專利名稱：一種從基性巖中分選提純鋯石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分選提純鋯石的方法，具體來(lái)說(shuō)是涉及一種從基性巖中分選提純鋯石的方法。
背景技術(shù)：
鋯石是一種非磁性礦物，相對(duì)密度(比重)在4.4～4.8。鋯石目前廣泛應(yīng)用于地質(zhì)科學(xué)研究中的各種分析測(cè)試，例如應(yīng)用SHRIMP的U-Pb方法準(zhǔn)確測(cè)定地質(zhì)年齡，就需要高純度的鋯石。
目前在工業(yè)上有應(yīng)用價(jià)值的鋯石礦床主要是海濱砂礦，海濱砂礦中鋯石含量很高，并根據(jù)砂礦中伴生礦物的性質(zhì)的不同，分別采用電選、磁選、浮選、重選等其中的單一方法或者聯(lián)合使用這些方法進(jìn)行分選提純。由于使用的儀器設(shè)備都是日處理量幾噸、幾十噸甚至幾百噸的大型設(shè)備，清洗非常困難。而且工業(yè)上對(duì)鋯石精礦的純度只要求在65.50％～55.00％的范圍內(nèi)。而地質(zhì)科學(xué)研究中采用的鋯石，不僅要求純度在99％以上，而且最關(guān)鍵的是不能有任何的污染，即不能混進(jìn)其它雜質(zhì)，因此只能在實(shí)驗(yàn)室完成，而實(shí)驗(yàn)室中單礦物分選的巖樣品重量都在幾公斤，所以工業(yè)上的大儀器就不能用于實(shí)驗(yàn)室分選提純。
自然界的巖石從它們形成的環(huán)境上來(lái)劃分，可以分為三大類沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖。SiO2是巖漿巖中最主要的一種氧化物，因此，它的含量有規(guī)律的變化是巖漿巖分類的主要基礎(chǔ)。根據(jù)酸度，也就是SiO2含量，可以把巖漿巖分成四個(gè)大類超基性巖(SiO2＜45％)、基性巖(SiO245％～53％)、中性巖(SiO253％～66％)和酸性巖(SiO2＞66％)。目前在實(shí)驗(yàn)室中主要是從酸性巖例如花崗巖中分離提純鋯石，實(shí)驗(yàn)室分選提純?cè)诠に嚿习ㄈ糠謽悠芳庸ひ淮诌x富集一精選提純。樣品加工上主要使用對(duì)輥破碎機(jī)，使鋯石礦物達(dá)到單體解離。在粗選富集上，主要采用中型搖床重選，除去大部分輕礦物，留下重礦物。在精選提純上主要使用多用磁性分析儀除去電電磁性礦物、用二碘甲烷重液分選和雙目顯微鏡下檢查，以除去少量的其它伴生礦物來(lái)提高單礦物純度。然而上述的方法容易使樣品在加工和粗選富集過程中受到污染加工過程使用的對(duì)輥破碎機(jī)為鐵制品，使用時(shí)間久了，表面不平，難以清洗；粗選富集上使用的中型搖床，表面積大，很難清洗干凈。為了避免污染，研究人員只好采用手工加工樣品、用淘洗的方法粗選富集，精選提純則采用雙目顯微鏡下挑的手工方法來(lái)分選提純鋯石，使分選提純一次需要三天甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。而且上述的方法只適合鋯石含量高、單體粒度粗的酸性巖類。如果從十公斤左右的基性巖樣品中分選提純出鋯石需要半個(gè)月。
基性巖含有SiO245％～53％，Al2O3約15％，CaO約10％，而鐵鎂含量各約占6％左右，顏色大部分都是灰色、綠色，比同樣是巖漿巖的含SiO2＜45％的超基性巖顏色淺，相對(duì)密度一般在3左右?；詭r的侵入巖很致密，噴出巖則常具有氣孔狀和杏仁狀構(gòu)造。基性巖以輝石為主，其次是橄欖石、角閃石和黑云母?；詭r的另一個(gè)特點(diǎn)是出現(xiàn)了大量斜長(zhǎng)石，侵入巖是輝長(zhǎng)巖的基性巖分布較少，而噴出巖-玄武巖的基性巖卻有大面積分布。由玄武巖構(gòu)成的火山和臺(tái)地在陸地上比較多見，而海洋底部更是幾乎全部由玄武巖形成。輝長(zhǎng)巖的成分和玄武巖很相近，但是結(jié)構(gòu)上差別較大。輝長(zhǎng)巖因?yàn)樵诘叵律钐帲遍L(zhǎng)石和輝石同時(shí)結(jié)晶，因此，礦物顆粒形態(tài)發(fā)育比較完整，大小也差不多。玄武巖一般由斑晶礦物和基質(zhì)兩部分組成，斑晶主要是斜長(zhǎng)石、輝石、橄欖石，基質(zhì)就是巖漿噴發(fā)時(shí)沒有來(lái)得及結(jié)晶的玻璃質(zhì)或者是只有在顯微鏡下才能看出的隱晶質(zhì)?；詭r的上述性質(zhì)決定了這類巖石中鋯石的含量很低，一般情況下幾公斤的基性玄武巖，鋯石的含量最多還不到幾十個(gè)顆粒，很難分選提純出鋯石。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于開發(fā)出一種在較短時(shí)間內(nèi)從基性巖中分離出高純度鋯石的方法。
本發(fā)明的工藝過程也包括三部分，樣品加工、粗選富集和精選提純，樣品加工是把基性巖的樣品用剛玉破碎機(jī)，園盤粉碎機(jī)和篩子加工，粗選富集是用磁力攪拌器強(qiáng)力攪拌，并用U型磁鐵除去強(qiáng)磁性礦物，再用電磁棒分別吸出低磁性礦物、強(qiáng)電磁性礦物、弱電磁性礦物，精選提純是用微型搖床除去大部分輕礦物，留下重礦物，然后用多用磁性分析儀進(jìn)行電磁精選，再用二碘甲烷重液在分液漏斗中多次進(jìn)行分選，除盡輕礦物，最后在雙目顯微鏡下檢查，如果基性巖的樣品是十公斤的話，整個(gè)分選提純過程只需要兩天的時(shí)間，并且得到的鋯石純度高，從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
本發(fā)明的一種從基性巖中分選提純鋯石的方法，包括以下步驟(1)樣品加工基性巖樣品用剛玉破碎機(jī)破碎后粉碎；(2)粗選富集用磁力攪拌器攪拌，使上述粉碎得的樣品顆粒分散脫泥后烘干，然后用U型磁鐵除去強(qiáng)磁性礦物，再分別用磁力為1500高斯、5000高斯和10000高斯的磁棒吸出低磁性礦物、強(qiáng)電磁性礦物、弱電磁性礦物，剩下的礦物以非磁性礦物為主；(3)精選提純用微型搖床對(duì)步驟(2)得到的礦物進(jìn)行重選，分離出的礦物以重礦物為主，然后用多用磁性分析儀對(duì)分離出的礦物進(jìn)行電磁精選，得到的礦物全部是非磁性礦物，用二碘甲烷重液在分液漏斗中對(duì)非磁性礦物進(jìn)行分選，得到的礦物全部是重礦物，最后對(duì)分選出來(lái)的重礦物在雙目顯微鏡下檢查，挑出雜礦物，即得產(chǎn)品。
步驟(1)中最好使樣品粉碎至粒徑為0.09～0.125mm的顆粒，所述的剛玉破碎機(jī)可以采用市面上各型號(hào)，由于其表面光滑，易清潔，故無(wú)污染；粉碎可以采用市面上各型號(hào)圓盤粉碎機(jī)。
步驟(2)所述的磁力攪拌器可以采用市面上各型號(hào)，轉(zhuǎn)速最好是1600r/min，所述的磁棒最好中間為水久性磁鐵，外部為不銹鋼包裝，其中磁力為1500高斯的磁棒用于吸出赤鐵礦、褐鐵礦等含鐵礦物，磁力為5000高斯的磁棒用于吸出含黑云母、角閃石等強(qiáng)電磁性礦物，磁力為10000高斯的磁棒用于吸出含橄欖石、綠泥石等弱電磁性礦物，所述的磁棒直徑和長(zhǎng)度在保證磁力時(shí)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況選定。
步驟(3)所述的微型搖床可以采用市面上各型號(hào)，所述的多用磁性分析儀可以采用市面上各型號(hào)，最好使用WCF-72型多用磁性分析儀。采用WCF一72型多用磁性分析儀，最好是水平傾角20°，側(cè)面傾角10°，電流3.5A。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)提高了分選效率，降低了分選成本，從10Kg左右的基性巖樣品中分選提純出鋯石用現(xiàn)有方法需要半個(gè)月，用本發(fā)明方法只需要兩天的時(shí)間，因而也大大節(jié)約了水、電費(fèi)成本；(2)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，方法易行，沒有污染；(3)得到的鋯石純度達(dá)99％以上。
具體實(shí)施例方式
下述實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此實(shí)施例。
實(shí)施例1取滇東北玄武巖10kg基性巖樣品，用60×100無(wú)污染剛玉鄂式破碎機(jī)破碎、MP-￠250園盤粉碎機(jī)粉碎和過篩，粉碎至粒徑為0.09～0.125mm的顆粒。
將樣品顆粒分10次，每次1Kg，倒入準(zhǔn)備好的盆子，加入10L水，用JB-3型攪拌器攪拌10min，轉(zhuǎn)速為1600r/min，使樣品充分分散；攪拌完成后沉淀3min，將上層泥漿倒掉，下層的礦漿烘干，稱重得7Kg。然后用U型磁鐵除去磁鐵礦等強(qiáng)磁性礦物后，稱重得6800g。再分別放入3根磁力分別為1500、5000和10000高斯的磁棒，每根磁棒中間為永久性磁鐵，外部為不銹鋼包裝，直徑為25.4mm，長(zhǎng)度為400mm，其中磁力為1500高斯的磁棒吸出赤鐵礦、褐鐵礦等含鐵礦物，磁力為5000高斯的磁棒吸出含黑云母、角閃石等強(qiáng)電磁性礦物，磁力為10000高斯的磁棒吸出含橄欖石、綠泥石等弱電磁性礦物，留下以長(zhǎng)石等礦物為主的非磁性礦物，稱重得1100g。
將上述以非磁性礦物為主的礦物用XZYW-400×250微型搖床進(jìn)行重選，除去輕礦物，留下重礦物，重礦物稱重為105g。將上述重礦物用WCF-72型多用磁性分析儀進(jìn)行電磁精選，電磁選條件為水平傾角20°、側(cè)面傾角10°、電流3.5A，除盡電磁性礦物，留下非磁性礦物，非磁性礦物稱重為9.8g。
將上述非磁性礦物用二碘甲烷重液在分液漏斗中三次進(jìn)行分選，除盡輕礦物，留下重礦物。這時(shí)的重礦物很少，只能在雙目顯微鏡下數(shù)顆粒，共450顆。
最后對(duì)上述分選出來(lái)的450顆重礦物在雙目顯微鏡下挑去雜質(zhì)礦物45顆，余下的400顆就是符合要求的鋯石，純度大于99％，整個(gè)分選提純過程為兩天。
權(quán)利要求
1.一種從基性巖中分選提純鋯石的方法，包括以下步驟(1)樣品加工基性巖樣品用剛玉破碎機(jī)破碎后粉碎；(2)粗選富集用磁力攪拌器攪拌，使上述粉碎得的樣品顆粒分散脫泥后烘干，然后用U型磁鐵除去強(qiáng)磁性礦物，再分別用磁力為1500高斯、5000高斯和10000高斯的磁棒吸出低磁性礦物、強(qiáng)電磁性礦物、弱電磁性礦物，剩下的礦物以非磁性礦物為主；(3)精選提純用微型搖床對(duì)步驟(2)得到的礦物進(jìn)行重選，分離出的礦物以重礦物為主，然后用多用磁性分析儀對(duì)分離出的礦物進(jìn)行電磁精選，得到的礦物全部是非磁性礦物，用二碘甲烷重液在分液漏斗中對(duì)非磁性礦物進(jìn)行分選，得到的礦物全部是重礦物，最后對(duì)分選出來(lái)的重礦物在雙目顯微鏡下檢查，挑出雜礦物，即得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種從基性巖中分選提純鋯石的方法，其特征是步驟(1)所述的粉碎是使樣品成為粒徑為0.09～0.125mm的顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的一種從基性巖中分選提純鋯石的方法，其特征是步驟(2)所述的磁力攪拌器的轉(zhuǎn)速是1600r/min，所述的磁棒中間為永久性磁鐵，外部為不銹鋼包裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的一種從基性巖中分選提純鋯石的方法，其特征是步驟(3)所述的多用磁性分析儀是WCF-72型多用磁性分析儀，電磁選的條件是水平傾角20°，側(cè)面傾角10°，電流3.5A。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從基性巖中分選提純鋯石的方法，包括了三個(gè)步驟(1)樣品加工，是將基性巖的樣品用剛玉破碎機(jī)破碎并粉碎加工；(2)粗選富集，是用磁力攪拌器強(qiáng)力攪拌，并用U型磁鐵除去強(qiáng)磁性礦物，再用三根磁棒分別吸出低磁性礦物、強(qiáng)電磁性礦物、弱電磁性礦物；(3)精選提純，是用微型搖床除去大部分輕礦物，留下重礦物，然后用多用磁性分析儀進(jìn)行電磁精選，再用二碘甲烷重液在分液漏斗中進(jìn)行分選，除盡輕礦物，最后在雙目顯微鏡下檢查。本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，方法易行，沒有污染，得到的鋯石純度達(dá)99％以上，而且從10Kg左右的基性巖樣品中分選提純出鋯石只需要兩天的時(shí)間，大大地節(jié)約了水、電費(fèi)成本。
文檔編號(hào)C01G25/00GK1752019SQ200510036060
公開日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月22日
發(fā)明者李衛(wèi) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所