长石与石英浮选分离试验研究

摘要

长石和石英是两种最常见的硅酸盐矿物，同时也是地壳中分布最广的两种造岩矿物。它们在建材、玻璃陶瓷、电子电器、耐火材料等诸多领域有着广泛用途，然而这两种矿物在物理性质、化学组成、结构构造等方面很相似，常以共生体状态出现于自然界中，或伴生在一起，或作为脉石矿物与其他多种有用矿物共生，因此长石和石英的浮选分离成为选矿重点。目前，已经应用于工业领域的长石石英浮选分离工艺很多，其中有氟浮长石法及无氟酸性浮长石法最为成熟，应用最广泛的，但是却无法满足现代选矿采用高效、廉价、无毒的浮选药剂的新要求，因此无氟无酸法有着良好的应用前景。
　　 河南省三门峡地区钾长石矿主要化学成分为：SiO277.90％、Al2O311.27％、K2O9.57％、Fe2O30.23％，主要矿物为长石和石英，含少量的云母类、褐帘石、金红石和赤褐铁矿，且含铁、钛的脉石矿物一般存在于风化的长石周围或被包裹于长石和石英内部。钾长石为板柱状或粒状，粒度较均匀，受风化作用，表面高岭石化，与石英嵌布关系密切，分离较难。
　　 磨矿试验表明，适宜的磨矿细度为-0.074mm55％左右。脱泥试验表明，适宜的脱泥粒度上限为25μm。磁选试验表明，适宜的磁选条件为磁场强度0.9T，矿浆流速0.8cm/s，以细钢棒为磁介质，此时铁去除率达72.60％。
　　 通过对原矿分别采用碱性浮石英法和中性浮长石法进行系统的分离试验研究，对比两者的试验结果，最终确定中性浮长石法效果较好。碱性浮石英法，精矿K2O含量13.98％，Al2O314.68％，SiO270.06％，不满足高级陶瓷用料质量标准，尾矿K2O含量较高，分离效果不佳。中性浮长石法，以阴离子YS与阳离子Y-2作为组合捕收剂：YS3360g/t、Y-2480g/t，抑制剂六偏磷酸钠960g/t。最终浮选精矿K2O含量为15.01％，Al2O3含量为15.89％，SiO2含量为67.78％，精矿指标较优，达到高级陶瓷用料质量标准。浮选尾矿SiO2含量为82.54％，石英富集明显，说明长石与石英分离效果较佳。
　　 动电位测试及红外光谱分析表明：长石和石英零电点分别在1.9和2.1左右，两者在纯水溶液中的荷电性质相似。在YS和Y-2溶液中两者的动电位变化趋势相似，因此靠静电力等物理吸附作用不可能导致可浮性产生大的差异，即单独使用阴离子或阳离子捕收剂，选择性较差，难以实现两者分离。
　　 通过对六偏磷酸钠的抑制作用机理研究发现，抑制剂六偏磷酸钠相当于去离子水的作用，对长石和石英表面吸附强度不高的捕收剂具有解吸作用。解吸试验表明，YS在长石表面既存在物理吸附也存在化学吸附，而在石英表面的吸附主要是物理吸附。