本发明属于钾长石深加工技术领域，具体涉及一种高纯度超白钾长石材料深加工工艺。
背景技术：
钾长石是钾，钠，钙等碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物，也叫长石族矿物。钾长石(k2o-al2o3-6sio2)通常称正长石，属于单斜晶系，通常呈肉红色，呈白色或灰色。钾长石系列主要是正长石，微斜长石，透长石等，铝硅酸盐矿物。
钾长石材料主要用于陶瓷釉面材料和坯体料，约占30％左右；用于玻璃制造的基本材料约占45～50％，高品质钾长石材料在高端陶瓷，电子陶瓷，电子器件等制造方面需求广泛，尤其是在大型装备如舰船，风电设备涂装方面耐高温，抗氧化作用独特。是当今和未来高端制造和精确制造离不开的材料支撑。
本专项技术工艺从矿产资源选择，粗破选矿，细破选矿，拌浆调制，磁性物质与粉粒分离五个环节工序，解决了生产高纯度超白钾长石材料技术工艺问题。本项技术工指的超白为白度≥85％，高纯度指三氧化二铁<0.1％，白度≥80％指标的材料产品。附产品检测报告单
几十年来至今，我国钾长石粉体材料加工生产绝大部分仍然处于粗加工状态，生产白度在40％左右产品材料的企业约占70％以上，生产白度65～75％产品的企业不足20％，能够生产钾≥12％，铁＜0.1％，白度≥80％超特级产品的企业极少，但凭借优异的原矿品质，加上湿式磁选工艺可以部分、阶段性生产，难能长期，稳定，规模化生产。能够把一种矿产品生产出钾≥12％，铁＜0.1％，白度≥85％，白度能达到92％的超特级材料产品的基本上没有。
高纯度与超白产品生产，在总体深加工技术工艺方面即是相向的，在某一阶段方式又是矛盾的，实验中，往往要做出高纯度就做不出超白。高纯度，必然要穷尽手段，对矿体中的金属物质以及其它“有害物质”通过深洗精选，得以降除；而要保持矿物本身有益成分形成应有的白度，某个环节上就不可以通过深洗方式进行。如果不对矿物本质特性进行分析，不进行多次试验，很难理解高纯度与超白的产品统一。单从洗选工艺本身来极致发挥，做不出高纯度与超白度的相统一的产品。
行业中普遍意义上的深加工，注重的是利用机械设备上的深加工，真正意义上的深加工本质必须从矿产资源着手，从研究矿产资源赋存，从矿物物质组成结构特性研究做起。
申请人考察了一些先进的深加工企业，穷尽了平板磁选设备，超低温立环磁选设备和间竭式电磁浆料机串连并连方式，这些装备工艺，已经代表了当代中国最先进的工艺与设备，却都无法实现对金属物质的理想降除，产品三氧化二铁含量为0.15～0.17％白度为58.8～77.6％。同样一种矿产资源，既没有做出高纯度，三氧化二铁降到0.1％以下，白度也没有做到80％以上，原因是把心思盯在设备上，把最基本的矿物特征与规律忽略了，正是这些环节或是疏忽大意，或是不具研究能力，丧失了有效降除“有害物质”的机会，使的豪华排阵设备效果非常一般的状况。
在材料超白度技术加工方面，就不能完全顺向深加工思路，进行深洗作业。深洗精选的效果就是材料产品的高纯度，但一味追求深洗能力，尤其是在矿石破碎到50～5mm时，不可进行强力冲洗，相当一部分有益物质流失，破坏了矿物组成应有的功效，破坏了超白度材料的形成。当矿石破碎到50mm以小后，粒度越小，物体自由面值越大，破碎中形成相当数量的细粉附着在物体表面或堆积在块砾之间，强力水洗，把矿石块粒表面的细粉冲离出去，且一去不复返，泥土杂质物，早在80mm以上块度和3～30mm色选振动筛选中已经分离，在50～3mm块粒时段的水力清洗，冲洗出去的细粉基本上都是硅铝钾钙钠物质，从而导致白度在一定程度上的下降。因此需要一种既能保证钾长石的高纯度又能保持其白度的深加工方法。
技术实现要素：
本发明的目的是解决上述问题，提供一种高纯度超白钾长石材料深加工工艺，解决了钾长石材料深加工立足于矿物本身找办法，做出高品位，做出高纯度超白产品材料的问题，同时全过程采用全物理处理方式，零排放，无污染，对环境友好。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高纯度超白钾长石材料深加工工艺，其包括以下步骤：
s1：矿产资源的选择与配置：
选择主要矿物元素氧化钾＞12％，氧化硅≥64％，氧化铝≥15％，钠1～2.5％，钙＜2％的矿产资源，铁物质矿物赋存形式为非晶格状态；产品的生产采用一种或两种矿石配置完成；
s2：矿源地粗破与色选加工：
a)粗破：粗破砾度控制在30～80mm，矿石中云母较多时可破碎至10～35mm进行风选；
b)色选：人工手选和色选设备去杂石相结合方式选矿，去除矿石中60％以上非钾长石块砾颗粒；在入色选设备运行前，进行3mm滚筛去除泥土及细碎云母片，色选需要粗破到10～30mm或30～50mm规格之间；
s3：工厂打砂细破：
矿石通过皮带运输到打砂机，皮带运输过程中经吊式永磁进行磁选，转入细破打砂粗解粒＜5mm，去除金属物体和进行细破；
s4：水力分级漂洗：
利用水流上涌将云母及其它轻物质从水面表层漂浮溢出分离、去除，采用二级沉淀方式将沉落到水体中的所有微细矿粉回收，与大物料一起到下一程序磨细；
s5：磨细筛分：
将粗砂传送到磨机，进行解粒，解粒大小根据需要在100～300目之间选择；
s6：标准配浆：
浆料水粉按百分比控制在75：25入池拌浆，搅拌均匀，通过渣浆泵推送至磁选设备；
s7：立环磁选：
采用立环磁选进行第一轮磁性金属物体从粉体中分离的工作；去除磁性物后的浆料转入间歇式电选浆料机，以并联并用方式量产进行电磁选，进入第二轮磁性金属物分离、去除；
s8：超声波振动分离：
将进行过二次磁选分离磁性物的浆料推入超声波振动器，经过立环磁选和第一道电选，大部分磁性物质被分离出浆液体，剩余的弱磁性物及少量微细金属物经过超声波振动，附着在粉料上的微细金属物被振动分离成游离状态；
s9：间竭式电磁浆料机选：
通过通电产生强磁吸附金属磁性物，停电将磁性物弃入专用容器转移的办法，反复循环，实现分离降除金属物质；采用串连两台同功率设备，连续两次进行2.5t电磁间歇性强力磁选，终结磁选工序；
s10：过滤脱水：
把经过三次磁选后的浆料推送至脱水过滤设备，进行脱水处理，使粉体由浆体到粉体，达到烘干处理工序条件，并推送至凉场进行水汽释放调节；
s11：烘干包装：
将湿粉凉场的粉料经皮带送入烘干设备进行烘干，降温进行包装；
s12：入库保存或发运。
进一步的，在所述步骤s2之后，s3之前，精矿石粗破后至打砂前阶段只筛选不水洗，以减少微细粉料的流失。
进一步的，所述步骤s2中，在皮带运行接替传送过程中，设置风机，在皮带运行转接处吹离大于3mm以上的云母片，可将60～70％左右的云母片从矿石中吹离。
进一步的，所述步骤s9中，间竭式电磁浆料机选采用一台大功率立环磁选设备和并串联四台电选浆料机匹配，即并联两台，串联两台。
进一步的，所述步骤s8中，配备超声波振动器，将弱磁性物从粉颗粒物体分离，借以提高除铁效果。
作为优选，所述步骤s7中立环磁选采用2.5t立环强磁选。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明关键在选择与配置矿产资源，首要环节保障高钾品位的确定，在粗破后至打砂之间禁止强力水洗精矿石，用风力排离云母及轻杂物质，在磨细后拌浆工序中精确配制水浆浓度，在两种磁选中间进行超声波振动分离磁性物，解决了钾长石材料深加工立足于矿物本身找办法，做出高品位、高纯度超白产品材料的问题。全过程采用全物理方式处理，无化学添加，工厂所有设备采用环保证书许可；工艺上，制砂设备全部独立封闭负压除尘，磨细设备已进入浆料液体状态运行，脱水尾泥封闭式储存，二次利用，水循环处理零排放，无污染，对环境友好。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例只作为对本发明的说明，不作为对本发明的限定。
本发明提供一种高纯度超白钾长石材料深加工工艺，其具体按照以下步骤实施：
一、选择矿源与资源配置
钾长石材料的品位由硅、铝、钾三大主要矿物元素构成比例决定。其中硅和铝的含量是一个搭配合适度含量，氧化钾的含量是一个起主导产品定位的元素。深加工洗选的是降除“有害杂质”过程，特定情况下进行不同含量的矿产资源有效配置，高端钾长石材料生产加工与一般意义上的“深加工”区别，首先在于不是“就地取材”“看菜做饭”，而是“择地而牺”和补我所缺。选择一个钾物质元素含量高，硅、铝、钾组成搭配比较合理优矿山资源，是生产加工高端钾长石材料的基础。从技术角度，要选择钾元素品位≥12％，硅63～70％，铝≥15％，钠1～2.5％，钙＜2％的矿产资源，铁物质矿物赋存形式为非晶格状态即可，铁含量高且又是晶格状态赋存的高钾矿产，也可以做有限配矿考虑。选择矿源就是选择钾元素含量高，钾，纳，硅，铝四元素比例适中，金属物质可用磁选手段有效分离去除的原矿，是生产加工高端钾长石材料的最基本条件和生产加工工艺的第一道技术程序。
选择矿产资源，不只是看矿物元素构成，需要具备一定的地质矿产勘察能力，综合团队能力方可完成。不仅要对矿产资源矿物元素品质测定了解，更要对矿产资源产状赋存，开采条件进行全面权衡论证。
不仅对矿产品位进行检测，更要对矿石进行多阶段反复洗选试验，经过应用生产设备进行多次洗选试验，验证能够做为生产高端材料原材料，并对工艺，产能做出评定，形成研究结论，首道工艺程序完成。洗选加工，唯从矿源矿物分析试验开始，技术工艺才称得上进入了深加工程序。
一种产品的生产，可以是独立一种矿产资源的矿石完成，也可以是选择或采购两种以上矿石配置完成，一般情况下由一种或两种矿石配置完成。
二、矿源地粗破与色选加工
把粗破与色选放在矿源地，一是减少了工厂加工在环保方面的负担，二是作业方便。选定矿产资源后，一般情况下，都要将毛矿进行粗破在30～80mm块砾左右，便于细破。
色选与否可根据原矿开采中围岩杂石掺入程度与矿物组成状态决定。如果需要进行色选，根据矿物组成状态，特别是云母在矿石中的赋存状态决定以分成3～30mm规格色选，还是破碎到其它规格色选，根据试验结果而定。粗破是矿产品粉体材料加工程序中的第一道工序，为磨细成粉的前置工序，色选，是应用矿物颜色差别，去除矿石中60％以上非钾长石块砾颗粒，通常，色选中通过过筛，把3mm以下泥土砂过滤掉，使矿石纯度更好，实际上是进行了大块色选与泥砂滤选两道工序。实际上，矿石经过破碎和振动色选与滤筛三个途径，矿石中的外在杂质已基本除掉。为了取得更好效果，色选前进行人工色选，机械设备色选加人工色选，是去除杂石杂物色选效果最佳方式。如果矿山不通电力，也可将破碎到3～30mm的块砾运到工厂进行色选。
机械设备色选也很难做到85％以上杂石被选去的效果，根据矿物组成和色选效果，色选前，加以人工辅助补选，以达到最佳精矿石程度。
三、工厂打砂细破
把运在厂部的矿石通过皮带运输到打砂机，皮带运输过程中经吊式永磁，对施工过程中遗失掉入矿中零星金属物进行去除，安全进行砾转砂程序作业，由＜30mm砾矿物作业到3mm以下粗砂。
四、水力分级漂洗
这是一个高纯度质量与超白度指标需求最为矛盾工序，又必须权衡取其一的关键工艺流程。漂洗的目的就是去除云母等轻物质，最大限度减少微细粉料少流失。原理上利用水流上涌把云母及其他轻物质体漂流分离去除，除顶层漂流微量细粉流失外，沉落到水体中的所有细粉进行沉淀回收，所以，工艺上必须采取两级沉淀方式，最大限度回收微细粉，并非回收这些微细粉能增加多少硅钾品位，而是最大限度减少对产品白度的影响。
如果矿物中云母含量很少，本环节可避免漂洗。
出于高纯度产品质量需要，矿物组成状况云母含量较大，必须进行漂洗。关键工艺的漂洗，以最大可能力漂流分离云母等轻物质，以最小流失微细粉为目的。
通过加长沉淀距离，分箱分流，减缓流速，两次沉淀方式，细粉流失量很小。通过设置合理容器容积，调整水压保证涌水上浮力，漂洗分离云母及其他轻物质效果明显。
五、磨细筛分
由精砂到磨细，采用湿式和干式取决于细破后是否漂洗，如需漂洗，湿式磨细加工，应用球磨机磨细的优势是可以连续作业，球磨内衬和磨球用非金属体进行，基本上没有机械铁加入粉体，缺点是球磨机耗能高效率低，需要筛分工艺繁琐；若在细破后无需漂洗，采用立磨解粒，优势是耗能小，效率高，一次通过通材率97％左右，无需筛分，工艺简单。但立磨只能磨干料，不能磨湿料。所以，磨细只是一个简单工序，但用什么方式磨细则需要根据矿物组成物质是否需要在细解粒后漂洗工艺权衡决定。
六、标准配浆
拌浆是决定磁选工艺效果的最基本条件，是关键工序，这一环节正确与否，直接决定了后续所有磁选的效果，决定了整个工艺成效。水力分级漂洗浆料与球磨水料，都无以精确计算试验确定水粉比例，而由成粉转磁选的工序前，浆料水粉比例直接决定电选和磁选除铁的效果和产能效果。无论磁选还是电选，都必须把粉料配比十分合适的水液成浆料，才能成功进行磁选，尤其是浆浓水少，钾长石粉料本身铝物质细粉有一定粘度，磁性物游动阻力大，磁性物在规定时间内游不到指定地点就关机了，只能随波逐流与粉料继续混在一起，严重影响磁选效果。如果粉多水少，浆浓粘度大，磁性物运动阻力大，磁力作业时间限制，磁力吸引力作用必然降低，如果水的比例过多，虽然磁选效果好，但产能效果差，浆料水粉比例必须经过多次试验确定。根据试验结果，水粉百分比在75：25比较适宜。
七、立环磁选
磁选是非金属材料深加工的核心手段。利用环形磁力不间断运行特征，可以2.5t梯度大功率作业磁选，分离磁性物质。2.5t立环强磁选，是一个连续不断的磁选分离磁性物业过程。特点是强磁分离磁性物质，连续不断工作，效果明显。缺点是转轮在容器中心线反复旋转，稍远距离的磁性物由于相对“距离远”，绝对时间内的不及者，也是鞭长莫及走了过场。
八、超声波振动分离处理
经过2.5t立环磁选和第一道电选，很大部分磁性物质被分离出浆液体。剩余的弱磁性物，仍然混在浆液体中，还有少量微细金属物，随微细铝土物质附着在颗粒上。经过超声波振动，附着在粉料上的微细金属物被振动分离成游离状态，为下一步电磁选提高磁力分离磁性物提供了方便条件。
在立环磁选后进行一次超声波振动分离，还是在两次电磁选中间再进行一次振动分离，要看一次超声波振动后电磁选的效果而定。
九、间竭式电磁浆料机选(简称电选)
间歇性电磁浆料机，是通过电磁原理，通过通电产生强磁吸附金属磁性物，停电将磁性物弃入专用容器转移办法，反复循环，实现分离降除金属物质的目的，提高材料纯度的目标。浆料机的磁力设在1.5t，为强磁作业，经试验，1.5t浆料机分离洗选效果与5.0t超导磁选效果无明显差异，说明钾长石矿体中的磁性物，在1.5t度作业下，完全可以分离其磁性物，关键在于配浆适当。
本发明工艺采用了一次2.5t立环磁选和两次1.5t电磁浆料机磁选方案，达到了最佳效果。采用串连两台同功率设备，连续两次进行1.5t电磁间歇性强力磁选，终结磁选工序。
十、脱水过滤
经过以上洗选过程，完成了由原矿到粉砂处理，由带杂质粉砂到粉砂漂洗，再经过三次磁选加工，降除粉体中的金属元素物质，本环节浆料已是高品质浆液体，通过该工序沉淀脱水处理，使粉体由浆体到粉体，达到烘干处理工序条件。
十一、烘干包装：
将湿粉凉场的粉料经皮带送入烘干设备进行烘干，降温进行包装；
十二、入库保存或发运。
本发明中的关键五道工序：
1、选择矿产资源与配置矿产资源；
2、粗破后至打砂前阶段只筛选不水洗，减少微细粉料的流失(这个阶段的流失一去不回)；
3、打砂后的漂洗如果云母含量多，细破打砂唯一一次水力分级漂洗，目的就是漂浮分离云母等轻物质，足够的上涌水流把云母及轻物质漂离出去；还要采取二次分级回落沉淀方式，把绝大多数细粉分级落地“回队”，最大限度保留粉料不流失或最小程度流失，保住显示白度指标的物质硅铝钾钠钙少流失；
4、反复试验精确配置水粉浆料比；
5、磁选之间，电选前的超声波对弱磁性物振动分离，对于提高电磁选效果起着重要作用。
做好这五项重点工序，其它工序与普遍深加工无异，可把高品位、高纯度、超白效果做出来。
本发明为了清除矿石中的杂物，清洗矿石程序放在50mm米以上块砾进行，既可以清洗掉矿石中的泥土杂物，又尽量避免了矿体中硅铝钾钙钡锶等物质的流失。为了最大限度去除矿石中云母，可在3～30mm块粒时段采用风力选除分离办法，可以把云母分离，也可以保留相当数量的细粉回落粉砂中。
经过多次试验，在50～5mm块粒进行水力冲洗与否结果对比，不冲洗的比冲洗过的再磨细洗选加工出的产品材料白度高出4～10％。
从整个工艺过程看，关键在选择矿产资源与配置首要环节保障高钾品位的确定，在粗破后至打砂之间禁止强力水洗精矿石，用风力排离云母及轻杂物质，在磨细后拌浆工序中精确配制水浆浓度，在两种磁选中间进行超声波振动分离磁性物，这五个工序中的关键作用，解决了钾长石材料深加工立足于矿物本身找办法，做出高品位，做出高纯度超白产品材料。其它工序与行业深加工无异。
在环保方面，全系统工艺确保了全过程全物理处理方式，工厂加工每一道工艺，每台设备各环节无粉尘，零排放，无污染。
本发明中未做详细描述的内容均为现有技术。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。