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高岭土尾矿生产石英砂技术及研究进展
来源:中国粉体技术网    更新时间:2024-06-12 09:48:19    浏览次数:
 
  大多数高岭土生产企业专注于高岭土的选矿提纯及深加工,对加工过程中产生的大量尾矿回收利用较少,大多被露天堆弃,部分作为建筑用砂低价销售,不仅侵占土地、破环生态环境,而且造成不可再生资源的低值浪费取用。
  
  在高岭土尾矿中含有大量的石英资源,通过选矿提纯及深加工可以使其满足光伏超白玻璃原料使用要求,为高岭土尾矿资源高值化综合利用提供新思路。
  
  1、福建高岭土尾矿制备低铁石英砂
  
  (1)福建某热液蚀变风化残积型高岭土尾矿主要矿物为石英,含少量高岭石、电气石、云母、长石矿物,SiO2含量为83.20%。尚德兴等采用“棒磨-分级-重选-磁选-擦洗-浮选”对福建某高岭土尾矿中石英进行选矿提纯,SiO2含量为99.29%,Al2O3含量为0.27%,Fe2O3含量为0.0029%,满足太阳能光伏、光热超白玻璃用低铁砂质量要求。
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  (2)福建某公司高岭土加工后的尾矿,主要含有高岭土、长石、云母、氧化铁浸染型石英等杂质矿物。谢恩俊等经全粒级采用“磨矿-分级-磁选-浮选”获得的0.6~0.125mm石英精砂SiO2为99.62%,Al2O3为0.065%,Fe2O3为92×10-6,TiO2含量为0.025%,满足光伏超白玻璃用低铁石英原料的质量要求。
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  (3)福建某砂质高岭土尾砂中主要矿物为石英、云母、高岭土等,有害杂质有氧化铁、氧化钛、硅酸铁等。石英砂大部分呈0.03-1mm粗、中、细粒分布,云母大部分呈0.05-0.37mm片状和细片状赋存,高岭土呈-0.05mm细粒、微细粒存在于石英和云母等矿物表面或裂隙中。其中石英、云母、高岭土等三种矿物具有较高的选矿利用价值。
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  王前等采用分级磨矿、擦洗分级、磁选+分级、磁选+浮选+分级等联合选矿工艺流程,分别选出云母粉、高岭土、石英砂和硅微粉等精矿产品,其中云母粉纯度达到95%,高岭土白度为76.81%,石英砂精矿SiO2含量99.10%、Fe2O3含量0.017%,达到平板玻璃一级品标准,硅微粉精矿SiO2含量98.12%,可作涂料和化工用途,磁选尾矿可用作建筑砂原料。
  
  2、广西高岭土尾砂制备超白石英砂、石英粉
  
  (1)广西合浦某高岭土矿中含有大量的尾砂,尾砂中主要矿物为石英,脉石有云母类矿物,并存在极少量的金红石、黄铜矿、锆石、钛铁矿和黄铁矿。吴飞达等对广西合浦某高岭土尾砂按照“擦洗-分级-磨矿-分级-高梯度磁选-反浮选-酸洗”原则流程分别进行提纯,+0.60mm粒级试样可满足光伏玻璃原料要求的超白石英砂和TFT-LCD玻璃基板原料要求的石英粉,-0.60+0.10mm粒级试样可得到优质平板玻璃用砂。
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  (2)广西合浦沪天高岭土有限责任公司目前每年开采的高岭土矿量达70万吨以上,生产中排出的尾矿约40万吨以上。该公司拥有的高岭土资源中伴生有石英石矿石,这部分伴生矿石随着高岭土的生产均作为尾矿处理。经过对尾矿矿石多个品种的含量、矿石结构构造、嵌布粒度等特征的分析结果,发现其矿物成分主要为石英石矿,大部分为纯度高、铁质等杂质含量低,属优质的石英砂。通过高岭土尾矿采用擦洗、洗矿、磨矿、筛分分级后进行重-磁-浮联合流程选别,最终获得高纯石英砂和普通石英砂产品。
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  (3)广西北海某高岭土公司在生产高岭土的同时产生大量的尾矿,其中的矿物成分95%以上为石英。该尾矿中+0.60mm粒级的产率为53.79%,且石英含量高,可用来制备粒度为0.6~0.1mm的高白石英砂;0.60~0.10mm粒级的产率为29.24%,石英含量较高,但杂质偏多,将来生产中可将其作为普通石英砂产品;0.10~0.045mm粒级的产率仅占6.56%,且云母含量较高,可直接抛尾;-0.045mm粒级的产率为10.41%,矿物成分主要为高岭土,将来生产中可将其作为高岭土产品。
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  刘思等采用擦洗-分级-棒磨-分级-高梯度强磁选-反浮选-酸擦洗原则流程对其进行石英砂提纯,获得了粒度为0.6~0.1mm、SiO2含量达到99.91%、Fe2O3含量为79.88μg/g的高白石英砂产品。
  
  (4)广西某高岭土尾矿经擦洗、磨矿、分级、强磁选可产出SiO2品位达99.82%的石英砂,但其Fe2O3含量较高,为113μg/g,且铁主要赋存于云母和电气石中。为将该石英砂的Fe2O3含量降至80μg/g以下以满足光伏产业用石英砂的要求,胡廷海等对其进行了除铁即脱除云母和电气石的浮选试验。试验结果表明:先在pH=2.5的酸性条件下用混合胺和煤油进行1次云母反浮选,然后在pH=7.8的偏碱性条件下用油酸钠进行1次电气石反浮选,所得最终石英砂的Fe2O3含量可降至74μg/g,SiO2品位提高至99.89%,SiO2回收率为94.61%。
  
  3、江苏高岭土尾矿制备石英砂
  
  苏州高岭土尾矿主要是以石英、高岭土为主、明矾石和黄铁矿为次的尾砂。含石英50%~60%、高岭石20%~25%、明矾石10%~15%和黄铁矿8%~10%。
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  张忠飞等对苏州高岭土尾矿进行深加工处理(崩解、解离、分选、回收等),分离得到了纯度较高的石英砂、硫化矿和高岭土产品。加工得到的石英砂可用作建筑材料,硫化矿可作为生产硫酸的原料或进一步提炼其中的金属如Au、Ag、Pb、Zn等,而高岭土则可作为耐火材料或陶瓷的原料。
  
  4、云南高岭土尾矿制备平板玻璃用石英砂
  
  云南某地砂质高岭土的主要成分是石英、长石、高岭土、氧化铁等矿物,该高岭土经“三段分级-磁选-漂白”工艺处理后产生的砂质尾矿产率高达62%
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  该高岭土尾矿的主要矿物成分为石英,含有部分长石和少量的高岭石等杂质矿物,郭霞等采用“筛分-磨矿-擦洗脱泥-磁选-浮选”的选矿工艺提纯,获得0.5~0.1mm粒级含量>90%,SiO2含量为96.65%,Al2O3含量为1.38%,Fe2O3含量为0.052%的石英精砂,满足平板玻璃Ⅰ类二级品用硅质原料质量要求。
  
  5、江西砂质高岭土尾矿制备高纯石英
  
  江西崇义小坑砂质高岭土尾矿呈团块状松散结合体,主要矿物为石英、云母、长石和黑色矿物。
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  马超等通过“分级-磨矿-擦洗-磁选-重选-两段反浮选”工艺选矿提纯,获得SiO2含量为99.59%的石英砂粗精矿,其主要杂质元素及含量分别为Al799μg/g、Fe36.1μg/g、Na38.4μg/g、K327μg/g、Li22.3μg/g、Ti21.6μg/g,影响石英砂粗精矿质量的最主要因素是钾长石、白云母等脉石矿物杂质。通过焙烧-浸出分离石英砂粗精矿中Al元素,最终获得了Al元素含量为236μg/g主要杂质元素总量小于500μg/g的高纯石英砂。
  
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