煅烧对石英浮选提纯的影响研究

摘要

热力粉碎以其粉磨能耗低、不易混入杂质、粉磨产品粒度均匀等优点，近年来越来越多地被应用于石英的加工提纯中。石英经高温煅烧—水淬后，结构变得疏松，可以较容易地将其粉磨至需要的细度，为进一步除杂提纯做好准备。与普通机械粉磨一样，高温煅烧粉磨石英的除杂提纯方法主要有酸浸和浮选两种。目前，煅烧对酸浸的影响，国内已有学者进行过研究，而关于煅烧对浮选提纯影响的研究甚少，尤其对石英和主要杂质矿物长石在煅烧后对浮选分离影响的研究还是一个空白。
　　为此，本文进行了石英和长石单矿物浮选试验以及人工混合矿浮选试验，系统考察了不同类型捕收剂和调整剂体系下，煅烧对石英和长石分离效果的影响。借助Zeta电位测量、差热分析等检测手段对石英、长石煅烧前后的浮选机理进行了探讨;最后针对两种不同产地的实际石英矿石进行了浮选提纯试验。
　　三种不同类型捕收剂单矿物浮选试验结果表明，以阴阳离子混合捕收剂分别作为石英和长石煅烧前后的捕收剂浮选分离效果最好。煅烧后石英、长石可浮性均发生了改变，且不同捕收剂体系中，可浮性变化表现出差异性。
　　调整剂浮选试验结果表明，煅烧前，氟硅酸钠在用量较低的情况下，对长石具有选择性活化作用，而对石英的影响不大，因此可以扩大石英和长石的浮选差异。煅烧后，控制六偏磷酸钠在较小用量下，对石英有抑制作用，而对长石抑制作用不明显，同样能扩大二者浮游差。
　　人工混合矿浮选试验结果表明，煅烧后以十二烷基磺酸钠/十二胺为捕收剂，六偏磷酸钠作为调整剂，能有效分离石英和长石。说明含长石的石英矿，煅烧后在适当条件下可以采用浮选的方法将长石杂质除去，但需要根据原矿性质，合理控制调整剂的用量，才能得到较好的浮选效果。
　　煅烧前后矿石宏观和微观形貌分析表明，煅烧后石英矿块内部微裂纹增多，从键能的角度分析，煅烧能加大Al-O键的断裂几率，使Al原子较多地暴露于断面上，增加了杂质暴露的机会，使长石表面活性位点增多。差热曲线分析结果表明，煅烧后石英、长石晶型没有发生改变。Zeta电位测量结果表明，煅烧后石英和长石零电点均降低，且长石降低幅度更大。
　　对内蒙古乌兰浩特和西乌珠穆沁两种不同产地石英矿石分选试验结果表明，以长石等铝硅酸盐矿物为主要杂质的石英矿，煅烧前后均可采用浮选方法进行有效提纯。乌兰浩特石英矿属于易处理矿石，在原矿SiO2品位97.45％时，经磨矿—脱泥—强磁—反浮选流程，可得到SiO2品位99.93％、产率62％的烧前选别指标，以及SiO2品位99.80％、精矿产率53.48％的烧后选别指标，煅烧前后Al2O3的去除率分别达到99.03％和95.72％。西乌珠穆沁石英矿属于难处理石英矿，在原矿SiO2品位98.8％时，经磨矿—强磁—浮选流程，分别得到了SiO2品位99.60％、产率54.55％的烧前选别指标和SiO2品位99.44％、产率45.25％的烧后选别指标，煅烧前后Al2O3的去除率分别为79.5％和80.27％。说明西乌珠穆沁石英矿中杂质铝属于结构性杂质，它包裹在石英晶格内部，用常规的选矿方法难以去除。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 我国石英资源概况

1．1．1 石英基本性质

1．1．2 石英矿石类型

1．1．3 石英砂原料及用途

1．1．4 石英矿中杂质的种类及赋存状态

1．2 石英和长石浮选分离工艺及机理研究现状

1．2．1 石英和长石的晶体结构和表面性质

1．2．2 石英和长石浮选分离方法及机理

1．3 高温煅烧法在石英加工过程中的应用

1．3．1 高温煅烧法用于热力破碎

1．3．2 煅烧-水淬法用于石英除杂

1．4 课题研究的目的、意义及内容

第2章 试验样品、试剂、设备及研究方法

2．1 纯矿物矿样制备及其性质

2．1．1 纯矿物矿样制备

2．1．2 纯矿物矿样性质

2．2 试验药剂及设备

2．2．1 试验药剂

2．2．2 试验设备

2．3 研究方法

2．3．1 浮选试验

2．3．2 扫描电镜分析(SEM)

2．3．3 差热分析法

2．3．4 矿物动电位(ζ电位)的测定

2．4 评价指标

第3章 不同捕收剂体系下石英、长石煅烧前后可浮性研究

3．1 阳离子捕收剂体系下石英和长石煅烧前后的可浮性

3．1．1 石英和长石煅烧前后在十二胺作用下的浮选行为

3．1．2 石英和长石煅烧前后在醚胺作用下的浮选行为

3．1．3 石英和长石煅烧前后在季铵盐作用下的浮选行为

3．2 阴离子捕收剂体系下石英和长石煅烧前后的可浮性

3．2．1 石英和长石煅烧前后在油酸钠作用下的浮选行为

3．2．2 石英和长石煅烧前后在十二烷基磺酸钠作用下的浮选行为

3．3 阴阳离子混合捕收剂体系下石英和长石煅烧前后的可浮性

3．3．1 石英和长石煅烧前后在油酸钠／十二胺作用下的浮选行为

3．3．2 石英和长石煅烧前后在十二烷基磺酸钠／十二胺作用下的浮选行为

3．4 本章小结

第4章 调整剂对石英与长石煅烧前后浮选的影响研究

4．1 草酸对石英和长石煅烧前后浮选的影响

4．1．1 草酸对未煅烧石英、长石浮选的影响

4．1．2 草酸对煅烧后石英、长石浮选的影响

4．2 六偏磷酸钠对石英和长石煅烧前后浮选的影响

4．2．1 六偏磷酸钠对未煅烧石英、长石浮选的影响

4．2．2 六偏磷酸钠对煅烧后石英、长石浮选的影响

4．3 氟硅酸钠对石英和长石煅烧前后浮选的影响

4．3．1 氟硅酸钠对未煅烧石英、长石浮选的影晌

4．3．2 氟硅酸钠对煅烧后石英、长石浮选的影响

4．4 本章小结

第5章 石英、长石人工混合矿煅烧前后的浮选分离研究

5．1 未煅烧人工混合矿分离浮选试验

5．1．1 1#人工混合矿浮选试验

5．1．2 2#人工混合矿浮选试验

5．1．3 3#人工混合矿浮选试验

5．2 人工混合矿煅烧后分离浮选试验

5．2．1 1#人工混合矿煅烧后浮选试验

5．2．2 2#人工混合矿煅烧后浮选试验

5．2．3 3#人工混合矿煅烧后浮选试验

5．3 本章小结

第6章 石英、长石煅烧前后分离机理研究

6．1 石英与长石的晶体结构

6．1．1 石英的晶体结构

6．1．2 长石的晶体结构

6．2 石英与长石煅烧前后的性质变化

6．2．1 石英矿石煅烧前后宏观与微观形态的变化

6．2．2 石英与长石单矿物煅烧前后DSC-TG分析

6．2．3 石英与长石单矿物煅烧前后表面电性的变化

6．3 本章小结

第7章 实际矿石浮选实践

7．1 矿样制备及矿石性质

7．1．1 矿样制备

7．1．2 原矿性质

7．2 1#石英矿浮选提纯试验

7．2．1 煅烧前浮选提纯试验

7．2．2 煅烧后浮选提纯试验

7．3 2#石英矿浮选提纯试验

7．3．1 煅烧前浮选提纯研究

7．3．2 煅烧后浮选提纯试验

7．4 本章小结

第8章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间主要研究成果及所获奖励