專利名稱：一種黃鐵礦型石英砂巖的浮選除鐵提純技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種黃鐵礦型石英砂巖的浮選除鐵提純技術(shù)，采用單槽浮選機(jī)、組合 捕收劑(乙基黃藥丁基黃藥=4 1)和反浮選除鐵提純工藝，對黃鐵礦型石英砂巖進(jìn)行 除鐵提純加工，不僅能夠去除礦石中雜質(zhì)礦物黃鐵礦，降低Fe2O3含量，而且能夠去除部分 粘土礦物，降低Al2O3等雜質(zhì)含量，適用于以黃鐵礦型石英砂巖為原料加工玻璃工業(yè)用石英 砂。
背景技術(shù)：
石英砂巖是固結(jié)的碎屑巖石，其石英碎屑含量達(dá)95%以上，來源于各種巖漿巖、沉 積巖和變質(zhì)巖，伴生礦物為長石、云母和粘土礦物，膠結(jié)物主要為硅質(zhì)膠結(jié)[1]。石英砂巖是 玻璃、陶瓷、鑄造和其它工業(yè)用石英砂硅質(zhì)礦物原料的主要來源。由于石英砂巖含伴生礦物 和膠結(jié)物等雜質(zhì)，一般須經(jīng)過選礦提純方能工業(yè)利用。近年來，四川玻璃工業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè) 發(fā)展很快，石英砂用量不斷增加，當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的玻璃工業(yè)用石英砂存在很大缺口，遠(yuǎn)不能滿足 四川省經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展及戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的需要。1、四川沐川黃丹黃鐵礦型石英砂巖礦特點(diǎn)四川省沐川縣黃丹鎮(zhèn)石英砂巖礦床的礦石儲量超過千萬噸[2]，由于缺乏有效提純 技術(shù)，從上世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)以來，一直未能得到開發(fā)利用。為此，我們首先開展了該礦的工 藝礦物學(xué)研究，結(jié)果表明[3]該礦是一種硅泥質(zhì)中粒含長石石英砂巖；原礦以石英為主，粒 徑范圍0.2 0.5mm(32目 80目)；同時含少量或微量其它雜質(zhì)礦物，它們是黃鐵礦，以及 蒙脫石、伊利石、高嶺石、微斜長石和方解石等；對礦石質(zhì)量影響較大是黃鐵礦和粘土礦物， 其中黃鐵礦含量< (粒徑0. 02-0. IOmm)，粘土礦物含量在8%左右，它們以粒間填隙物 無序散布于石英顆粒之間；原礦SiO2含量為94. 02wt%, Al203(3. 88wt% ) ,K20(1. 28wt% ) 等有害成分賦存于蒙脫石、伊利石、高嶺石等礦物中；Fe203(0.09wt%)主要來源于黃鐵礦， 也有部分來源于粘土礦物。2、黃鐵礦對石英砂巖礦石質(zhì)量的影響為了進(jìn)一步查清黃鐵礦對礦石質(zhì)量的影響，我們采用多種方法進(jìn)行了測試分析。

圖1是沐川黃丹黃鐵礦型石英砂巖原礦巖石薄片同一視域的單(a)偏(b)光顯微鏡照片。 由圖1可知，該礦石中黃鐵礦為黑色不透明的不規(guī)則粒狀礦物，粒徑分布為0. 02 0. IOmm, 無序分布并穿插于石英粒間或包于雜基中，邊界不清晰，已發(fā)生較明顯的風(fēng)化現(xiàn)象，部分 粘土礦物充填于黃鐵礦風(fēng)化產(chǎn)生的空隙之中。圖2是在體視鏡下挑選的黃鐵礦細(xì)小顆粒 X射線粉晶衍射分析(XRD)結(jié)果，證明黃鐵礦顆粒中同時含高嶺土等粘土礦物?；瘜W(xué)成分 分析(XRF)結(jié)果表明，黃鐵礦細(xì)小顆粒Fe2038. 50wt%, S038. 05wt%，同時Al2O3含量高達(dá) 23.58 丨％，另外030(5.10 丨％)和Mg0(l. 19wt% )含量也較高。因此，該礦石中的黃鐵礦 顆粒實(shí)際上是風(fēng)化黃鐵礦和粘土礦物組成的混合物，黃鐵礦顆粒不儀是有害雜質(zhì)Fe2O3主 要載體，同時也是部分A1203、CaO等有害成分的載體?？傊?，黃鐵礦以細(xì)小顆粒存在于石英 砂巖礦石中，并成為Fe2O3和A1203、CaO等有害成分的載體。目前，具有這種特征的黃鐵礦型石英砂巖礦在國內(nèi)還是首次報道，其除鐵提純技術(shù)也沒有先例。目前浮法玻璃用石英砂技術(shù)指標(biāo)通常是SiO2 > 98.6% (允許波動范圍 士0. 3% )，Al2O3 ^ 0. 5% (允許波動范圍 士0. 2% )，F(xiàn)e2O3 ^0.09% (允許波動范圍 士0.02%) ,TiO2彡0.08% (允許波動范圍士0.02% )，30-150目彡94.5%。因此，采用具 有上述特征的石英砂巖礦加工玻璃工業(yè)用石英砂，必須通過適當(dāng)提純工藝，去除礦石中的 主要有害礦物黃鐵礦。因此，本發(fā)明不僅對于沐川黃丹黃鐵礦型石英砂巖礦床的開發(fā)利用 有重要意義，對類似非金屬礦床的開發(fā)利用也有重要指導(dǎo)作用。3、黃鐵礦及其選礦提純技術(shù)黃鐵礦，化學(xué)成分FeS2,其晶體屬等軸晶系的硫化物礦物。黃鐵礦理論組成 (wt% ) :Fe46. 55，S53. 45。常有 Co、Ni 類質(zhì)同像代替 Fe，形成 FeS2-CoS2 和 FeS2-NiS2 系列。 常見晶形是立方體、五角十二面體、八面體及它們的聚形。立方體晶面上有與晶棱平行的條 紋，各晶面上的條紋相互垂直。黃鐵礦顏色多為淺黃色或黃銅色，條痕綠黑或褐黑，強(qiáng)金屬光澤，不透明，無解理， 參差狀斷口。硬度6-6.5，比重4. 95-5.20，熔點(diǎn)11711，性脆。在地表?xiàng)l件下易風(fēng)化為褐鐵 礦[4]。黃鐵礦是半導(dǎo)體礦物，具有弱導(dǎo)電性，及熱電性。不溶于水和稀鹽酸，溶于硝酸并有 硫黃析出。黃鐵礦是自然界中產(chǎn)出最廣泛的硫化物礦物之一，應(yīng)用廣泛。但是，黃鐵礦有時會 作為非金屬礦物的伴生雜質(zhì)而存在，會對礦物性能產(chǎn)生影響。當(dāng)Fe、s以微量元素形式存在 時是有害的，會對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響。所以，對作為有害成分而存在的黃鐵礦的提取就具有 很重要的意義。非金屬礦物加工中去除黃鐵礦是一項(xiàng)非常重要的工作。從前人研究結(jié)果看，從非 金屬礦物原料中去除黃鐵礦是比較困難的。根據(jù)黃鐵礦化學(xué)性能，采用酸堿法并不合適[5]。 根據(jù)其物理性能，黃鐵礦磁性很弱，或幾乎無磁性[6]，不能通過磁選有效去除。除此之外，還 有重選和浮選等方法(1)重選，黃鐵礦比重為4. 95-5. 20，比一般非金屬礦物的比重大，理 論上可以通過重選的方法將其去除。但是，沐川黃丹黃鐵礦型石英砂巖中黃鐵礦顆粒細(xì)小， 并與粘土等礦物膠結(jié)在一起，不利于重選去除；(2)浮選，根據(jù)文獻(xiàn)資料[7]，有乙黃藥、丁基 黃藥等多種試劑作為黃鐵礦的捕收劑，與2#油等發(fā)泡劑配合使用，可將黃鐵礦從非金屬礦 物原料中浮選出來。4、黃鐵礦型石英砂巖浮選除鐵提純主要技術(shù)問題本發(fā)明需要解決的主要技術(shù)問題有三個第一，由于有多種試劑作為黃鐵礦的浮 選捕收劑，可選擇的浮選方案較多。因此，必須進(jìn)行不同藥劑制度下的浮選方案對比試驗(yàn)， 遴選和研究適用于黃鐵礦型石英砂巖浮選除鐵提純方案。第二，優(yōu)選方案必須依靠優(yōu)化工 藝參數(shù)，才取得較好采用效果。因此，應(yīng)當(dāng)在優(yōu)選浮選方案中，進(jìn)一步開展浮選PH值、礦漿 濃度、藥劑用量、浮選時間等工藝參數(shù)試驗(yàn)，以優(yōu)化工藝參數(shù)。第三，在以上試驗(yàn)研究基礎(chǔ) 上，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)樣品加工特點(diǎn)和浮選操作步驟，確定最終加工工藝。本發(fā)明的目的是，以沐川黃丹黃鐵礦型石英砂巖為研究對象，研究適用于黃鐵礦 型石英砂巖浮選除鐵提純技術(shù)，為玻璃工業(yè)用石英砂的加工提供技術(shù)支撐。經(jīng)檢索，未發(fā)現(xiàn) 一種針對黃鐵礦型石英砂巖的浮選除鐵提純技術(shù)的文獻(xiàn)報道或?qū)＠暾垺Ｖ饕獏⒖嘉墨I(xiàn)
[1]鄭水林.非金屬礦加工與應(yīng)用[M].北京化學(xué)工業(yè)出版社，2003，282pp.[2]樂山市佰瑞德地質(zhì)礦產(chǎn)應(yīng)用研究有限公司.四川省沐川縣黃丹鎮(zhèn)冷家溝采石 場化肥用砂巖礦山儲量年度報告.2006，16pp.[3]殷德強(qiáng)，汪靈，孔芹，鄧苗，李萍，范博文.四川沐川黃丹石英砂巖工藝礦物學(xué) 研究[J]·礦物巖石，2010，(1) 1-5.[4]俞志明.中國化工商品大全[M].北京中國物資出版社.1996.[5]黃鐵礦 http://www. chemgogo. com/info/casproduct/457348_0. html.[6]王建，劉澤純，姜文英，等.磁化率與粒度、礦物的關(guān)系及其古環(huán)境意義[J].地 理學(xué)原因報，1996，51 (2) 155-163.[7]彭文斌，胡永平.組合用藥提高黃鐵礦浮選回收率[J].化工礦山技術(shù)，1997， 26(1) 19-22.[8]張涇生，闕煊蘭.礦用藥劑[M].北京冶金工業(yè)出版社，2008，1405pp.[9]裴小冬，胡著生，楊慧武.優(yōu)化硫浮選的工藝研究與生產(chǎn)實(shí)踐[J].有色金屬， 2006，(2) :14、23-25·[10]杜飛飛，呂憲俊，孫麗君，陳平.浮選法從某尾礦中回收硫的試驗(yàn)研究[J].金 屬礦山，2009，(9) 185-188.[11]孫水裕，李柏淡，王淀佐.硫化礦無捕收劑浮選[J].中南礦冶學(xué)院學(xué) 報.1990, (5) 473-477.[12]楊梅金，陳建華，馬少健，胡治流.黃鐵礦自誘導(dǎo)電化學(xué)浮選研究[J]金屬礦 石，2003，(1) 34-35.[13]王曉民，張廷安，呂國志，鮑麗，呂濱，蔣孝麗.高硫鋁土礦浮選除硫的工藝 [J]·稀有金屬，2009，33 (5) =728-732.三、技術(shù)方案1、試驗(yàn)樣品沐川黃丹石英砂巖原礦為一種淺灰白色的較為致密的塊狀巖石。試驗(yàn)原砂取自當(dāng) 地小廠的水洗粗加工樣品(J02)，粒度-20目100%，-150目少量。根據(jù)取樣批次不同，編 號J02-01、J02-02、J02-03，分別表示J02的第一、第二、第三批次樣品。水洗粗加工試驗(yàn)原砂樣品(J02)的加工方法是(1)破碎篩分采用破碎和篩分 設(shè)備將原礦加工成-20目的物料；(2)水洗脫泥采用自來水對物料水洗脫泥；(3)磁選除 鐵采用磁選機(jī)濕式去除因破碎篩分帶入的機(jī)械鐵，即得到水洗粗加工原砂。由表1可知， 與原礦相比，水洗粗加工試驗(yàn)原砂樣品SiO2有一定提高，A1203、K20有一定降低，但Fe2O3反 而增加。說明目前的簡單水洗粗加工達(dá)不到玻璃工業(yè)用石英砂要求。根據(jù)玻璃工業(yè)用石英砂粒度要求(30-150目彡94. 5% )，采用標(biāo)準(zhǔn)篩將J02-02原 砂樣品加工成-40 +150目。由表1可知，與J02-02原砂相比，40-150目樣品的化學(xué)成分 (wt% )有所變化:Si02 提高 1. 415，A1203、K20、Fe203 分別下降 0. 705,0. 282,0. 035，說明磨 礦和篩分拋尾有一定的提純效果。表1沐川黃丹石英砂巖原礦及其水洗粗加工不同批次樣品(J02)化學(xué)成分XRF測試結(jié)果(wt % )
權(quán)利要求
一種黃鐵礦型石英砂巖的浮選除鐵提純技術(shù)，以黃鐵礦型石英砂巖礦為原料，采用單槽浮選機(jī)、組合捕收劑和反浮選除鐵提純工藝，加工玻璃工業(yè)用石英砂，其特征是A、破碎篩分采用破碎和篩分設(shè)備將原料加工成 40目的物料；B、水洗脫泥采用150目標(biāo)準(zhǔn)篩和自來水對物料水洗脫泥，得到40 150目的石英砂物料；C、磁選除鐵采用磁選機(jī)濕式磁選去除機(jī)械鐵；D、調(diào)節(jié)礦漿濃度稱取所需重量的石英砂物料并加入到浮選槽中，然后采用自來水將礦漿濃度調(diào)節(jié)到20％；E、調(diào)節(jié)礦漿pH值采用濃度為20％的硫酸，將礦漿pH值調(diào)節(jié)到5，然后采用浮選機(jī)攪拌2min；F、添加捕收劑按200g/t的用量在礦漿中加入乙基黃藥∶丁基黃藥＝4∶1的組合捕收劑，然后采用浮選機(jī)攪拌3min；G、添加起泡劑按75g/t的用量在礦漿中加入起泡劑2#油，然后采用浮選機(jī)攪拌2min；H、刮泡打開浮選機(jī)充氣閥，刮泡15min；I、物料清洗刮泡停止后，采用自來水對浮選槽內(nèi)石英砂物料進(jìn)行清洗，即得到石英砂精礦。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種黃鐵礦型石英砂巖的浮選除鐵提純技術(shù)，以黃鐵礦型石英砂巖為原料，采用單槽浮選機(jī)、組合捕收劑和反浮選除鐵提純工藝，第1是將原料加工成-40目物料；第2是用150目標(biāo)準(zhǔn)篩和自來水對物料水洗脫泥，得到40-150目石英砂物料；第3是磁選去除機(jī)械鐵；第4是用自來水將礦漿濃度調(diào)節(jié)到20％；第5是用20％硫酸調(diào)節(jié)礦漿pH值到5，攪拌2min；第6是按200g/t用量加入乙基黃藥∶丁基黃藥＝4∶1的組合捕收劑，攪拌3min；第7是按75g/t用量加入起泡劑2#油，攪拌2min；第8是刮泡15min；第9是用自來水清洗石英砂物料，即得到石英砂精礦。效果明顯，安全性好，工藝簡單，成本低廉，推廣應(yīng)用容易，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著，適用于以黃鐵礦型石英砂巖為原料加工玻璃工業(yè)用石英砂。
文檔編號B03B1/00GK101940975SQ20101027148
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者李萍, 殷德強(qiáng), 汪靈, 范博文 申請人:成都理工大學(xué)