一种粉石英矿的选矿提纯方法

摘要

本发明涉及一种粉石英矿的选矿提纯方法，属于矿物加工领域。将天然粉石英矿加水、pH调整剂及分散剂进行湿式擦洗，使粉石英中共生的黏土类杂质及附着于石英颗粒表面的薄膜状含铁杂质与石英颗粒选择性解离并分散于矿浆中；然后将其给入一种周期式层流离心分离机进行分选；粉石英按粒度大小依序沉淀在离心分离机内壁，微细粒黏土及含铁杂质随溢流排出。采用本发明方法可以高效分离粉石英矿中的黏土矿物及含微细粒含铁杂质，石英的回收率达到90％以上；主要成分SiO2含量≥99.5％，A12O3和Fe2O3分别小于0.3％和0.05％；且对粉石英矿的适应性好，生产线流程短，生产成本低。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种粉石英矿的选矿提纯方法，属于矿物加工领域。

技术背景：

粉石英矿是一种天然硅质矿粉，因粒度分布较细而被称为粉石英，在我国 江西西部的萍乡、宜春、新余等地以及湖南东部、广东、广西等均有丰富的蕴 藏量。这种天然石英粉由于在长期的地质力或自然力作用下形成，颗粒的形状 较规则，颗粒无锐利的边角，作为电子塑封料和环氧树脂基电工材料的填料， 不仅堆积密度高，而且不容易产生应力集中，可以增大在树脂中的填充量和提 高微电子产品或电子器件的使用寿命，使用性能显著优于用石英岩加工而成的 角形硅微粉。虽然这种粉石英颗粒的球形度不如高温火焰法生产的球形硅微粉， 但是其生产成本要远远低于球形硅微粉。此外，用这种粉石英为原料生产硅微 粉可以显著减少矿石破碎和细磨作业，节约能源。但是，目前探明或发现的粉 石英矿大多不同程度地含有各种杂质，特别是泥化的微细粒杂质，这些杂质或 与石英微粉共生，或附着于石英颗粒表面，较难除去，使粉石英的纯度(主要 是SiO₂含量)不高，氧化铁的含量较高，严重影响其利用价值，必须要进行选 矿提纯。

目前公开的粉石英矿的选矿提纯方法主要有洗矿筛分、磁选、浮选、化学 选矿等方法或综合利用这些方法。但是，单一的方法或工艺往往提纯效果很有 限，多种方法组合的工艺一般又较复杂，而且由于工艺流程长和石英的硬度大， 容易磨损设备而产生二次污染。

本发明针对目前天然粉石英矿选矿方法的不足，提出一种湿式擦洗、解离 和分散微细粒杂质后采用层流离心分选提纯天然粉石英矿的方法。

发明内容：

将天然粉石英矿加水、pH调整剂及分散剂进行湿式擦洗，使粉石英中共生 的黏土类杂质及附着于石英颗粒表面的薄膜状含铁杂质与石英颗粒选择性解离 并分散于矿浆中；然后将其给入一种周期式层流离心分离机进行分选，由于分 散在矿浆中的黏土颗粒及含铁杂质粒度细(99％≤2μm)，粉石英颗粒的粒度相对 较粗(97％≤75μm)，在离心分离机内离心力、斜面流膜层间斥力及轴向液流动 力的联合作用下，粉石英按粒度大小依序沉淀在离心分离机内壁，微细粒黏土 及含铁杂质则随溢流排出，从而实现粉石英与黏土矿物及微细含铁杂质的分离。

其工艺步骤如下：

①将粉石英原矿加水制成矿浆，调节矿浆的pH并添加分散剂进行擦洗、解 离和分散；

②将擦洗、解离和分散后的矿浆进行搅拌稀释；

③将稀释后的矿浆进行筛分，除去粗粒和碎屑；

④将除去粗砂和碎屑后的矿浆给入周期式层流离心分离机中进行分选。

以下为本发明的主要工艺条件：

(1)制浆、擦洗、解离和分散∶固液比＝1∶0.25～0.75；矿浆pH值调整至 7.5～9.5；擦洗时间10～20min。

(2)搅拌稀释∶固液比＝1∶1.5～4.5，分散剂为多聚磷酸盐，用量为粉石 英质量的0.1％～0.5％。

(3)筛分除粗粒和碎屑：采用筛孔尺寸0.045mm～0.60mm的筛分设备进 行筛分。

(4)层流离心分离机分选：离心分离因素10～360；给矿时间1.5～4min， 冲洗卸料时间为1.0～3min。

采用本发明方法可以高效分离粉石英矿中的黏土矿物及含铁杂质，获得高回 收率和高品质粉石英。石英的回收率可达到90％以上；主要成分SiO₂含量 ≥99.5％，Al₂O₃和Fe₂O₃含量分别小于0.3％和0.05％；而且对粉石英原矿的适应 性好，生产线流程短，占地面积小，生产成本低。

附图内容：

附图1为本发明的粉石英矿选矿提纯工艺流程示意图。

具体实施方式：

下面结合实施例进一步详细说明。

实施例一：将20kg(含水率10％)SiO₂含量为97.65％的粉石英矿加水4L， 加入ZCX-0.08×2双槽擦洗机中擦洗并用氢氧化钠调整矿浆pH＝8.5，一边擦洗 一边添加80g焦磷酸钠，擦洗15min后矿浆进入搅拌稀释桶，边搅拌边补加48L 水进行稀释；稀释后的矿浆用筛孔尺寸0.074mm(200目)的旋振筛筛分分离砂 粒和碎屑等杂质后给入层流离心分离机分离黏土矿物及含铁杂质，离心分离机 分离因素20，给料时间3min；分离黏土矿物及含铁杂质后的粉石英(沉淀物)冲 洗卸料2.0min；最后将含水的粉石英进行过滤和干燥。

实施例二：将20kg(含水率10％)SiO₂含量为97.65％的粉石英矿加水5L， 加入ZCX-0.08×2双槽擦洗机中擦洗并用氢氧化钠调整矿浆pH＝9.0，一边擦洗 一边添加80g焦磷酸钠，擦洗15min后矿浆进入搅拌稀释桶，边搅拌边补48L 水进行稀释；稀释后的矿浆用筛孔尺寸0.074mm(200目)的旋振筛筛分分离砂 粒和碎屑等杂质后给入层流离心分离机分离黏土矿物及含铁杂质，离心分离机 分离因素30，给料时间3min；分离黏土矿物及含铁杂质后的粉石英(沉淀物)冲 洗卸料2.0min；最后将含水的粉石英进行过滤和干燥。

实施例三：将20kg(含水率10％)SiO₂含量为97.65％的粉石英矿加水4L， 加入ZCX-0.08×2双槽擦洗机中擦洗并用氢氧化钠调整矿浆pH＝8.0，一边擦洗 一边添加80g焦磷酸钠，擦洗15min后矿浆进入搅拌稀释桶，边搅拌边补加50L 水进行稀释；稀释后的矿浆用筛孔尺寸0.045mm(325目)的旋振筛筛分分离砂 粒和碎屑等杂质后给入层流离心分离机分离黏土矿物及含铁杂质，离心分离机 分离因素45，给料时间3min；分离黏土矿物及含铁杂质后的粉石英(沉淀物)冲 洗卸料2.0min；最后将含水的粉石英进行过滤和干燥。

实施例四：将20kg(含水率10％)SiO₂含量为97.65％的粉石英矿加水4L， 加入ZCX-0.08×2双槽擦洗机中擦洗并用氢氧化钠调整矿浆pH＝8.5，一边擦洗 一边添加60g焦磷酸钠，擦洗15min后矿浆进入搅拌稀释桶，边搅拌边补加48L 水进行稀释；稀释后的矿浆用筛孔尺寸0.074mm(200目)的旋振筛筛分分离砂 粒和碎屑等杂质后给入层流离心分离机分离黏土矿物及含铁杂质，离心分离机 分离因素20，给料时间3min；分离黏土矿物及含铁杂质后的粉石英(沉淀物)冲 洗卸料2.0min；最后将含水的粉石英进行过滤和干燥。

实施例所得粉石英(精矿)的主要化学成分分析结果列于表1。

表1实施例粉石英(精矿)的主要化学成分(％)

  实施例   SiO₂  Al₂O₃  Fe₂O₃  一   99.56   0.21   0.048   二   99.61   0.28   0.043   三   99.59   0.25   0.048   四   99.55   0.23   0.049   原矿   97.65   1.18   0.365