高岭土尾矿中的石英如何提纯?

发表于:2024-02-20 11:12:24 浏览次数:
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近年来,新能源、光伏玻璃等新兴行业对高纯度石英砂的需求量与日俱增,随着优质石英砂资源的日益紧缺,寻求更多样的石英资源有着重大的意义,高岭土尾砂就是其中之一。我国是高岭土消费大国且高岭土资源丰富,但高岭土加工过程中产生的大量尾矿并未得到合理利用,这其中就含有大量的石英资源。

高岭土尾矿

本文以广东某伴生有石英的高岭土矿进行选矿试验研究,以期获得符合要求石英砂产品。

高岭土原矿捣浆、分级分离出-0.045mm粒级高岭土产品后得到尾砂,尾砂中占比99.13%的+0.1mm粒级物料可用作玻璃用适应原料。对可用作玻璃原料的+0.6mm粒级进行了磨矿-磁选试验,试验结果表明,-0.60+0.10mm粒级产品经磨矿-磁选可获得SiO2含量为99.04%、Fe2O3含量为104.46μg/g的石英精矿,可达到光伏玻璃用石英砂的标准。

具体试验步骤如下:

1、高岭土尾矿性质分析

(1)粒级特征

研究院采用筛析法测定了试样粒度组成,试样中+0.6 mm粒级产率最高,为68.9%,-0.6+0.1 mm粒级产率次之,为30.23%;-0.10 mm粒级产率为0.87%;该伴生石英砂中可用作玻璃原料的粒级(+0.6 mm及-0.6+0.10 mm )

产率为99.13%,其中符合玻璃砂粒级(-0.6+0.10 mm)的石英砂占30.23%。

(2)化学成分

对该伴生有石英的高岭土尾矿进行化学试验分析发现,其中SiO2含量为94.96%,Al2O3含量3.36%,Fe2O3含量0.19%,TiO2含量0.17%,K2O含量0.21%,CaO含量0.15%,另外还含有少量的P2O5、SO2和MgO。可见,试样主要杂质成分为Al2O3、Fe2O3、K2O。

高岭土尾矿磨矿

2、磨矿-磁选试验流程

首先对+0.6mm粒级进行筛分分级,分为+2.36mm、-2.36+1.70mm、-1.70+0.6mm三个粒级,经试验选出+0.17mm和-1.70+0.60mm两个粒级进行磨矿磁选试验。

磨矿:对+1.70 mm粒级石英砂样品采用型号为XMB-7三辊四筒球磨机进行磨矿试验:磨矿条件为矿浆质量浓度60%,磨矿时间 3 min、转速150 r/min。-1.70+0.60 mm粒级石英砂颗粒较细,硬度较低,用高铝球磨矿效果较好,磨矿条件同+1.70 mm粒级。

磁选:试样中的主要磁性矿物为赤铁矿和钦铁矿,这部分含铁矿物可经高梯度磁选去。磁选流程为一次粗选两次精选,每一段磁选的磁场磁感应强度均为1.4丁,矿浆流速1.0 cm/s,脉动频率200 r/min。

结果表明:+1.70 mm粒级和-1.70+0.60 mm粒级经磁选都可达到光伏玻璃用石英砂的标准(Fe2O3<120 μg/g),+1.70 mm粒级和-1.70+0.60 mm粒级石英砂中红褐色、黑色杂质矿物虽对产品质量有影响,但均可达到相应要求。

高岭土尾矿磁选

3、细砂磁选试验

磨矿能够使得物料在细化的过程中尽量实现有用矿物与脉石矿物的单体解离,为后续的选别作业提供合适的入选物料。

对于试样分级出来的-0.60+0.10 mm粒级细砂,其磁选所得石英精矿产率为98.83%, Fe203含量为242.59 μg/g,不能满足光伏玻璃用石英砂Fe2O,含量的要求。因而对原试样中-0.60+0.10 mm粒级进行磨矿一磁选试验,控制过磨量(-0.60+0.10 mm粒级进行磨矿后产生的-10 mm粒级产率小于20%)。

结果表明:随着磨矿时间的增加,磁选石英精矿Fe2O3含量不断降低,过磨量随之增加。当磨矿时间为5 min时,过磨量为18.87%,磁选精矿SiO2含量提高到99.04%,Fe2O3含量从242.59μg/g降低至104.46 μg/g,满足光伏玻璃用石英砂要求。

结语

可见,经过合理的工艺处理,高岭土尾矿中的石英砂完全可以达到光伏玻璃用石英砂的标准,这一研究结果为高纯度石英砂的来源拓宽了思路,同时大量的高岭土尾砂也得到了合理利用,有了新的去除,可谓一举两得。案例中的试样杂质成分并不复杂,有些复杂成分可能还需要用到浮选工艺,投资者需综合考虑投入产出比。

参考资料:《广东某高岭土矿中石英选矿提纯试验研究》


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