專(zhuān)利名稱(chēng)：一種浮選石英中固體包裹體雜質(zhì)的預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石英浮選提純預(yù)處理工藝，特別涉及一種浮選石英中固體包裹體雜質(zhì)的預(yù)處理方法。
背景技術(shù)：
高純石英砂是煉制石英玻璃的重要原料。高純石英一般的提純工藝路線為選礦—破碎一煅燒一研磨一篩分一擦洗一浮選一酸浸一磁選。作為提純過(guò)程中重要工藝之一的浮選，在浮選提純高純石英礦之前，需要讓石英晶粒和雜質(zhì)晶粒充分解離開(kāi)來(lái)，以便提高浮選效果。石英礦粉碎之前，經(jīng)過(guò)高溫煅燒并水淬。5730C >8700C、1470°C為晶型轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度，石英晶型轉(zhuǎn)變產(chǎn)生較大的體積變化，特別是870°C β -石英到β -鱗石英的晶型轉(zhuǎn)變伴隨的體積膨脹，體積變化為12%，同時(shí)石英晶界間的包裹體雜質(zhì)與石英的熱膨脹率存在差異，并且雜質(zhì)與石英礦物的結(jié)合力小于礦物內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的聚合力。急速的溫差變化使石英礦內(nèi)應(yīng)力增大，致使雜質(zhì)與石英晶粒之間優(yōu)先產(chǎn)生微裂紋，隨后通過(guò)沖擊、擠壓、剪切、摩擦等作用力對(duì)顆粒產(chǎn)生作用，裂紋附近應(yīng)力集中，進(jìn)一步擴(kuò)展成裂縫，當(dāng)裂縫達(dá)到一定程度即形成破碎，破碎后包裹體雜質(zhì)易暴露在石英礦粒表面或者形成粒間解離。理論上，礦物磨得越細(xì)，解離越充分，浮選的效率越高。但由于石英玻璃煉制工藝要求，高純石英作為原料宜控制粒徑在75 150 μ m之間，粒徑過(guò)小，石英玻璃易產(chǎn)生氣泡缺陷。所以一般石英原礦經(jīng)過(guò)破碎粉磨最細(xì)至IOOym左右，就不進(jìn)一步細(xì)磨，此時(shí)大部分雜質(zhì)未完全解離，但大都暴露在石英顆粒表面。提純階段采用浮選 法，浮選與石英表面特性不一樣的包裹體雜質(zhì)，浮選氣泡提供的浮力不足以分離表面還未充分解離的雜質(zhì)。為此，工業(yè)上一般采用擦洗設(shè)備譬如洗礦機(jī)，對(duì)石英顆粒進(jìn)行浮選預(yù)處理。洗礦機(jī)的主要原理是攪拌礦物顆粒，利用礦粒之間的摩擦，并用水沖涮洗滌，擦洗掉粘附在礦物表面的泥分和疏松的氧化鐵膜雜質(zhì)。洗礦機(jī)對(duì)大顆粒礦物表面粘附的泥分及氧化膜擦洗比較有效，這是因?yàn)橄吹V機(jī)線速度一般低于1. 5m/s,而高純石英顆粒粒徑小，限定在75 150 μ m左右,洗礦機(jī)攪拌小粒徑石英所產(chǎn)生的動(dòng)能不足，并且石英表面暴露的包裹體雜質(zhì)與石英的結(jié)合力大大高于礦物表面泥分及氧化鐵膜等雜質(zhì)的粘附力。所以洗礦機(jī)中小粒徑石英顆粒間自磨擦洗，并不能有效解離外露的包裹體雜質(zhì)。根據(jù)欲提純石英顆粒的特點(diǎn)粒度小(75 150μπι)，暴露在表面包裹體雜質(zhì)結(jié)合較牢固，傳統(tǒng)洗礦設(shè)備并不能滿(mǎn)足浮選前雜質(zhì)充分解離的要求，所以急需一種高純石英浮選預(yù)處理工藝。此工藝所面臨的挑戰(zhàn)是既能夠有效解離礦粒表面雜質(zhì)，又應(yīng)盡量減少過(guò)粉碎以滿(mǎn)足石英玻璃用高純石英原料的粒度要求。介質(zhì)攪拌磨，是一種高效率的超細(xì)粉磨設(shè)備，廣泛應(yīng)用于顏料、涂料、陶瓷釉料、磁性材料、塑料填料以及礦物處理等行業(yè)，介質(zhì)攪拌磨有立式和臥式兩大類(lèi)，由一個(gè)靜止的筒體和一個(gè)旋轉(zhuǎn)的攪拌器組成，筒體內(nèi)充滿(mǎn)小直徑研磨介質(zhì)，主要通過(guò)攪拌器攪動(dòng)介質(zhì)產(chǎn)生摩擦、剪切和少量沖擊粉碎物料。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種浮選石英中固體包裹體雜質(zhì)的預(yù)處理方法，對(duì)暴露在石英礦物表面的云母類(lèi)、長(zhǎng)石類(lèi)以及含鐵礦物包裹體雜質(zhì)進(jìn)行有效研磨擦洗，使雜質(zhì)與石英能夠得到充分解離，以提高隨后石英浮選提純效果O本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種浮選石英中固體包裹體雜質(zhì)的預(yù)處理方法，包括以下步驟(I)將石英顆粒配制成礦漿，送入介質(zhì)攪拌磨中；(2)以尺寸為2. 5^5. Omm的氧化鋯磨球作為研磨介質(zhì)，控制體積填充率為25 40%，介質(zhì)攪拌磨的液間線速度為5飛m/s,進(jìn)行研磨擦洗。具體的，所述石英顆粒的粒度為75 150μπι。優(yōu)選的，所述礦漿的固體質(zhì)量濃度為2(Γ30% ;礦漿的固體質(zhì)量濃度20%以下，處理能力偏低，不經(jīng)濟(jì)；礦漿的固體質(zhì)量濃度30%以上，石英顆粒自磨逐漸明顯，阻礙磨球研磨擦洗效率。優(yōu)選的，所述研磨擦洗時(shí)間為擴(kuò)IOmin ;研磨時(shí)間超過(guò)IOmin之后，上述參數(shù)配合下產(chǎn)生的礦漿間剪切力使大部分雜質(zhì)得到切削處理，但對(duì)石英顆粒本身研磨效果不大。本發(fā)明的原理為石英`中包裹體雜質(zhì)主要為長(zhǎng)石、云母以及含鐵礦物，其硬度比石英低，耐磨性差，通過(guò)水淬粉碎之后，雜質(zhì)大部分暴露在石英顆粒表面，其與石英的結(jié)合力弱于石英組分的內(nèi)聚力。經(jīng)介質(zhì)攪拌磨研磨擦洗處理后，礦物雜質(zhì)得到有效解離，大大提高隨后浮選工序的提純效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果1、本發(fā)明通過(guò)采用介質(zhì)攪拌磨，通過(guò)控制球磨介質(zhì)尺寸,體積填充率和磨機(jī)轉(zhuǎn)速，以調(diào)節(jié)礦漿中剪切力大小，在減少石英進(jìn)一步細(xì)碎的前提下，優(yōu)先磨削暴露在石英表面的包裹體雜質(zhì)，大大提高隨后浮選工序的提純效果；經(jīng)本發(fā)明所述擦洗方法處理后，石英顆粒的平均粒徑降低量不超過(guò)原平均粒徑的20%，過(guò)200目(75 μ m)標(biāo)準(zhǔn)篩的過(guò)細(xì)石英顆粒損失量不超過(guò)過(guò)篩前顆粒質(zhì)量的10%。2、本發(fā)明通過(guò)一系列研究試驗(yàn)，對(duì)介質(zhì)攪拌磨的工藝參數(shù)，如球磨介質(zhì)尺寸，體積填充率和磨機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)優(yōu)化，以控制礦漿中剪切力的大小，最終確定了以2. 5^3. Omm的氧化鋯磨球作為研磨介質(zhì)，研磨介質(zhì)體積填充率為35%，磨機(jī)液間線速度為6m/s，研磨擦洗IOmin作為浮選預(yù)處理最優(yōu)工藝。優(yōu)化的工藝參數(shù)，使礦漿中剪切力既足夠磨削掉石英顆粒表面包裹體雜質(zhì)，又減輕石英顆粒過(guò)粉碎。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例中的石英樣品均選自同一批內(nèi)蒙古馬牙子山石英礦，用鄂式破碎機(jī)粗碎至5 10mm左右。初碎后，進(jìn)行KKKTC高溫煅燒，保溫2小時(shí)，隨后用冷去離子水水淬，剛玉研缽碾磨石英顆粒，過(guò)篩分離出75 150μπι之間的石英顆粒作為實(shí)施例中的石英實(shí)驗(yàn)樣品。樣品經(jīng)X射線沉降粒度測(cè)試，D50為116μπι。其X射線熒光光譜(XRF)分析如表一，其中含鋁雜質(zhì)賦存形態(tài)主要為鉀長(zhǎng)石，含鐵雜質(zhì)賦存形態(tài)主要為鈦鐵礦。表一內(nèi)蒙馬牙子山石英XRF化學(xué)分析結(jié)果(％)
權(quán)利要求
1.一種浮選石英中固體包裹體雜質(zhì)的預(yù)處理方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)將石英顆粒配制成礦漿，送入介質(zhì)攪拌磨中； (2)以尺寸為2.5^5. Omm的氧化鋯磨球作為研磨介質(zhì)，控制體積填充率為25 40%，介質(zhì)攪拌磨的液間線速度為5飛m/s,進(jìn)行研磨擦洗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮選石英中固體包裹體雜質(zhì)的預(yù)處理方法，其特征在于，所述石英顆粒的粒度為75 150 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮選石英中固體包裹體雜質(zhì)的預(yù)處理方法，其特征在于，所述礦漿的固體質(zhì)量濃度為2(Γ30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮選石英中固體包裹體雜質(zhì)的預(yù)處理方法，其特征在于，所述研磨擦洗時(shí)間為9 IOmin。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種浮選石英中固體包裹體雜質(zhì)的預(yù)處理方法包括以下步驟(1)將石英顆粒配制成礦漿濃度為20~30%的礦漿，送入介質(zhì)攪拌磨中；(2)以尺寸為2.5~5.0mm的氧化鋯磨球作為研磨介質(zhì)，控制體積填充率為25~40%，介質(zhì)攪拌磨的液間線速度為5~6m/s，進(jìn)行研磨擦洗9~10min。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在石英顆粒盡量不細(xì)碎的前提下，使雜質(zhì)礦物與石英得到良好的解離。作為浮選工藝的預(yù)處理步驟，有效使石英顆粒與雜質(zhì)得到解離，極大地提高了浮選效果。
文檔編號(hào)B03B1/00GK103028481SQ20121050674
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者周亢, 趙動(dòng), 謝平波 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)