专利名称：利用花岗岩废料提取钾钠铝陶瓷原料的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种从花岗岩中提取钾钠铝的生产方法，特别是一种利用黑云母钾长花岗岩废料通过除杂、提纯的特殊流程和工艺获得钾钠铝陶瓷原料的生产方法。
背景技术：
钾钠铝广泛应用于陶瓷工业，是制瓷生产的主要原料。传统的获得方法绝大部分靠直接在钾长石矿床中开采，且资源短缺贫乏，原矿含铁过高，白度低，此类矿石经开采出来之后直接破碎后进入陶瓷厂，不经除杂提纯处理，品质较低，多数不符合厂家的技术指标要求，严重地影响了陶瓷的质量。目前，梧州各地的陶瓷生产线正在日益扩大，较大规模的生产基地有藤县、岑溪市等，估计每日需要各种陶瓷原料20万余吨，其中钾钠铝原料约数万吨，用量甚大。而藤县、 岑溪几乎没有钾长石矿山，所需钾钠长石基本靠远在湖南、四川、广东信宜、贺州等地供给， 运输成本昂贵，增加了产品成本。
发明内容
黑云母钾长花岗岩内含有丰富的钾、钠、铝等有用物质。经提纯、除杂后可作陶瓷生产的重要原料。本发明的目的是提供一种利用黑云母钾长花岗岩废料经破碎、制砂、除杂、提纯浓缩获得钾钠铝陶瓷原料的生产方法，将花岗岩废料处理变成为可用的高级陶瓷原料，一利环保生态，二利合理利用资源，三利节能减排，符合未来陶瓷生产原料来源的发展趋势。本发明的利用花岗岩废料提取钾钠铝陶瓷原料的生产方法，其特征是利用黑云母钾长花岗岩废料为原料，经破碎、制砂、除杂和提纯浓缩，得到钾钠铝陶瓷原料石粉，其步骤是1、选料选用黑云母钾长花岗岩石料，不论中花、细花及大花的肉红色、桔红色、粉红色的，带黑云母的废弃石料，经清洗除坭后，储备使用；2、破碎破碎分二次进行，第一次破碎是将原料石破碎，第一次破碎后得到直径为 20-60mm的中石粒；第二次破碎，将第一次破碎得到的中石粒料再进行第二次破碎，第二次破碎后得到直径是10-15mm的小石粒；在二级破碎时要经振筛网，对小于4mm者，直送初级磁选除铁去杂；3、制砂将已经破碎成10_15mm的小石粒，放入辊式制砂机进行制砂，将直径 10-15mm小石粒制成0. l_6mm的干砂状颗粒石；4、初级磁选除铁去杂将0. l-6mm的干砂状颗粒石经永久磁选机磁选，去除颗粒石的黑云母和铁等金属物质和有害杂质，磁选分三道进行，场强从弱到强，第一级级用 3000-6000高斯场强的磁选机分选，第二级用7000-9000高斯场强的磁选机分选，第三级用 11000-13000高斯场强的磁选机分选，选机尾砂回收，再作提取铁和稀有金属的处理；经过三级磁选机进行磁选后，去除了砂状颗粒石中80-90%的黑云母和铁等金属物质和有害元杂质，得到有效成份较高的有用干砂状颗粒石。5、细磨工艺细磨工艺是将经初级磁选得到的干砂状颗粒石进行细磨，使用常规的间歇式陶瓷磨机或连续式水平球磨机完成，水磨方式；经过磨机进行细磨后，将0. l-6mm 的砂状颗粒石制成粒度为80-400目的石浆；当使用连续式水平球磨机细磨时，连续式水平球磨机的衬板、钢球、隔筛等易耗材，要用锰和5%铬的低锰加铬钢材料代替原来的高锰钢材料制成，目的是让这些生产易耗材能上磁，为下步去除机械残留铁提供有利条件；当使用间歇式陶瓷磨机细磨时，不需经以下磨机溢流口除铁工艺除铁，将80-400目的石浆用水稀释至浓度为20-30%后，直接进入除钙工艺；6、磨机溢流口除铁工艺用6000-10000的高斯场强的永磁式半溢流磁选机，去除石浆的机械残留铁，此工艺要求把80-400目的石浆用水进行稀释，稀释浓度为20-30%，经磨机溢流口除铁工艺后，80-400目石浆所含的机械残留铁去掉了 80-90% ；7、除钙工艺本工艺是用回旋式涡流沉淀装置将浓度为20-30%，80-400目的石浆所含的钙去除，本工艺的除钙装置是使用优质白色塑料，制成涡流沉淀装置，装置的底部呈漏斗形，有排泄孔，利用钙的比重大于钾钠铝和石英的重力学和流动力学原理，去除无用的钙，经过此除钙工艺后，石浆所含的钙去除了 70-80% ；8、高强电磁精选工艺使用30000-40000高斯磁场强度的特制精选机，对已进行除铁和除钙工艺的20-30%浓度的石浆进行进一步磁选，把已经呈游离状的带铁镁、钛、钽、 铌、黑云母等物质较彻底的去除，经此电磁精选工艺得到的石浆含铁量小于0. 2% ；9、浓缩脱水工序将含铁量小于0. 2%，浓度为20-30%的石浆进行浓缩至浓度为 45-55 %，然后进行真空脱水处理，经浓缩、真空脱水处理后，得到含水量在7-10 %范围内的钾钠铝陶瓷原料石粉；10、质检和包装工序经过质量检、包装工序即得到钾钠铝陶瓷原料产品，其产品质量指标为钾5-10%、钠3. 5-4. 5%、铝5-17%、硅60-74%、含铁0. 2%、钙0.6%，白度达 38-61%。本发明的利用花岗岩废料提取钾钠铝陶瓷原料的生产方法，是根据岑溪花岗岩中富含钾钠铝的特性，经用物理学、磁力学、重力学、流体力学的理论和方法，利用黑云母钾长花岗岩废料经破碎、打砂、除杂、提纯浓缩等生产步骤，制得优质的钾钠铝陶瓷原料石粉，变废为宝，解决了由于大量花岗岩废料的排放，严重污染环境和浪费资源的问题，同时保证了石材行业的持续发展，使石材工业的废弃物转变成新型陶瓷生产的能源。
具体实施例方式1、选料选用黑云母钾长花岗岩石料，不论中花、细花及大花的肉红色、桔红色、粉红色的，带黑云母的废弃石料，选料时尽量避免表皮风化石和大黑胆石料，经清洗除坭后， 储备使用，要求入厂前清洗干净，避免坭巴等杂质进入车间；2、破碎分二次破碎，第一次粗破是将原料石破碎，第一次破碎后得到石料直径为到20-60mm的中石粒；第二次破碎是将第一次破碎得到的中石粒再进行破碎，第二次破碎后得到直径是10-15mm的小石粒；在二级破碎时要经振筛网，对小于4mm者，直送初级磁选除铁去杂；3、制砂将已经破碎成10_15mm的小石粒，放入辊式制砂机进行制砂，制得直径
4为0. l-6mm的干砂状颗粒石；在制砂过程中，要尽量减低辊式制砂机的转速，一般转速为每分种600-1200转为佳，降低粉尘的产生，该制砂工序主要将呈晶体混合状的钾、钠长石与带铁黑云母、石英等分开，因为黑云母是铁、钛、镁、钽、铌等的主要富集载体，且黑云母在粗粒晶体状时性脆，容易受外力打击变成粉末，会给下一步处理除铁、除杂等工艺增加难度， 铁在花岗岩内部以三氧化二铁和四氧化三铁两种物质形式出现，也就是说会在某种情况下所呈磁性不同，当晶体未被破坏殆尽时，呈现较强磁性，而在黑云母晶体受到较彻底的破坏时，即小于40目时，将显现出弱磁或极弱磁性，长石和石英所含的铁极微量。4、初级磁选除铁去杂将0. l-6mm的干砂状颗粒石经三级永久磁选机磁选，去除颗粒石的黑云母和铁等金属物质和有害杂质，磁选场强从弱到强，第一级用4000高斯场强的磁选机分选，第二级用8000高斯场强的磁选机分选，第三级用12000高斯场强的磁选机分选，选机尾砂回收，再作提取铁和稀有金属的处理；经过三级磁选机进行磁选后，去除了干砂状颗粒石中80-90%的黑云母和铁等金属物质和有害元素，得到有效成份较高的有用干砂状颗粒，此道初级磁选除铁去杂工序旨在黑云母尚呈晶体状时，用磁力学原理，动力学原理和重力学原理去除原石中80-90%的黑云母等带铁物质，减轻下步精选工艺的压力。5、细磨工艺细磨工艺是将经初级磁选得到的干砂状颗粒石进行细磨，使用常规的间歇式陶瓷磨机或连续式水平球磨机完成，水磨方式；经过磨机进行细磨后，将0. l-6mm 的砂状颗粒石制成粒度为80-400目的石浆；当使用连续式水平球磨机细磨时，连续式水平球磨机的衬板、钢球、隔筛等易耗材，要用锰和5%铬的低锰加铬钢材料代替原来的高锰钢材料制成，目的是让这些生产易耗材能上磁，为下步去除机械残留铁提供有利条件；当使用间歇式陶瓷磨机细磨时，不需经以下磨机溢流口除铁工艺除铁，将80-400目的石浆用水稀释至浓度为20-30%后，直接进入除钙工艺；6、磨机溢流口除铁工艺此工艺主要是除去磨机残留铁，先将80-400目的石浆用水进行稀释，稀释浓度为20-30%，后用6000高斯的半溢流永磁水选机除铁，经磨机溢流口除铁工艺后，原80-400目石浆所含的机械残留铁去掉了 80-90% ；这道工艺有一个重要的改造选机技术，要将普通的裸铁式简身装贴上陶瓷板，目的是不让铁锈再进入产品。7、除钙工艺本工艺是用回旋式涡流沉淀装置将浓度为20-30%，80-400目的石浆所含的钙去除，本工艺的除钙装置是使用优质白色塑料，制成涡流沉淀装置，装置的底部呈漏斗形，有排泄孔，利用钙的比重大于钾钠铝和石英的重力学和流动力学原理，去除无用的钙，钙的比重每立方厘米3. 2g，而钾钠的比重为每立方厘米2. 65g。经过此除钙工艺后， 石浆所含的钙去除了 70-80% ；8、高强电磁精选工艺使用35000高斯磁场强度的特制精选机，对已进行除铁和除钙工艺的20-30%浓度的石浆进行进一步磁选，把已经呈游离状的带铁镁、钛、钽、铌、黑云母等物质较彻底的去除，本工艺要求矿浆的流速稳定，严格按照每分钟通过0. 5立方米矿浆和每5分钟清除磁选机抓聚的杂质的要求进行生产，经此高强电磁精选工艺得到的石浆含铁量小于0.2%。9、浓缩脱水工序将含铁量小于0. 2%，浓度为20-30%的石浆进行浓缩至浓度为 45-55 %，然后进行真空脱水处理，经浓缩、真空脱水处理后，得到含水量在7-10 %范围内的钾钠铝陶瓷原料石粉；10、质检和包装工序经过质量检、包装工序即得到钾钠铝陶瓷原料产品，其产品质量指标为钾5-10%、钠3. 5-4. 5%、铝5-17%、硅60-74%、含铁0. 2%、钙0.6%,白度 38-61%。
权利要求
1. 一种利用花岗岩废料提取钾钠铝陶瓷原料的生产方法，其特征是利用花岗岩废料为原料，经破碎、制砂、除杂和提纯浓缩，得到钾钠铝陶瓷原料，其步骤是(1)、选料选用黑云母钾长花岗岩石料，不论中花、细花及大花的肉红色、桔红色、粉红色的，带黑云母的废弃石料，经清洗除坭后，储备使用；(2)、破碎破碎分二次进行，第一次破碎是将原料石破碎，第一次破碎后得到直径是 20-60mm的中石粒；第二次破碎，将第一次破碎得到的中石粒再进行第二次破碎，第二次破碎后得到直径是10-15mm的小石粒；(3)、制砂将已经破碎成10-15mm的小石粒，放入辊式制砂机进行制砂，将直径是 10-15mm小石粒制成0. l_6mm的干砂状颗粒石；(4)、初级磁选除铁去杂将0.l-6mm的干砂状颗粒石经三级永久磁选机磁选，去除颗粒石的黑云母和铁等金属物质和有害杂质，场强从弱到强，第一级用3000-6000高斯场强的磁选机分选，第二级用7000-9000高斯场强的磁选机分选，第三级用11000-13000高斯场强的磁选机分选，选机尾砂回收，再作提取铁和稀有金属的处理；经过三级磁选机进行磁选后，去除了干砂状颗粒石中80-90%的黑云母和铁等金属物质和有害杂质；(5)、细磨工艺细磨工艺是将经初级磁选得到的干砂状颗粒石进行细磨，使用常规的间歇式陶瓷磨机或连续式水平球磨机完成，水磨方式；经过磨机进行细磨后，将0. l-6mm的砂状颗粒石制成粒度为80-400目的石浆；当使用连续式水平球磨机细磨时，连续式水平球磨机的衬板、钢球、隔筛等易耗材，要用锰和5%铬的低锰加铬钢材料代替原来的高锰钢材料制成；当使用间歇式陶瓷磨机细磨时，不需经以下磨机溢流口除铁工艺除铁，将 80-400目的石浆用水稀释至浓度为20-30%，直接进入除钙工艺；(6)、磨机溢流口除铁工艺用6000-10000的高斯场强的永磁式半溢流磁选机，去除石浆的机械残留铁，此工艺要求把80-400目的石浆用水进行稀释，稀释浓度为20-30%，经磨机溢流口除铁工艺后，80-400目石浆所含的机械残留铁去掉了 80-90% ；(7)、除钙工艺本工艺是用回旋式涡流沉淀装置将浓度为20-30%，80-400目的石浆所含的钙去除，本工艺的除钙装置是使用优质白色塑料，制成涡流沉淀装置，装置的底部呈漏斗形，有排泄孔，利用钙的比重大于钾钠铝和石英的重力学和流动力学原理，去除无用的钙，经过此除钙工艺后，石浆所含的钙去除了 70-80% ；(8)、电磁精选工艺使用30000-40000高斯磁场强度的特制精选机，对已进行除铁和除钙工艺的20-30%浓度的石浆进行进一步磁选，把已经呈游离状的带铁镁、钛、钽、铌、黑云母等物质较彻底的去除，经此电磁精选工艺得到的石浆含铁量小于0. 2%。(9)、浓缩脱水工序将含铁量小于0.2%，浓度为20-30%的石浆进行浓缩至浓度为 45-55 %，然后进行真空脱水处理，经浓缩、真空脱水处理后，得到含水量在7-10 %范围内的钾钠铝陶瓷原料石粉；(10)、质检和包装工序经过质量检、包装工序即得到钾钠铝陶瓷原料产品，其产品质量指标为钾5-10%、钠3. 5-4. 5%、铝5-17%、硅60-74%、含铁0. 2%、钙0. 6%，白度 38-61%。
全文摘要
发明了一种利用花岗岩废料提取钾钠铝陶瓷原料的生产方法，利用黑云母钾长花岗岩废料为原料，经破碎、制砂、细磨、除杂和提纯浓缩等，得到钾钠铝陶瓷原料石粉。采用此方法能获得含钾5-10％、钠3.5-4.5％、铝5-17％、硅60-74％、含铁0.2％、钙0.6％，白度38-61％的优质陶瓷原材料。本发明是利用花岗岩废料生产钾钠铝陶瓷原料，变废为宝，解决了由于大量花岗岩废料的排放，严重污染环境和浪费资源的问题，同时保证了石材行业的持续发展，使石材工业的废弃物转变成新型陶瓷生产的能源。
文档编号C04B35/626GK102276262SQ201110093740
公开日2011年12月14日 申请日期2011年4月13日 优先权日2011年4月13日
发明者唐永俊, 徐耀文, 梁展 申请人:岑溪市华进花岗岩废料综合利用有限公司