一种磁铁矿伴生粒状石英制备高纯石英砂铁精矿的方法与流程

本发明属于石英加工综合利用领域，具体涉及一种磁铁矿伴生粒状石英制备高纯石英砂铁精矿的方法。

技术背景

高纯石英砂是电子信息、航空、航天、军工等高新技术领域不可或缺的原材料，具有举足轻重的战略地位。随着我国高新技术领域的高速发展，对高纯石英砂的需求量越来越大，产品质量和价格越来越高。近年来，我国高纯石英砂企业进口大量的高品质石英原料用以生产高纯石英砂，高纯砂的成品率仅为六成，近四成的副产品及尾砂被浪费，造成资源的极大浪费，增加了企业的生产成本。

高纯石英砂加工过程中产生的细砂和伴生的其他矿物可进行综合利用，尤其是花岗岩、伟晶岩型脉石英矿床，伴生着高品质的长石、云母、石榴石、黑色（有色）金属矿物等。根据矿物的特性，确定合理的选矿工艺综合回收有用矿物，减少污染物排放，是建设绿色矿山，提高综合效益的重要途径。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了现有技术中存在的不足，提供一种磁铁矿伴生粒状石英制备高纯石英砂、铁精矿及综合利用的方法。该方法能够实现高纯石英砂、铁精矿、硅微粉原料及尾砂（泥）的综合利用。

本发明所采用的技术方案是：

一种磁铁矿伴生粒状石英制备高纯石英砂铁精矿的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）磁铁矿伴生粒状石英加水进入球磨机磨矿，磨矿质量浓度40%～60%；

（2）磨矿产物通过网孔为0.15-0.3mm的高频振动筛，筛上物返回再磨；

（3）筛下矿物经多段螺旋溜槽重选，得到重选石英精砂和重选尾砂，重选尾砂为重矿物及含包裹铁的石英颗粒；其中多段螺旋溜槽是公知设备，重选即重力分选也是常规技术。

（4）重选石英精砂经过中磁、强磁磁选除杂，得到非磁性的磁选精砂和带有磁性的磁选尾砂；

（5）磁选精砂经水力分级，分级溢流得到-0.074mm的细砂和泥质，分级留下的为+0.074mm的分级沉砂；所述-0.074mm即小于0.074mm，+0.074mm即大于0.074mm；

（6）分级沉砂进行浮选，得到浮选石英精砂和非石英矿物的浮选尾砂；

（7）浮选精砂经煅烧、水淬、酸浸、清洗、烘干后得到总杂质含量低于50mg/kg的高纯石英砂；

（8）步骤（3）重选尾砂、步骤（4）磁选尾砂，经钢球球磨机磨矿，磨矿产物通过磁选获得磁性的铁精矿及非磁性矿物。

在上述技术方案的基础上，有以下进一步的技术方案：

步骤（5）泥质、步骤（6）尾砂、步骤（8）非磁性矿物，作免烧加气砖、新型墙体材料原料使用。

步骤（5）的分级溢流的细砂和泥质，通过脱泥后得到分级细砂作为电工电子级硅微粉原料使用。

所述的步骤（1）中球磨机为瓷衬球磨机，磨矿介质为氧化锆；

所述的步骤（4）中的磁选先采用平板式磁选机进行，所述中磁即中等强度磁感应强度为0.4t～0.6t；再采用立环或平环高梯度强磁磁选机进行强磁选，所述强磁即高强度磁感应强度为1.1t～1.7t；

所述的步骤（6）浮选采用碱性和酸性两道浮选，碱性浮选ph值为8～9，采用脂肪酸类捕收剂；酸性浮选ph值为1～4，采用磺酸盐类和胺盐类捕收剂；

所述的步骤（7）煅烧方式为微波加热，温度为800℃～1000℃，酸浸用hcl浓度6%～18%、hf浓度3%～10%、hno3浓度1%～5%的一种酸或者任意种类酸混合使用，酸浸温度为60℃～200℃，烘干温度不低于500℃。

所述的步骤（8）中的磁选设备为筒式磁选机，磨矿产物粒度-0.074mm含量不低于60%，磁选磁感应强度为0.2t～0.6t。

本发明的有益效果：

1.本发明所述的步骤（1）采用无污染球磨技术，可实现石英颗粒和伴生磁铁矿等其他矿物的分离，避免对石英的二次污染；

2.本发明所述选用螺旋溜槽进行n次重选和n次中磁、强磁组合作业，可有效实现石英砂和磁铁矿及包裹铁的石英砂颗粒分离，即保证了石英砂质量要求，同时又对含铁矿物进行了富集；

3.本发明所述的浮选针对石英伴生不同杂质矿物类型，选用碱性和酸性二道浮选及特征捕收剂，可有效去除氧化铁、云母、长石等铝硅酸盐杂质矿物。

4.本发明所述煅烧采用微波煅烧，水淬后可促使含包裹铁的石英颗粒爆裂，便于后续酸浸去除。

5.本发明所述步骤（8）磁铁矿选矿用筒式磁选机，可有效实现已充分解离的磁铁矿和尾矿的分离，避免磁铁矿选矿过程中尾矿的夹带，影响铁精矿的品质。

6.本发明所述的一种磁铁矿伴生粒状石英制备高纯石英砂、铁精矿及综合利用方法，属于磁铁矿伴生石英矿资源的综合回收利用工艺，生产出了高品质高附加值的高纯石英砂，同时回收伴生的磁铁矿和石英细砂，并对尾泥（尾矿）进行综合利用，整个过程没有固体废弃物排放，具有良好的经济和社会效益。

附图说明：

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例一

选自国外某地粒状石英，石英颗粒呈胶结状，石英颗粒粒度均匀大小约1～2mm，外观呈黑褐色，主要矿物为石英、磁铁矿、钛铁矿，含少量的长石、云母等。

本发明提供的一种磁铁矿伴生粒状石英制备高纯石英砂铁精矿的方法，参见图1，采用如下步骤：

（1）粒状石英加水进入球磨机磨矿，矿浆浓度60%，小时处理量30t/h；

（2）磨矿产物通过0.2mm高频振筛，筛上物返回再磨；

（3）筛下0.2mm矿物经两道螺旋溜槽，得到重选精砂；重选尾砂为含钛铁矿、磁铁矿及包裹铁的石英颗粒，并进入步骤（8）；

（4）重选精砂（石英）经过中磁磁感应强度0.4t、强磁磁感应强度1.3t磁选，得到磁选精砂（非磁性）和磁选尾砂，磁选尾砂进入步骤（8）；

（5）磁选精砂经水力分级去除-0.074mm分级溢流，得到+0.074mm的分级沉砂；分级溢流通过脱泥后得到-200目分级细砂，分级细砂作为电工级硅微粉原料使用，泥质进入步骤（9）；

（6）对分级沉砂进行浮选，浮选ph=2～3，捕收剂为磺酸盐和胺盐，得到浮选精砂（石英）和浮选尾砂（长石、云母等），浮选尾砂进入步骤（9）；

（7）浮选精砂经850℃微波煅烧后水淬，再进行酸浸，酸浸温度80℃，反应时间6h，酸介质为浓度12%的hcl和3%的hf；酸浸的石英砂通过清洗和烘干得到高纯石英砂；

（8）步骤（3）重选尾砂、步骤（4）磁选尾砂经球磨机磨矿，磨矿浓度55%，处理量9t/h，磨矿产物-0.074mm含量占65%，通过磁感应强度为0.4t的筒式磁选机磁选，获得磁性矿物铁精矿，非磁性矿物进入步骤（9）；

（9）步骤（5）的泥质、步骤（6）的浮选尾砂、步骤（8）的非磁性矿物用于制备免烧加气砖、水泥等新兴建材。

最终获得的几种精砂指标如下：

实施例二

选自国内某地伟晶岩脉粒状石英，粒状石英颗粒呈胶结状，外观呈灰色，主要矿物为石英、磁铁矿、石榴子石、黑云母、钛铁矿，金红石、锆石等。

参见图1，采用以下选矿步骤：

（1）粒状石英加水进入球磨机磨矿，矿浆浓度50%，处理量20t/h；

（2）磨矿产物通过0.15mm的高频振筛，筛上物返回再磨；

（3）筛下物经三道螺旋溜槽，得到重选精砂，重选尾砂为金红石、锆石、钛铁矿、石榴子石、磁铁矿及包裹铁的石英颗粒，并进入步骤（8）；

（4）重选精砂（石英）经过中磁磁感应强度0.5t、强磁磁感应强度1.7t，得到磁选精砂（非磁性），钛铁矿、磁铁矿、黑云母等磁性矿物（尾砂）进入步骤（8）；

（5）磁选精砂经水力旋流器获得到0.15～0.074mm的分级沉砂，-0.074mm分级细砂作为电子级硅微粉原料，泥质进入步骤（9）；

（6）分级沉砂进行浮选，采用碱性浮选，捕收剂为脂肪酸类，ph控制8～9，得到浮选精砂（石英），浮选尾砂（云母及非石英氧化矿）进入步骤（9）；

（7）浮选精砂经微波加热到950℃后水淬酸（浸）洗，酸浸温度150℃，反应时间10h，酸种类为hcl、hf、hno3混合酸，酸浸石英砂经清洗、600℃烘干后得到高纯石英砂；

（8）步骤（3）重选尾砂、步骤（4）磁选尾砂经球磨机磨矿，磨矿浓度45%，处理量5t/h，磨矿产物-0.074mm含量占70%，通过磁感应强度为0.3t的筒式磁选机磁选，获得磁性矿物铁精矿，非磁性矿物进入步骤（9）；

（9）步骤（5）、步骤（6）尾砂、步骤（8）非磁性矿物和泥质用于制备加气混凝土等新兴建材。

最终获得的几种精砂指标如下：

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。