专利名称：一种黄铁矿型石英砂岩的浮选除铁提纯技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种黄铁矿型石英砂岩的浮选除铁提纯技术，采用单槽浮选机、组合 捕收剂(乙基黄药丁基黄药=4 1)和反浮选除铁提纯工艺，对黄铁矿型石英砂岩进行 除铁提纯加工，不仅能够去除矿石中杂质矿物黄铁矿，降低Fe2O3含量，而且能够去除部分 粘土矿物，降低Al2O3等杂质含量，适用于以黄铁矿型石英砂岩为原料加工玻璃工业用石英 砂。
背景技术：
石英砂岩是固结的碎屑岩石，其石英碎屑含量达95%以上，来源于各种岩浆岩、沉 积岩和变质岩，伴生矿物为长石、云母和粘土矿物，胶结物主要为硅质胶结[1]。石英砂岩是 玻璃、陶瓷、铸造和其它工业用石英砂硅质矿物原料的主要来源。由于石英砂岩含伴生矿物 和胶结物等杂质，一般须经过选矿提纯方能工业利用。近年来，四川玻璃工业和新能源产业 发展很快，石英砂用量不断增加，当地生产的玻璃工业用石英砂存在很大缺口，远不能满足 四川省经济社会发展及战略性新兴产业的需要。1、四川沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩矿特点四川省沐川县黄丹镇石英砂岩矿床的矿石储量超过千万吨[2]，由于缺乏有效提纯 技术，从上世纪60年代发现以来，一直未能得到开发利用。为此，我们首先开展了该矿的工 艺矿物学研究，结果表明[3]该矿是一种硅泥质中粒含长石石英砂岩；原矿以石英为主，粒 径范围0.2 0.5mm(32目 80目)；同时含少量或微量其它杂质矿物，它们是黄铁矿，以及 蒙脱石、伊利石、高岭石、微斜长石和方解石等；对矿石质量影响较大是黄铁矿和粘土矿物， 其中黄铁矿含量< (粒径0. 02-0. IOmm)，粘土矿物含量在8%左右，它们以粒间填隙物 无序散布于石英颗粒之间；原矿SiO2含量为94. 02wt%, Al203(3. 88wt% ) ,K20(1. 28wt% ) 等有害成分赋存于蒙脱石、伊利石、高岭石等矿物中；Fe203(0.09wt%)主要来源于黄铁矿， 也有部分来源于粘土矿物。2、黄铁矿对石英砂岩矿石质量的影响为了进一步查清黄铁矿对矿石质量的影响，我们采用多种方法进行了测试分析。
图1是沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩原矿岩石薄片同一视域的单(a)偏(b)光显微镜照片。 由图1可知，该矿石中黄铁矿为黑色不透明的不规则粒状矿物，粒径分布为0. 02 0. IOmm, 无序分布并穿插于石英粒间或包于杂基中，边界不清晰，已发生较明显的风化现象，部分 粘土矿物充填于黄铁矿风化产生的空隙之中。图2是在体视镜下挑选的黄铁矿细小颗粒 X射线粉晶衍射分析(XRD)结果，证明黄铁矿颗粒中同时含高岭土等粘土矿物。化学成分 分析(XRF)结果表明，黄铁矿细小颗粒Fe2038. 50wt%, S038. 05wt%，同时Al2O3含量高达 23.58 丨％，另外030(5.10 丨％)和Mg0(l. 19wt% )含量也较高。因此，该矿石中的黄铁矿 颗粒实际上是风化黄铁矿和粘土矿物组成的混合物，黄铁矿颗粒不仪是有害杂质Fe2O3主 要载体，同时也是部分A1203、CaO等有害成分的载体。总之，黄铁矿以细小颗粒存在于石英 砂岩矿石中，并成为Fe2O3和A1203、CaO等有害成分的载体。目前，具有这种特征的黄铁矿型石英砂岩矿在国内还是首次报道，其除铁提纯技术也没有先例。目前浮法玻璃用石英砂技术指标通常是SiO2 > 98.6% (允许波动范围 士0. 3% )，Al2O3 ^ 0. 5% (允许波动范围 士0. 2% )，Fe2O3 ^0.09% (允许波动范围 士0.02%) ,TiO2彡0.08% (允许波动范围士0.02% )，30-150目彡94.5%。因此，采用具 有上述特征的石英砂岩矿加工玻璃工业用石英砂，必须通过适当提纯工艺，去除矿石中的 主要有害矿物黄铁矿。因此，本发明不仅对于沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩矿床的开发利用 有重要意义，对类似非金属矿床的开发利用也有重要指导作用。3、黄铁矿及其选矿提纯技术黄铁矿，化学成分FeS2,其晶体属等轴晶系的硫化物矿物。黄铁矿理论组成 (wt% ) :Fe46. 55，S53. 45。常有 Co、Ni 类质同像代替 Fe，形成 FeS2-CoS2 和 FeS2-NiS2 系列。 常见晶形是立方体、五角十二面体、八面体及它们的聚形。立方体晶面上有与晶棱平行的条 纹，各晶面上的条纹相互垂直。黄铁矿颜色多为浅黄色或黄铜色，条痕绿黑或褐黑，强金属光泽，不透明，无解理， 参差状断口。硬度6-6.5，比重4. 95-5.20，熔点11711，性脆。在地表条件下易风化为褐铁 矿[4]。黄铁矿是半导体矿物，具有弱导电性，及热电性。不溶于水和稀盐酸，溶于硝酸并有 硫黄析出。黄铁矿是自然界中产出最广泛的硫化物矿物之一，应用广泛。但是，黄铁矿有时会 作为非金属矿物的伴生杂质而存在，会对矿物性能产生影响。当Fe、s以微量元素形式存在 时是有害的，会对产品质量产生影响。所以，对作为有害成分而存在的黄铁矿的提取就具有 很重要的意义。非金属矿物加工中去除黄铁矿是一项非常重要的工作。从前人研究结果看，从非 金属矿物原料中去除黄铁矿是比较困难的。根据黄铁矿化学性能，采用酸碱法并不合适[5]。 根据其物理性能，黄铁矿磁性很弱，或几乎无磁性[6]，不能通过磁选有效去除。除此之外，还 有重选和浮选等方法(1)重选，黄铁矿比重为4. 95-5. 20，比一般非金属矿物的比重大，理 论上可以通过重选的方法将其去除。但是，沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩中黄铁矿颗粒细小， 并与粘土等矿物胶结在一起，不利于重选去除；(2)浮选，根据文献资料[7]，有乙黄药、丁基 黄药等多种试剂作为黄铁矿的捕收剂，与2#油等发泡剂配合使用，可将黄铁矿从非金属矿 物原料中浮选出来。4、黄铁矿型石英砂岩浮选除铁提纯主要技术问题本发明需要解决的主要技术问题有三个第一，由于有多种试剂作为黄铁矿的浮 选捕收剂，可选择的浮选方案较多。因此，必须进行不同药剂制度下的浮选方案对比试验， 遴选和研究适用于黄铁矿型石英砂岩浮选除铁提纯方案。第二，优选方案必须依靠优化工 艺参数，才取得较好采用效果。因此，应当在优选浮选方案中，进一步开展浮选PH值、矿浆 浓度、药剂用量、浮选时间等工艺参数试验，以优化工艺参数。第三，在以上试验研究基础 上，再根据实验样品加工特点和浮选操作步骤，确定最终加工工艺。本发明的目的是，以沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩为研究对象，研究适用于黄铁矿 型石英砂岩浮选除铁提纯技术，为玻璃工业用石英砂的加工提供技术支撑。经检索，未发现 一种针对黄铁矿型石英砂岩的浮选除铁提纯技术的文献报道或专利申请。主要参考文献
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权利要求
一种黄铁矿型石英砂岩的浮选除铁提纯技术，以黄铁矿型石英砂岩矿为原料，采用单槽浮选机、组合捕收剂和反浮选除铁提纯工艺，加工玻璃工业用石英砂，其特征是A、破碎筛分采用破碎和筛分设备将原料加工成 40目的物料；B、水洗脱泥采用150目标准筛和自来水对物料水洗脱泥，得到40 150目的石英砂物料；C、磁选除铁采用磁选机湿式磁选去除机械铁；D、调节矿浆浓度称取所需重量的石英砂物料并加入到浮选槽中，然后采用自来水将矿浆浓度调节到20％；E、调节矿浆pH值采用浓度为20％的硫酸，将矿浆pH值调节到5，然后采用浮选机搅拌2min；F、添加捕收剂按200g/t的用量在矿浆中加入乙基黄药∶丁基黄药＝4∶1的组合捕收剂，然后采用浮选机搅拌3min；G、添加起泡剂按75g/t的用量在矿浆中加入起泡剂2#油，然后采用浮选机搅拌2min；H、刮泡打开浮选机充气阀，刮泡15min；I、物料清洗刮泡停止后，采用自来水对浮选槽内石英砂物料进行清洗，即得到石英砂精矿。
全文摘要
本发明涉及一种黄铁矿型石英砂岩的浮选除铁提纯技术，以黄铁矿型石英砂岩为原料，采用单槽浮选机、组合捕收剂和反浮选除铁提纯工艺，第1是将原料加工成-40目物料；第2是用150目标准筛和自来水对物料水洗脱泥，得到40-150目石英砂物料；第3是磁选去除机械铁；第4是用自来水将矿浆浓度调节到20％；第5是用20％硫酸调节矿浆pH值到5，搅拌2min；第6是按200g/t用量加入乙基黄药∶丁基黄药＝4∶1的组合捕收剂，搅拌3min；第7是按75g/t用量加入起泡剂2#油，搅拌2min；第8是刮泡15min；第9是用自来水清洗石英砂物料，即得到石英砂精矿。效果明显，安全性好，工艺简单，成本低廉，推广应用容易，社会经济效益显著，适用于以黄铁矿型石英砂岩为原料加工玻璃工业用石英砂。
文档编号B03B1/00GK101940975SQ20101027148
公开日2011年1月12日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者李萍, 殷德强, 汪灵, 范博文 申请人:成都理工大学