大多數高嶺土生產企業專注于高嶺土的選礦提純及深加工,對加工過程中產生的大量尾礦回收利用較少,大多被露天堆棄,部分作為建筑用砂低價銷售,不僅侵占土地、破環生態環境,而且造成不可再生資源的低值浪費取用。
在高嶺土尾礦中含有大量的石英資源,通過選礦提純及深加工可以使其滿足光伏超白玻璃原料使用要求,為高嶺土尾礦資源高值化綜合利用提供新思路。
1、福建高嶺土尾礦制備低鐵石英砂
(1)福建某熱液蝕變風化殘積型高嶺土尾礦主要礦物為石英,含少量高嶺石、電氣石、云母、長石礦物,SiO2含量為83.20%。尚德興等采用“棒磨-分級-重選-磁選-擦洗-浮選”對福建某高嶺土尾礦中石英進行選礦提純,SiO2含量為99.29%,Al2O3含量為0.27%,Fe2O3含量為0.0029%,滿足太陽能光伏、光熱超白玻璃用低鐵砂質量要求。
?。?)福建某公司高嶺土加工后的尾礦,主要含有高嶺土、長石、云母、氧化鐵浸染型石英等雜質礦物。謝恩俊等經全粒級采用“磨礦-分級-磁選-浮選”獲得的0.6~0.125mm石英精砂SiO2為99.62%,Al2O3為0.065%,Fe2O3為92×10-6,TiO2含量為0.025%,滿足光伏超白玻璃用低鐵石英原料的質量要求。
?。?)福建某砂質高嶺土尾砂中主要礦物為石英、云母、高嶺土等,有害雜質有氧化鐵、氧化鈦、硅酸鐵等。石英砂大部分呈0.03-1mm粗、中、細粒分布,云母大部分呈0.05-0.37mm片狀和細片狀賦存,高嶺土呈-0.05mm細粒、微細粒存在于石英和云母等礦物表面或裂隙中。其中石英、云母、高嶺土等三種礦物具有較高的選礦利用價值。
王前等采用分級磨礦、擦洗分級、磁選+分級、磁選+浮選+分級等聯合選礦工藝流程,分別選出云母粉、高嶺土、石英砂和硅微粉等精礦產品,其中云母粉純度達到95%,高嶺土白度為76.81%,石英砂精礦SiO2含量99.10%、Fe2O3含量0.017%,達到平板玻璃一級品標準,硅微粉精礦SiO2含量98.12%,可作涂料和化工用途,磁選尾礦可用作建筑砂原料。
2、廣西高嶺土尾砂制備超白石英砂、石英粉
?。?)廣西合浦某高嶺土礦中含有大量的尾砂,尾砂中主要礦物為石英,脈石有云母類礦物,并存在極少量的金紅石、黃銅礦、鋯石、鈦鐵礦和黃鐵礦。吳飛達等對廣西合浦某高嶺土尾砂按照“擦洗-分級-磨礦-分級-高梯度磁選-反浮選-酸洗”原則流程分別進行提純,+0.60mm粒級試樣可滿足光伏玻璃原料要求的超白石英砂和TFT-LCD玻璃基板原料要求的石英粉,-0.60+0.10mm粒級試樣可得到優質平板玻璃用砂。
?。?)廣西合浦滬天高嶺土有限責任公司目前每年開采的高嶺土礦量達70萬噸以上,生產中排出的尾礦約40萬噸以上。該公司擁有的高嶺土資源中伴生有石英石礦石,這部分伴生礦石隨著高嶺土的生產均作為尾礦處理。經過對尾礦礦石多個品種的含量、礦石結構構造、嵌布粒度等特征的分析結果,發現其礦物成分主要為石英石礦,大部分為純度高、鐵質等雜質含量低,屬優質的石英砂。通過高嶺土尾礦采用擦洗、洗礦、磨礦、篩分分級后進行重-磁-浮聯合流程選別,最終獲得高純石英砂和普通石英砂產品。
?。?)廣西北海某高嶺土公司在生產高嶺土的同時產生大量的尾礦,其中的礦物成分95%以上為石英。該尾礦中+0.60mm粒級的產率為53.79%,且石英含量高,可用來制備粒度為0.6~0.1mm的高白石英砂;0.60~0.10mm粒級的產率為29.24%,石英含量較高,但雜質偏多,將來生產中可將其作為普通石英砂產品;0.10~0.045mm粒級的產率僅占6.56%,且云母含量較高,可直接拋尾;-0.045mm粒級的產率為10.41%,礦物成分主要為高嶺土,將來生產中可將其作為高嶺土產品。
劉思等采用擦洗-分級-棒磨-分級-高梯度強磁選-反浮選-酸擦洗原則流程對其進行石英砂提純,獲得了粒度為0.6~0.1mm、SiO2含量達到99.91%、Fe2O3含量為79.88μg/g的高白石英砂產品。
?。?)廣西某高嶺土尾礦經擦洗、磨礦、分級、強磁選可產出SiO2品位達99.82%的石英砂,但其Fe2O3含量較高,為113μg/g,且鐵主要賦存于云母和電氣石中。為將該石英砂的Fe2O3含量降至80μg/g以下以滿足光伏產業用石英砂的要求,胡廷海等對其進行了除鐵即脫除云母和電氣石的浮選試驗。試驗結果表明:先在pH=2.5的酸性條件下用混合胺和煤油進行1次云母反浮選,然后在pH=7.8的偏堿性條件下用油酸鈉進行1次電氣石反浮選,所得最終石英砂的Fe2O3含量可降至74μg/g,SiO2品位提高至99.89%,SiO2回收率為94.61%。
3、江蘇高嶺土尾礦制備石英砂
蘇州高嶺土尾礦主要是以石英、高嶺土為主、明礬石和黃鐵礦為次的尾砂。含石英50%~60%、高嶺石20%~25%、明礬石10%~15%和黃鐵礦8%~10%。
張忠飛等對蘇州高嶺土尾礦進行深加工處理(崩解、解離、分選、回收等),分離得到了純度較高的石英砂、硫化礦和高嶺土產品。加工得到的石英砂可用作建筑材料,硫化礦可作為生產硫酸的原料或進一步提煉其中的金屬如Au、Ag、Pb、Zn等,而高嶺土則可作為耐火材料或陶瓷的原料。
4、云南高嶺土尾礦制備平板玻璃用石英砂
云南某地砂質高嶺土的主要成分是石英、長石、高嶺土、氧化鐵等礦物,該高嶺土經“三段分級-磁選-漂白”工藝處理后產生的砂質尾礦產率高達62%
該高嶺土尾礦的主要礦物成分為石英,含有部分長石和少量的高嶺石等雜質礦物,郭霞等采用“篩分-磨礦-擦洗脫泥-磁選-浮選”的選礦工藝提純,獲得0.5~0.1mm粒級含量>90%,SiO2含量為96.65%,Al2O3含量為1.38%,Fe2O3含量為0.052%的石英精砂,滿足平板玻璃Ⅰ類二級品用硅質原料質量要求。
5、江西砂質高嶺土尾礦制備高純石英
江西崇義小坑砂質高嶺土尾礦呈團塊狀松散結合體,主要礦物為石英、云母、長石和黑色礦物。
馬超等通過“分級-磨礦-擦洗-磁選-重選-兩段反浮選”工藝選礦提純,獲得SiO2含量為99.59%的石英砂粗精礦,其主要雜質元素及含量分別為Al799μg/g、Fe36.1μg/g、Na38.4μg/g、K327μg/g、Li22.3μg/g、Ti21.6μg/g,影響石英砂粗精礦質量的最主要因素是鉀長石、白云母等脈石礦物雜質。通過焙燒-浸出分離石英砂粗精礦中Al元素,最終獲得了Al元素含量為236μg/g主要雜質元素總量小于500μg/g的高純石英砂。
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