高纯石英选矿提纯试验研究

摘要

提纯制备高纯石英砂是缓解天然水晶资源不足，满足日益增长的高科技用硅需求的有效途径，对促进我国国民经济建设具有重要的现实意义。为此，论文针对江西某地石英岩通过磨矿、脱泥分级、磁选、浮选、酸浸和高温爆裂等提纯方法进行了选矿和化学提纯试验研究。
　　 原矿的化学组成主要为SiO298.52％，还含有少量的Al2O30.095％、K2O0.13％、Fe2O30.1％，烧失量为0.14％，石英矿的矿物组成为：石英，少量的绢云母和赤褐铁矿。目的矿物石英的含量大于98％。原矿中包裹体分两类，矿物包裹体(以绢云母为主)和气液包裹体，均存在于石英颗粒内部，矿物包裹体大小0.002mm～0.019mm，气液包裹体大小7μm～7.5μm，气体包裹体的气体为CO2、CH4和N2，以CO2为主；气液混合型包裹体多为H2O和CO2组成。
　　 磨矿试验表明，适宜的磨矿方式为棒磨，磨矿介质为钢棒，磨矿细度为-0.42mm～+0.104mm粒级的产率为61.47％，适宜的脱泥粒度为30μm，最佳磁选条件为矿浆流速1.0 cm·s-1，脉动转速200r/min，矿浆浓度20％，磁场强度0.9T，最终精矿中Fe2O3含量为81.4×10-6。
　　 在pH值为中性条件下，进行了阴阳离子混合捕收剂浮选组合试验、配比试验、用量试验，确定了适宜的捕收剂组合为捕收剂C：捕收剂E比例为1:7，用量650 g·t-1，进行了抑制剂用量试验，确定了抑制剂六偏磷酸钠最佳用量为量为600g·t-1，磁选精矿经浮选后SiO2含量为99.73％，精矿Fe2O3含量降为55.2×10-6，Al2O3含量降为83.2×10-6。
　　 不同种类单一酸及混合酸酸处理试验，试验结果表明混合酸酸处理的效果要明显优于单一酸处理，确定了混合酸处理最佳条件：混合酸中硫酸、硝酸质量比为1:1，混合酸用量为50kg/t，酸处理时间为3h，酸处理温度为30℃，经过酸处理处理后的石英砂精矿SiO2含量达到99.94％，Fe2O3含量降至6.1×10-6，Al2O3含量降至63.7×10-6。
　　 酸处理后石英精矿在1000℃高温下灼烧1h进行水淬，能有效地去除部分流体包裹体，使石英精矿中SiO2含量提高到99.98％，T Fe2O3含量降为4.9×10-6，Al2O3含量降为62.1×10-6，达到玻璃工业用石英砂高纯石英砂标准(QB/T2196-1996)。
　　 Zeta电位测试云母的等电点在pH=0.9附近，石英的零电点在pH=1.8附近。红外光谱测试表明油酸在石英表面吸附为物理吸附，在云母表面吸附为化学吸附。