平江某长石矿重磁浮流程试验研究

邢宝宝，任子杰，2，高惠民，2，喻福涛，付长行(.武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北 武汉 40070；2.武汉理工大学矿物资源加工与环境湖北省重点实验室，湖北 武汉 40070；.四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心，四川 成都 6008)

平江某长石矿重磁浮流程试验研究

邢宝宝1，任子杰1，2，高惠民1，2，喻福涛3，付长行1
(1.武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北 武汉 430070；2.武汉理工大学矿物资源加工与环境湖北省重点实验室，湖北 武汉 430070；3.四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心，四川 成都 610081)

本文研究了不同重选、磁选、浮选组合流程对某长石矿提纯精矿白度和含铁量的影响。结果表明：通过磁选-脱泥-浮选流程能得到产率69.52%，Fe2O3含量0.008%，白度70.32%的长石精矿；通过脱泥-螺溜重选-中矿再溜-磁选流程得到总产率74.51%，Fe2O3含量0.025%，白度高于65%的长石精矿。与磁选-浮选联合工艺相比，重选-磁选联合工艺可获得产率更高，且各项符合日用陶瓷用长石要求的长石精矿。

长石；重磁选；浮选

长石是含有钾、钠、钙等碱金属或碱土金属元素的铝硅酸盐矿物，是主要的造岩矿物之一，因其优良的性质被广泛用作玻璃、陶瓷、化工、磨料磨具、玻璃纤维、电焊条等工业的原料[1]。Fe2O3含量和K2O、Na2O的含量是评价长石质量的主要技术指标。常与石英、金红石、云母、霞石、角闪石、方解石等矿物共生的长石不经分选提纯[2]，很难满足相应的工业要求。

根据长石性质及杂质含量、赋存状态的不同，采用不同的选矿方法，主要有洗矿、重选、强磁选、高梯度磁选、浮选及联合流程[3]。郭保万等采用皂化油酸为铁捕收剂，通过脱泥-粗选-四段扫选流程获得产率为55.83%、Fe2O3为含量0.36%的长石精矿；通过三段磁选-脱泥-粗选-四段扫选联合流程获得产率56.35%、Fe2O3含量0.25%的长石精矿[4]；戚鹏等采用高梯度磁选-脱泥-反浮选除铁-云母反浮选-长石浮选的工艺流程获得了产率50.77%、Fe2O3含量0.06%的长石精矿[5]。O.Y.Gulsoy等通过重选在给矿浓度15%、粒径-212+74 μm的条件下将Fe2O3从0.71%降至0.07%[6]，这说明重选可作为长石除铁降杂的方法，但研究长石不同流程之间分选效果对比较少。

试验对平江长石矿，采用不同的重选、磁选、浮选组合流程，探究不同流程对长石精矿白度和含铁量的影响，并得出最佳工艺流程。

1 原料与方法

1.1 试样性质

试验样取自湖南平江某长石矿。原矿试样化学成分分析结果见表1。由表1可知该矿主要成分为SiO2和Al2O3，分别占76.24%、14.63%，矿石中K2O+Na2O的含量为7.85%，Fe2O3的含量为0.23%，高于行业标准中长石的0.05%的标准[7]。由XRD图谱可知，试样中主要为长石族、石英、云母类矿物，选矿的目的矿物为长石族矿物，主要杂质为石英和云母。根据化学成分分析及物相组成分析推算知，长石族矿物占46%左右，石英占38%左右，云母类矿物占15%左右，其他矿物占1%左右。体式显微镜下观察，云母类矿物主要集中在+0.15 mm，且片层较厚。

表1 试样化学成分分析(XRF)

1.2 试验设备及药剂

实验室磨矿用XMB-70型三辊四筒棒磨机，SLon-100周期式脉动高梯度磁选机用于磁选除磁性矿物，RK/BL Φ400型螺旋溜槽用于重选，RK/FD(0.5L)型浮选机用于浮选，SRJX-4-13型高温箱式电阻炉用于烘干，769YP-30T粉末压片机和YQ-Z-48A型白度仪用于测量长石精矿的烧成白度。浮选捕收剂椰油胺为工业级，pH值调整剂硫酸为分析纯。

1.3 实验方法

将试样破碎至-2 mm后，每次试验取250 g试样，磨矿至合适的粒度，采用沉降水析法进行脱泥，经不同重磁浮流程得到产品后，干燥送样测试并测量烧成白度。原矿测得其烧成白度为34.26%。

2 结果与讨论

棒磨粒度均匀，过磨少，泥化量少，因此采用棒磨，钢棒填充率为40%。通过条件实验而知：最佳磨矿细度为-74 μm含量占41.56%，最佳脱泥粒度为-30 μm，最佳磁选条件为：磁选介质为细钢棒，脉动频次为600次/min，磁场强度为1 T，流速为1 cm/s。

长石矿物中的铁主要赋存于云母、黄铁矿、少量赤褐铁矿和含铁碱金属硅酸盐中[8]。根据矿物组成成分分析，选别工艺主要去除云母类杂质矿物。除去长石矿中云母杂质一般采用强磁选-反浮选联合流程[9-10]。

2.1 磁选-浮选联合工艺

浮选具有选择性高、分离粒度细等优点。对于含少量云母类矿物的长石矿，常采用胺类阳离子捕收剂在酸性介质(pH=2～3)反浮选云母类矿物，获得高品质长石精矿。阳离子捕收剂浮选前需要脱泥，脱泥可缩短浮选时间，提高药剂选择性，降低捕收剂用量[11]。

2.1.1 脱泥-磁选-浮选

浮选试验用5% H2SO4调矿浆pH=3，椰油胺作云母类矿物捕收剂，用量为240 g/t。脱泥-磁选-浮选试验流程见图1，试验结果见表2，长石精矿成分分析(XRF)结果见表3。

图1 脱泥-磁选-浮选试验流程图

表2 脱泥-磁选-浮选试验结果

由表2和表3可知，试样经先脱泥后磁选流程获得了产率65.23%，Na2O+K2O 8.71%、Fe2O30.009%的长石精矿，长石精矿烧成白度68.32%。

表3 脱泥-磁选-浮选试验长石精矿成分分析(XRF)

2.1.2 磁选-脱泥-浮选

矿泥由原生矿泥和碎矿、磨矿过程产生的次生矿泥组成，含有较多微细粒长石，铁含量较高，因此先磁选后脱泥的流程有利于泥尾矿的综合利用[5，12]，故对试样进行磁选-脱泥-浮选试验。试验流程见图2，试验结果见表4，长石精矿成分分析(XRF)结果见表5。

表4 磁选-脱泥-浮选试验流程结果

由表4和表5可知，试样经先磁选后脱泥流程获得了产率69.52%，Na2O+K2O 8.60%、Fe2O30.008%的长石精矿，长石精矿烧成白度70.32%。对比先脱泥后磁选流程，可以得出后一流程能获得较高产率和白度的长石精矿，且其中Fe2O3含量相差不大。其中泥产品铁含量从0.43降低至0.08，可单独作产品销售。虽然浮选法选择性强，分离效率高，但是在酸性条件下浮选时，对设备要进行耐腐蚀处理，且药剂的使用会对环境造成影响，不利于水资源匮乏地区的生产，而重选具有工艺简单，生产成本低，回水可重复利用，过程无污染的特点，因此对长石进行重选提纯试验。

表5 磁选-脱泥-浮选试验长石精矿成分分析(XRF)

图2 磁选-脱泥-浮选试验流程图

2.2 重选-磁选联合工艺

通过条件实验得到最佳磨矿细度为-74 μm含量占41.56%，最佳螺溜条件为给水量1 610 mL/min，给矿浓度25%。

2.2.1 螺溜重选-磁选

云母的层状结构使其能通过摇床、螺旋溜槽等重选工艺与长石分离[13]。细粒级矿物由于重力小，在螺旋溜槽横向水的作用力下，与云母类轻矿物一同甩向外侧，进入尾矿。因此，对试样不脱泥，磨细后直接进行螺溜-磁选试验。实验流程图如图3所示，实验结果见表6。

由表6可知，试样不脱泥进行两段螺旋溜槽、两段磁选试验，获得了产率54.22%，Fe2O3含量为0.030%、烧成白度62.45%的长石精矿，精矿烧成白度较低。

图3 重选-磁选试验流程图

表6 螺溜重选-磁选试验结果

2.2.2 脱泥-螺溜重选-磁选

磨细的试样虽不经预先脱泥工艺，在进行螺旋溜槽选矿时，对矿泥有一定的分选效果，但螺旋溜槽产品中都含不同程度的矿泥，影响最终产品质量和回水的再利用速率。因此对磨细的试样进行预先脱泥处理，然后进行螺旋溜槽和磁选试验，试验流程图如图4所示，实验结果见表7，精矿成分分析结果见表8。

由表7和表8可知，试样经图4试验流程，获得了K2O+Na2O 9.12%、Fe2O30.021%、烧成白度67.33%的长石精矿，相比未脱泥流程除铁率提高了3.96个百分点，烧成白度提高了4.88个百分点，验证了预先脱泥流程可显著提高长石分选效果的结论，与文献[14]相符。长石精矿品质虽达标，但长石精矿产率仅为34.11%，回收率仅为39.63%，两段螺旋溜槽中矿产率较高，因此还需进一步回收中矿的长石。

图4 脱泥-螺溜重选-磁选实验流程图

表7 脱泥-螺溜重选-磁选实验结果

2.2.3 脱泥-螺溜重选-中矿再溜-磁选

为提高精矿产率，对螺旋溜槽中矿再溜，对再溜精矿进行磁选试验，棒磨-脱泥-螺溜-中矿再溜-磁选试验流程见图5，试验结果见表9，长石精矿成分分析结果见表10。

由表10和表11可知，试样经图5试验流程，获得了三个长石产品，产率分别为39.74%、14.05%、20.72%，K2O+Na2O分别为9.13%、9.18%、8.50%、Fe2O3含量分别为0.022%、0.025%、0.029%，烧成白度分别为65.45%、65.77%、66.75%。三个长石精矿产率之和为74.51%，总回收率达87.09%，高于磁选-脱泥-浮选流程，且其烧成白度均大于65%，通过重选-磁选工艺即获得了较好的长石提纯效果。

图5 脱泥-螺溜重选-中矿再溜-磁选试验流程图

表8 脱泥-螺溜重选-磁选实验精矿成分分析

表9 脱泥-螺溜重选-中矿再溜-磁选试验结果

3 结 论

1)长石试样Na2O+K2O 含量7.85%，Fe2O3为0.23%，白度为34.26%，通过磁选-脱泥-浮选流程可得到产率为69.52%，Na2O+K2O 含量为8.60%、Fe2O3为0.008%、白度为70.32%的长石精矿。

表10 脱泥-螺溜重选-中矿再溜-磁选试验长石精矿成分分析(XRF)

2)磁选-脱泥-浮选流程较脱泥-磁选-浮选流程能得到更高产率和白度的长石精矿，且先磁选后脱泥的工艺可降低泥尾矿的铁含量，有利于微细粒矿物资源综合利用。

3)通过重选-磁选联合工艺获得了总产率为74.51%，总回收率为87.09%，烧成白度大于65%、Fe2O3含量为0.024%的长石精矿，长石提纯效果较好，重选-磁选工艺具有精矿产率高，工艺简单，生产成本低，过程无污染的特点。

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Experimental research on gravity-magnetic-flotation process of feldspar ore from Pingjiang

XING Baobao1，REN Zijie1，2，GAO Huimin1，2，YU Futao3，FU Changxing1

(1.School of Resources and Environment Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China；2.Hubei Key Laboratory of Mineral Resources Processing and Environment，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China；3.Sichuan Province Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration and Development Chengdu Integrated Testing Center of Rocks and Ores，Chengdu 610081，China)

Gravity，magnetic and flotation experiment have been carried out to research the effect of different union process on the whiteness and iron content of feldspar concentrate.The results showed that：through the magnetic-gravity separation technology，the feldspar concentrate with productivity of 69.52%，content of 0.008%，whiteness of 70.32% was obtained；through the gravity-magnetic separation technology，the feldspar concentrate with productivity of 74.51%，Fe2O3content of 0.025%，whiteness more than 65% was obtained.Comparing with magnetic-gravity separation technology，the later could get the concentrate with higher yield and meet the standard of feldspar for ceramic.

feldspar；gravity-magnetic separation；flotation

2017-02-20 责任编辑：赵奎涛

邢宝宝，男，硕士生，研究方向为非金属矿物材料和选矿。

任子杰，博士，讲师，研究方向为非金属矿提纯与深加工。

TB332

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1004-4051(2017)06-0137-05