一种从风化花岗岩除杂提纯制备石英精粉的方法

本发明属于矿物加工，具体涉及一种从风化花岗岩除杂提纯制备石英精粉的方法。

背景技术：

1、花岗岩质地坚硬、耐腐蚀、强度高、耐热、耐磨、吸水性差，是一种优质的建筑装饰石材。世界上花岗岩分布广泛、储量大，主要应用于建筑、艺术品、化工、陶瓷、液晶等行业。风化花岗岩是花岗岩长期受到物理风化作用、不纯地面水(如含有碳酸的雨水、河水、海水和地下水等)的作用而发生化学变化，在原有岩石层上方形成的一层土体。其主要组成矿物包括长石、石英、云母以及高岭石等粘土矿物。风化花岗岩目前主要用于富集长石，是陶瓷和玻璃工业的重要原料。实际上，风华花岗岩中的石英含量也很多，并且晶体结构良好，由于它的硬度和耐风化能力都较强，因此，可以作为一种石英资源进行回收利用。

2、石英的基本结构单元是硅氧四面体，其化学性质稳定，具有耐腐蚀、耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘以及独特的光学特性。石英产品被广泛应用于陶瓷、玻璃、化工、电子、半导体等行业，随着资源需求量的加大，高品质石英资源已渐渐不能满足产业需求，因此，对低品位石英资源的利用就变得愈发重要。

3、传统石英矿中的杂质一般有长石、云母、电气石、粘土矿物等，与风化花岗岩类似。其中，长石因为具有与石英极为接近的结构与物化性质，所以是影响石英纯度最主要的杂质矿物，也是当前的研究难点。目前使用最广泛的石英捕收剂通常包括阴离子捕收剂、阳离子捕收剂，阳离子捕收剂通常有十二胺、十八胺等胺类捕收剂，阴离子捕收剂通常有磺酸盐类捕收剂、硫酸盐类捕收剂、油酸类捕收剂等。为了提高长石与石英的分离效率，通常会采用hf作为长石的活化剂，对环境危害极大。因此，亟待提供一种针对风化花岗岩能环保高效分离长石与石英的方法。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种从风化花岗岩除杂提纯制备石英精粉的方法，用以解决目前长石与石英分离困难，风化花岗岩利用效益低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供的这种从风化花岗岩除杂提纯制备石英精粉的方法，包括如下步骤：

4、s1.对风化花岗岩原矿进行搅拌调浆和分级，获得石英预富集产品；

5、s2.对所述石英预富集产品进行磨矿和脱泥，获得粗粒级矿物；

6、s3.将所述粗粒级矿物进行粗选和扫选，获得石英精粉。

7、进一步的，所述步骤s1还包括：对风化花岗岩原矿进行搅拌调浆过程中，加入分散剂使矿浆充分分散，然后对矿浆进行分级。

8、更进一步的，所述分散剂为六偏磷酸钠、硅酸钠、碳酸钠等；分散剂的用量为300-600g/t，优选500g/t。

9、进一步的，s1步骤中，所述搅拌调浆的搅拌转速为1000-1500r/min，优选1200r/min；所述分级采用湿筛，其目数为60-80目，优选80目，得到的筛上产品为石英预富集产品。

10、进一步的，s2步骤中，磨矿后产品粒径在-200目含量占70％-80％。

11、进一步的，步骤s3中，所述粗选为一段粗选；所述一段粗选为反浮选，具体采用的药剂制度为：

12、调整剂采用盐酸+草酸，调整矿浆ph值为2.5-3.0；

13、抑制剂为硅酸钠，用量为800-1200g/t，优选1000g/t；

14、捕收剂为十二胺，用量为200-300g/t，优选200g/t。

15、进一步的，步骤s3中，所述扫选为四段扫选；所述四段扫选均为反浮选，具体采用的药剂制度为：

16、扫选一：调整剂为盐酸+草酸，调整矿浆ph为2-3；抑制剂为硅酸钠，用量为800-1200g/t，优选1200g/t；捕收剂为组合捕收剂，用量为400-600g/t，优选560g/t；

17、扫选二：药剂同扫选一，ph以及抑制剂的用量同扫选一，捕收剂的用量为200～300g/t，优选280g/t；

18、扫选三：药剂同扫选一，ph以及抑制剂的用量同扫选一，捕收剂的用量为200～300g/t，优选280g/t；

19、扫选四：药剂同扫选一，ph以及抑制剂的用量同扫选一，捕收剂的用量为200～300g/t，优选280g/t。

20、进一步的，所述组合捕收剂由十二胺、十二烷基磺酸钠和苯甲羟肟酸按质量比5：1：(0.8-1.0)组成，优选5：1：1。

21、更进一步的，所述组合捕收剂的加入方式为：首先按预设配比将组合捕收剂中的十二烷基磺酸钠和苯甲羟肟酸配成阴离子捕收剂溶液，将十二胺配成阳离子捕收剂溶液，然后向矿浆中先添加阳离子捕收剂溶液，再添加阴离子捕收剂溶液。

22、需要说明的是，本发明通过用强酸调整ph至2～3，在石英的零电点附近，此时，石英表面几乎不带电或者带正电，长石表面带负电。当阳离子捕收剂十二胺进入到矿浆中，会优先在长石表面发生吸附，增大长石的疏水性，此时再加入阴离子捕收剂，阴离子捕收剂会和长石表面吸附的十二胺发生络合反应，增大长石的可浮性，使其上浮被选出。苯甲羟肟酸目前是铝土矿选矿中的重要捕收剂，它是一种同时具有高选择性和高捕收性的阴离子表面活性剂。本实验发现，苯甲羟肟酸能够强化十二烷基磺酸钠对长石表面十二胺的吸附，提高长石与石英的分离效率。

23、更进一步的，所述阴离子捕收剂溶液的配制具体为：常压下，将十二烷基磺酸钠和苯甲羟肟酸加入40-50℃的温水中，配得阴离子捕收剂溶液；所述阳离子捕收剂溶液的配制具体为：常压下，将十二胺加入40-50℃的弱酸性温水中，配得阳离子捕收剂溶液。

24、进一步的，所述s3步骤还包括：对扫选获得的扫选中矿进行精选，获得高品质长石产品。

25、基于同一发明构思，本发明还提供一种所述石英精粉的应用，所述石英精粉应用于包括硅微粉制造、冶金或者食品工业、化学化工原料等。

26、本发明的原理：

27、1)花岗岩风化沙土层主要成分有石英、高岭土、长石、云母、铁氧化物以及其他杂质氧化物；本发明依据花岗岩的风化特性，预设调浆和分级，风化过程中，石英硬度比较大，性质也较稳定，所以粗粒级中石英占比大，通过分级，可以预先脱除部分含高岭土、长石、铁氧化物等泥质杂质；

28、2)在酸性条件下可以通过粗选去除云母、高岭土以及大部分铁氧化物杂质，余下的钾长石和钠长石是影响石英品位的关键；

29、3)无氟浮选的机理是：在强酸性的ph值下，特别是石英的零电点附近，长石表面带负电而石英表面不带电，这种差别虽然细微，但通过活性剂对长石的活化、抑制剂对石英的抑制作用，足以使胺类捕收剂能够优先在长石表面吸附，然后吸附的胺类捕收剂再与阴离子捕收剂发生络合，增加长石表面的疏水性，达到分选长石的目的。

30、本发明的有益效果：

31、1)本发明通过调浆和预先分级，依据花岗岩的风化特性预先富集石英，大大降低了选矿成本；

32、2)本发明使用草酸而不是氢氟酸作为活化剂，能够增加长石表面的电负性，在对环境的破坏性较小的情况下增大了长石和石英之间的浮选差异；

33、3)苯甲羟肟酸通常只用在白钨矿、黑钨矿等重金属氧化矿的浮选中，本发明发现其在长石与石英的浮选分离中，与十二烷基磺酸钠有良好的协同效应；

34、4)本发明以捕收能力较强的十二胺为主捕收剂，加入兼具选择性和捕收能力的十二烷基磺酸钠和苯甲羟肟酸作为辅助捕收剂，并加入草酸作为长石的表面活化剂，该组合捕收剂既能提高选别得到的石英精粉的品位又能保证回收率，对于风化花岗岩的回收利用具有重要意义。

35、5)除了最终石英产品实现高值化利用外，本产品流程中的中矿最终可通过磁选、浮选再利用，获得高岭土、长石产品，实现无尾排放。