/% SiOAl2O323
由表7结果可见，捕收剂用量为750g/t时SiO2含量较高，结果较好。
130 由以上条件试验得出最佳的捕收剂配方为石油磺酸钠/二胺=12:1，捕收剂用量为750g/t，
浮选矿浆浓度为30%。
3.4 摇床-精矿-浮选组合工艺试验结果
在捕收剂配方为石油磺酸钠/二胺=12:1、捕收剂用量为750g/t、浮选矿浆浓度为30%的条件下对筛分—擦洗—摇床（精选）分选后的精矿进行浮选试验，结果见表8。
135
表8 采用筛分-擦洗-摇床-浮选组合工艺的精矿检测结果（单位 ppm）
杂质 Al Fe Ti Ca Mg K
含量/ 杂质含量/ ppm 11.7 1.2 0.1 0.5 0.5 3.0
SiO2含量≮99.91%
由表8结果可见，采用筛分、擦洗脱泥、摇床、浮选组合工艺，可将该石英砂矿的SiO2含量提纯到99.9%以上，这已满足石英砂替代水晶的要求[6]。
140 4 结论
（1）采用筛分、擦洗脱泥、摇床、浮选组合工艺，对石英砂原料有明显的提纯作用，可将该石英砂的SiO2含量提高到99.9%以上。
（2）通过以上对石英砂选矿提纯工艺条件的试验研究，建议海南某石英砂矿的选矿提纯工艺采用筛分、擦洗、摇床、浮选组合工艺方案。其主要工艺条件为：擦洗时间12min，145 擦洗浓度为70%，分散剂用量500g/t；浮选捕收剂配方为石油磺酸钠/二胺=12:1，其用量为
750g/t，浮选矿浆浓度为30%。
（3）如再采用磁选及化学法进一步选矿提纯，可使原料石英砂中SiO2含量更好。磁选及化学法工艺条件的确定将是接下来的重点工作。
（4）此工艺流程较简单，过程中未使用酸碱等危险物质，易于实现工业化。
[参考文献] (References)
[1] 郑水林.非金属矿加工与应用[M].北京：化学工业出版社，2009.
[2] 牛福生，徐晓军，高建国等．石英砂选矿提纯工艺研究[J]．云南冶金，2001，30(1):18～21
[3] 刘国库, 张文军, 马正先等. 硅石选矿提纯工艺研究现状[J].有色矿冶，2007,23(6) :26～30
[4] 申士富．高纯石英砂研究与生产现状[J]．中国非金属矿工业导刊，2006，5:13～16
[5] 金达表，张兄明，邹蔚蔚．高纯石英的加工工艺研究[J]．中国非金属矿工业导刊，2004，4：44～48
[6] 郑水林，袁继祖等. 非金属矿加工技术与应用手册[M].北京：冶金工业出版社，2005.
150 155
- 5 -