專利名稱：強力擦洗浮選分離長石與石英的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浮選分離長石與石英的方法，是在氫氟酸法浮選法基礎(chǔ)上發(fā)明的選礦新工藝，適用于含長石硅砂的浮選，可使長石和石英很好地分離，從而生產(chǎn)出高質(zhì)量的石英和長石兩種產(chǎn)品，還能減少藥劑的用量，提高生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，最重要的是消除了選礦廢水中氟離子對環(huán)境的污染。
背景技術(shù)：
我國天然硅砂大部分是含長石的硅砂，其SiO2含量低，Al2O3和Fe2O3含量高，不能滿足浮法玻璃對原料的要求，必須通過選礦處理才能達到浮法玻璃的要求。分離含長石天然硅砂的最有效的方法是浮選法。目前世界上浮選分離長石、石英有兩種方法氫氟酸浮選法和無氟浮選法。無氟浮選法是為解決氫氟酸法對環(huán)境污染而發(fā)明的。該方法不用氫氟酸，因此消除了氫氟酸浮選法的氟離子對環(huán)境的污染。但該方法的長石、石英的分選性不好，再加上藥劑用量大、藥劑價格高，影響了其推廣和應(yīng)用。氫氟酸浮選法用氫氟酸或氟化物做長石的活化劑。該方法的長石和石英的分選性好，可以獲得質(zhì)量好的石英砂和長石產(chǎn)品。但因浮選廢水對環(huán)境的污染問題難以解決，限制了該方法的應(yīng)用。傳統(tǒng)的氫氟酸浮選法是將活化劑、調(diào)整劑、捕收劑一起加到浮選系統(tǒng)中調(diào)漿，然后在酸性礦漿中浮選。該方法的長石和石英的分選性好，可以獲得質(zhì)量較好的石英砂產(chǎn)品和長石副產(chǎn)品。但因?qū)⒒罨瘎┲苯蛹拥礁∵x系統(tǒng)，礦漿中存在大量多余的活化劑，使浮選廢水中含有大量的氟離子。選礦廢水直接外排對環(huán)境會產(chǎn)生污染；如對浮選廢水處理后再排放，由于選礦廢水的量很大，處理費用高，又增加了生產(chǎn)成本。直到目前為止，我國使用的含長石天然硅砂大多只是進行水洗、脫泥等簡單處理， 硅砂中的鐵、鋁含量仍然很高。多數(shù)浮法玻璃企業(yè)只好以砂巖做主要硅質(zhì)原料，再加入少量含長石的天然硅砂或長石。由于砂巖過粉碎的超細粉多，再加上簡單選礦處理的天然硅砂的鐵、鋁含量高，浮法玻璃的質(zhì)量難以提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種浮選分離長石與石英的方法，以解決現(xiàn)有氫氟酸浮選法存在的選礦廢水處理量大、生產(chǎn)成本高、對環(huán)境會產(chǎn)生污染的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種浮選分離長石與石英的方法，包括依次對原砂的磨礦處理，脫泥處理，脫水處理，調(diào)漿處理，浮選，其特征在于脫水處理后對礦漿進行強力擦洗處理，強力擦洗后進行氟離子濃度檢測以判斷氟離子濃度，氟離子濃度符合標準，可直接進入浮選調(diào)漿階段，氟離子濃度不符合標準，依次進行脫氟處理和降氟處理，最后加入調(diào)整劑、捕收劑進行調(diào)漿和浮選。所述的浮選分離長石與石英的方法，其特征在于強力擦洗在擦洗機中進行，先加入混合擦洗劑，混合擦洗劑為氫氟酸加鹽酸，其比例為I : 2 5,用量為2 3公斤/噸砂，擦洗礦漿濃度為65%，擦洗時間為10分鐘，當(dāng)擦洗至8分鐘時加入穩(wěn)定劑，使[SiF6F2 與長石顆粒牢固結(jié)合。所述的浮選分離長石與石英的方法，其特征在于其中，氟離子濃度檢測標準為氟離子含量3mg/l，當(dāng)?shù)V漿中氟離子的含量為3mg/l以下，可直接進入浮選調(diào)漿階段，當(dāng)?shù)V漿中氟離子的含量在3mg/l以上時，必須依次進行脫氟和降氟處理。所述的浮選分離長石與石英的方法，其特征在于其中，所述的脫氟處理用真空過濾機進行，脫氟后礦漿中含水量在5%以下。所述的浮選分離長石與石英的方法，其特征在于其中，降氟處理時加入降氟藥劑，降氟藥劑采用硫酸鋁，根據(jù)氟離子濃度計算降氟劑用量，降氟處理時間6 20分鐘，經(jīng)降氟處理后的礦漿中氟離子的含量降至lmg/1以下；浮選調(diào)漿的濃度為50 65%，使用的調(diào)整劑為硫酸，其用量為2 3公斤/噸砂；使用的捕收劑為陽離子胺類捕收劑，用量在 200 500g/噸砂，調(diào)漿時間為6分鐘。所述的浮選分離長石與石英的方法，其特征在于其中，經(jīng)脫氟處理后分離出的含氟水返回強力擦洗步驟循環(huán)使用，經(jīng)浮選后脫出的水返回到浮選調(diào)漿步驟和浮選步驟循環(huán)使用。本發(fā)明的有益效果是本方法采用混合擦洗劑并進行強力擦洗，使氟離子與長石顆粒充分作用，提高了長石和石英的分選性，實現(xiàn)了調(diào)漿時不再用活化劑而使長石和石英分離的目的。采用混合擦洗劑不再用過量的活化劑；在擦洗過程中加入穩(wěn)定劑使[SiF6F2與長石顆粒牢固結(jié)合， 因此礦漿中的氟離子濃度很低本方法通過氟離子濃度檢測，計算控制藥劑用量，經(jīng)脫氟和降氟處理，使浮選礦漿中氟離子的含量保持在lmg/1以下，因此，選礦廢水不會對環(huán)境造成污染。通過擦洗廢水和浮選廢水循環(huán)使用，徹底消除了選礦廢水對環(huán)境的污染問題。


圖I.強力擦洗浮選分離長石、石英工藝流程圖。
具體實施方案硅砂浮選試驗研究和實踐表明，長石、石英分離主要依靠二者顆粒表面性能的變化。使用氟化物做活化劑的機理氟離子首先與礦物中的Si生成[SiF6]_2，[SiF6]-2吸附在長石的Al+3上使長石顆粒表面帶負電，使長石顆粒與陽離子捕收劑作用而上??；而石英顆粒不與[SiF6F2作用，顆粒表面仍帶正電，不能被陽離子捕收劑吸附，所以石英顆粒不上浮， 從而達到長石和石英分離的目的。在傳統(tǒng)的硅砂浮選工藝過程中，調(diào)漿使用氟化物做活化劑時，必須使用過量的活化劑，否則長石不上浮。試驗研究測定，在傳統(tǒng)的硅砂浮選工藝過程中，只有不到一半的氟離子與礦物作用，其余的仍在礦漿中。所以在浮選系統(tǒng)中有大量的多余氟離子。選礦廢水直接外排對環(huán)境會產(chǎn)生污染；如對浮選廢水處理后再排放，由于選礦廢水的量很大，處理費用高，又增加了生產(chǎn)成本。此外，因浮選產(chǎn)品攜帶一部分水，當(dāng)產(chǎn)品中的水二次游離時也會造成對環(huán)境的污染。例如每噸入選砂用2. 5公斤65%的氫氟酸時，實測調(diào)漿時礦漿中的氟離子含量為956mg/L，浮選廢水中的氟離子含量為420mg/L。如此高含氟的水二次游離出來后，即使被稀釋對環(huán)境也會造成很大危害。本專利發(fā)明人通過大量試驗研究確認，硅砂浮選前對顆粒表面的處理至關(guān)重要。 因此決定采用混合擦洗劑并進行強力擦洗的方案，以改變長石的表面性能，達到浮選分離長石和石英的目的。通過大量的試驗研究確定，只要采用合適的混合擦洗劑并進行強力擦洗，可以在硅砂調(diào)漿時不再加入氟化物，只加入調(diào)整劑、捕收劑即可使長石和石英分離。擦洗過程中加入穩(wěn)定劑，使[SiF6F2與長石顆粒牢固結(jié)合，因此礦漿中的氟離子濃度很低。擦洗廢水和浮選廢水分別脫出后循環(huán)使用，消除了選礦廢水對環(huán)境的污染。此外，通過采用混合擦洗劑并強力擦洗還可以使硅砂表面變得清潔，能減少浮選藥劑的用量，提高產(chǎn)品質(zhì)量， 降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明的具體實施方案是對需要選礦的硅砂首先進行磨礦，除去礦物顆粒表面的污物，然后脫泥。通過采用混合擦洗劑并強力擦洗改變長石顆粒的表面性能，以使長石和石英分離。在擦洗過程中加入穩(wěn)定劑，使[SiF6F2與長石顆粒牢固結(jié)合，以降低礦漿中氟離子的含量。擦洗后檢測氟離子濃度，氟離子濃度符合標準，可直接進入浮選調(diào)漿階段；氟離子濃度不合標準，依次進行脫氟和降氟處理，以使進入浮選系統(tǒng)礦漿中氟離子濃度達到要求。擦洗廢水和浮選廢水脫出后分別循環(huán)使用，以消除選礦廢水對環(huán)境的污染。具體實施方案的工藝流程參見圖I :強力擦洗浮選分離長石、石英工藝流程圖。從工藝流程圖可以看出，首先對礦物進行磨礦；而后依次進行脫泥、脫水；強力擦洗；強力擦洗后檢測氟離子濃度；如果氟離子濃度不合標準，必須依次進行脫氟和降氟處理，以使進入浮選系統(tǒng)礦漿中氟離子濃度達到要求；然后再加入調(diào)整劑、捕收劑進行調(diào)漿； 最后進行浮選。磨礦為清除礦物顆粒表面的污物，并使產(chǎn)品粒度達到要求，采用棒磨機進行磨礦， 磨礦后可采用振動篩進行篩分。磨礦后脫泥的工藝過程和設(shè)備與傳統(tǒng)的硅砂浮選方法相同，脫泥作業(yè)一般采用螺旋分級機。脫水采用自行開發(fā)的專用螺旋真空過濾機，脫水后礦物中的含水率降至5%以下。強力擦洗采用自行開發(fā)的專用強力擦洗機；礦漿濃度65%砂與礦漿的重量比， 即{砂/(砂+水)}，礦漿是砂+水，在礦漿內(nèi)加入混合擦洗劑(氫氟酸和鹽酸，其比例為 I 2 5)，混合擦劑的用量為2 3公斤/噸砂，擦洗時間10分鐘，以使礦物與藥劑充分作用。在擦洗過程中加入穩(wěn)定劑，如當(dāng)擦洗至8分鐘時加入穩(wěn)定劑，使[SiF6F2與長石顆粒牢固結(jié)合，以降低礦漿中氟離子的含量。強力擦洗后檢測氟離子濃度，如氟離子濃度符合標準(3mg/l)，可直接進入浮選調(diào)漿階段，如果氟離子濃度不符合標準，必須依次進行脫氟處理和降氟處理，進行真空過濾脫藥處理，以使進入浮選系統(tǒng)礦漿中氟離子盡量少。脫氟處理采用自行開發(fā)的專用螺旋真空過濾機，經(jīng)脫氟處理后砂中的含水量降到 5%以下。脫出的含氟廢水經(jīng)沉淀后再返回預(yù)活化環(huán)節(jié)循環(huán)使用。降氟處理是用攪拌槽攪拌礦漿的同時加入降氟藥劑，此時礦漿的濃度在50 70% (砂與礦漿的重量比)。降氟藥劑為硫酸鋁，可根據(jù)氟離子濃度計算降氟劑用量，或按一般用量O. 32 O. 75g/噸砂，處理時間6 20分鐘。此時礦漿中氟離子的含量降至Img/ I以下。調(diào)漿濃度為50 65% (砂與礦漿的重量比)，使用的調(diào)整劑為硫酸，其用量為2 3公斤/噸砂；使用的捕收劑為陽離子胺類捕收劑，用量在200 500g/噸砂(由硅砂中的長石含量決定)，調(diào)漿時間為6分鐘。經(jīng)浮選后脫出的水返回到浮選調(diào)漿步驟和浮選步驟循環(huán)使用。本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵有三點一是采用混合擦洗劑并進行強力擦洗，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量?；旌喜料磩闅浞峒欲}酸，其比例為I : 2到5。在擦洗過程中加入穩(wěn)定劑，使[SiF6F2與長石顆粒牢固結(jié)合， 以減少礦漿中的氟離子量。二是擦洗后進行氟離子檢測，如果氟離子濃度不合格，先使用螺旋真空過濾機脫藥，使硅砂中的含水率降到5 %以下，這樣才能使進入浮選系統(tǒng)的氟離子盡量少。三是脫水后礦漿的含水率和脫藥后礦漿的含水率要保持一致，以保證脫出的擦洗廢水能密閉循環(huán)使用。因此，脫水也必須用螺旋真空過濾機，使硅砂中的含水率降到5%以下。采用本發(fā)明的工藝流程對國內(nèi)含長石硅砂進行浮選試驗都取得了理想的試驗結(jié)果，選礦產(chǎn)品指標好，藥劑用量少。由于采用混合擦洗劑并進行強力擦洗，，長石和石英的分選性好；由于擦洗過程中加入穩(wěn)定劑，使[SiF6F2與長石顆粒牢固結(jié)合，并采取檢測氟離子濃度、脫氟和降氟處理等，浮選系統(tǒng)礦漿中氟離子的含量僅lmg/L以下，遠遠低于國家排放標準。且擦洗廢水和浮選廢水分別循環(huán)使用，徹底消除了氫氟酸法分離長石、石英過程氟離子對環(huán)境的污染。選礦產(chǎn)品攜帶的少量水中氟離子的含量也在lmg/L以下，二次游離出的水中氟離子含更低，也不會對環(huán)境造成污染。本方法是在氫氟酸浮選法基礎(chǔ)上研究發(fā)展的新技術(shù)、新工藝，選用了新的混合擦洗劑和穩(wěn)定劑，使浮選系統(tǒng)礦漿的氟離子濃度在lmg/L以下，解決了氫氟酸法對環(huán)境污染的問題；同時，使浮選分離長石、石英的分選指標好；浮選藥劑用量大大減少，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明能提高浮選產(chǎn)品的質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。本方法適用于高嶺土選礦、長石浮選和含長石的硅砂浮選。
權(quán)利要求
1.浮選分離長石與石英的方法，包括依次對原砂的磨礦處理，脫泥處理，脫水處理，調(diào)漿處理，浮選，其特征在于脫水處理后對礦漿進行強力擦洗處理，強力擦洗后進行氟離子濃度檢測以判斷氟離子濃度，氟離子濃度符合標準，可直接進入浮選調(diào)漿階段，氟離子濃度不符合標準，依次進行脫氟處理和降氟處理，最后加入調(diào)整劑、捕收劑進行調(diào)漿和浮選。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮選分離長石與石英的方法，其特征在于強力擦洗在擦洗機中進行，先加入混合擦洗劑，混合擦洗劑為氫氟酸加鹽酸，其比例為I : 2 5，用量為2 3公斤/噸砂，擦洗礦漿濃度為65%，擦洗時間為10分鐘，當(dāng)擦洗至8分鐘時加入穩(wěn)定劑，使[SiF6F2與長石顆粒牢固結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮選分離長石與石英的方法，其特征在于氟離子濃度檢測標準為氟離子含量3mg/l，當(dāng)?shù)V漿中氟離子的含量為3mg/l以下，可直接進入浮選調(diào)漿階段，當(dāng)?shù)V漿中氟離子的含量在3mg/l以上時，必須依次進行脫氟和降氟處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮選分離長石與石英的方法，其特征在于所述的脫氟處理用真空過濾機進行，脫氟后礦漿中含水量在5%以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮選分離長石與石英的方法，其特征在于降氟處理時加入降氟藥劑，降氟藥劑采用硫酸鋁，根據(jù)氟離子濃度計算降氟劑用量，降氟處理時間6 20分鐘，經(jīng)降氟處理后的礦漿中氟離子的含量降至lmg/1以下；浮選調(diào)漿的濃度為50 65%， 使用的調(diào)整劑為硫酸，其用量為2 3公斤/噸砂；使用的捕收劑為陽離子胺類捕收劑，用量在200 500g/噸砂，調(diào)漿時間為6分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮選分離長石與石英的方法，其特征在于經(jīng)脫氟處理后分離出的含有活化劑的水返回預(yù)活化劑調(diào)漿步驟循環(huán)使用，經(jīng)浮選后脫出的水返回到浮選調(diào)漿步驟和浮選步驟循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明為一種強力擦洗浮選分離長石與石英的方法，包括依次對原砂的磨礦處理，脫泥處理，脫水處理，調(diào)漿處理，浮選，其中還包括加入混合擦洗劑進行強力擦洗處理；氟離子濃度檢測，判斷氟離子濃度，氟離子濃度符合標準，可直接進入浮選調(diào)漿階段，氟離子濃度不符合標準必須依次進行脫氟處理和降氟處理；然后加入調(diào)整劑、捕收劑進行浮選調(diào)漿處理。通過對礦漿強力擦洗處理、氟離子濃度檢測等環(huán)節(jié)的處理，徹底消除了選礦廢水對環(huán)境污染，減少浮選藥劑的用量，提高浮選產(chǎn)品的質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號B03D1/00GK102600983SQ20121009829
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者孫偉, 徐霖 申請人:孫偉, 徐霖, 王輝