鉀長石是由硅氧四面體組成架狀晶體結構鉀的鋁硅酸鹽礦物,一般呈肉紅色、黃白色、白色或灰色,具有熔點低、熔融間隔時間長、熔融粘度高等特點,廣泛應用于陶瓷坯料、陶瓷釉料、玻璃、電瓷、研磨材料等工業部門。
我國鉀長石資源豐富,但由于鐵、鈦及其他有害元素超標,鉀長石的選礦提純一直是困擾此行業的主要問題之一。由于陶瓷行業對原料的苛刻要求,除極少數天然鉀長石資源無需選礦外,一般都需要對鉀長石資源進行必要的選礦加工,除去其中的鐵、鈦、錳等有害雜質。
1、鉀長石的選礦提純
鐵雜質是鉀長石中主要的有害元素,嚴重影響其在陶瓷、玻璃等領域的應用。我國可直接開采利用的低鐵鉀長石資源不多,大多數礦石鐵含量較高,需提純除鐵,才能滿足市場需求。
有效去除鉀長石中鐵雜質前提,是先弄明白鐵雜質的賦存形式,鉀長石中鐵的賦存形式主要有三類:
?、俅至5拇盆F礦、赤鐵礦、褐鐵礦單體和集合體等,赤褐鐵礦集合體分布在鉀長石粒間,有的呈細脈狀貫穿在鉀長石中,這種集合體一般粒度較粗,易于選別;
?、谝澡F染形成的氧化鐵淋漓滲透污染鉀長石的表面,氧化鐵沿著裂縫、礦物間及鉀長石的解理縫貫入分布,形成鐵的氧化物的薄膜,這種鐵染形成的氧化鐵大大增加了除鐵的難度;
?、酆F的脈石礦物,例如鐵鈦礦、黑云母、電氣石、角閃石、綠簾石、褐簾石、黃鐵礦等,雖然這類礦物一般含量較低,但對鉀長石精礦的質量影響較大,而且這類礦物采用傳統的單一加工方法很難去。
目前,鉀長石主要的選礦提純方法有:色選、水洗、磁選、重選、浮選、酸浸、還原法除鐵、高溫氯化和微生物浸出等,其中工業上應用較為廣泛的為洗礦、磁選、浮選及其聯合工藝。
?。?)洗礦
洗礦適用于產自風化花崗巖或長石質砂礦的鉀長石,主要是去除粘土、細泥和云母等雜質,即可降低鉀長石礦中Fe2O3含量,又可提高鉀長石礦中鉀、鈉含量。洗礦工藝常采用振動篩或洗礦槽,利用粘土、細泥、云母粒度細小或沉降速度小(比重輕),在水流作用下易與粗粒鉀長石分開。
?。?)磁選
由于鉀長石中的鐵礦物、黑云母、角閃石和電氣石等都具有一定的磁性,因此在外加磁場的作用下可與鉀長石分離。一般地,鉀長石中這類礦物磁性較弱,只有采用強磁選設備才能獲得較好的分選效果。
目前,國內用于鉀長石除鐵的磁選設備主要有:永磁輥式強磁選機、永磁筒式中強磁場磁選機、電磁平環強磁選機、電磁感應輥式強磁選機、高梯度強磁選機及超導強磁選機等。
根據工藝流程及物料性質選擇磁選設備原則一般為:
?、賰炏炔捎糜来糯胚x機,只是在質量要求較高或永磁磁選設備無法實現的情況,再考慮電磁磁選設備;
?、谙热醮藕髲姶?;
?、畚⒓毩r采用濕式分選;
?、芨呔确诌x時可采用干式分選;
?、葸x擇合適的分選粒度,在達到產品粒度要求的情況下,盡量在較粗的粒度下進行除鐵作業;
?、薇苊忤F雜質的二次混入。
當鉀長石中含有較多磁鐵礦時,應當考慮先進行一次弱磁選或中磁選,再進行強磁選,這樣不僅可以避免強磁選機的堵塞,還能減少強磁性礦物的夾雜造成鉀長石的損失,可采用磁性物回收較充分的濕式逆流型永磁筒式磁選機實施。
(3)浮選
一般情況下,鉀長石礦物中的鐵主要賦存于云母、黃鐵礦、少量赤褐鐵礦和含鐵的堿金屬硅酸鹽(例如石榴子石、電氣石和角閃石)。通常,在pH值2.5~3.5的酸性條件下,采用胺類陽離子捕收劑可浮出云母;在pH值5~6的酸性條件下,采用黃藥類捕收劑可浮選出黃鐵礦等硫化礦物;在pH值3~4的酸性條件下用磺酸鹽類捕收劑可浮選出含鐵硅酸鹽。
?。?)磁-浮等聯合流程
某些高鐵極難選鉀長石礦,不僅含鐵很高,而且其中部分鐵礦物是以鐵染形式滲透于鉀長石解理間,對于這些礦物,如果采用單一選別工藝都不能滿足精礦要求時,可以采用聯合流程。
2、鉀長石在陶瓷工業中的應用特性及市場概況
(1)鉀長石在陶瓷工業中的應用特性
鉀長石在陶瓷工業中做陶瓷坯體配料、陶瓷釉料的用量占30%,其在陶瓷中的應用有如下幾個方面:
鉀長石既是熔劑原料又是瘠性原料,在坯體中降低燒成溫度又可縮短坯體的干燥時間,同時減少坯體干燥時的收縮和變形。鉀長石在陶瓷工業中的用量約占鉀長石總量的30%。
鉀長石在高溫下,熔化為鉀長石玻璃,填充坯體顆粒間的空隙,粘結顆粒使坯體致密,可改善透明度,有助于提高坯體的機械強度。
鉀長石玻璃在高溫下是液態介質,能促使石英和高嶺礦物的熔解和相互滲透,促進莫來石結晶的生成和發育。
鉀長石的組成中包含有瓷坯中的主要氧化物,因此作為主要原材料可以替代其他工業原料,降低生產成本。
?。?)鉀長石市場概況
鉀長石供應:隨著陶瓷行業的大力發展,鉀長石資源的大量消耗使得鉀長石礦儲量不斷減少,開采的成本越來越大,國內優質鉀長石供不應求,目前陶瓷工業用優質鉀長石資源從朝鮮、印度等國家大量進口。
鉀長石企業:目前鉀長石的開采經營者以民企為主,我國鉀長石礦分布分散,開采條件差,起點低,相對風險較小。鉀長石行業集中度低,企業數量多,規模小,資源浪費嚴重。
產業集聚地:山東省陶瓷產區主要有淄博和臨沂兩個地區,對鉀長石的需求量很大,主要來自山東、江西、河南、湖南、朝鮮等地。河南陶瓷產區主要集中在內黃、鶴壁、汝陽、鄭州等地,坯體用鉀長石主要來源于河南林州、盧氏縣、洛陽宜川縣、登封市。釉料用鉀長石90%以上來自湖南平江,少量來自河南嵩縣。
鉀含量大于11%的高品質鉀長石在全國各地都有很大的市場空間,低品位的鉀長石一般就地銷售。未來幾年隨著國內對鉀長石行業需求的不斷增長,預計行業需求還將快速增長,預計到2022年我國鉀長石行業需求量將達到288.5萬噸。
隨著優質鉀長石資源的減少,低品位鉀長石已成為鉀長石礦加工的主要資源。另外,下游企業對鉀長石精礦品位的要求越來越高,這勢必對鉀長石礦的加工提出更高的要求,必須盡快提高鉀長石選礦提純技術的推廣應用。
時間:7月10-12日,地點:北京工業職業技術學院
內容聚集:
(1)如何高效除鐵?
?。?)如何綠色提純增白?
?。?)如何提高精礦的純度?
?。?)如何提高礦石的附加值?
(5)如何選擇低成本的提純工藝?
?。?)如何不盲目的做設備選型?
(7)如何優化生產工藝?
(8)如何提高選礦回收率?
?。?)如何做好循環水及尾礦回收處理?
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