长石选矿-武汉理工大学资环学院高惠民.ppt

长石选矿简介,武汉理工大学 资环学院 高惠民，,主要内容：,一、概述 二、长石的物化性能 三、长石的用途 四、产品质量要求 五、长石选矿加工工艺 六、选矿加工实例 七、市场需求预测,一、概述,长石是由钾、钠、钙、钡的铝硅酸盐组成的一族矿物。主要化学成分为SiO2，Al2O3，CaO，K2O，Na2O。 长石族矿物是自然界最主要的造岩矿物，占地壳矿物组成的50%60左右。长石族矿物广泛产于各种成因类型的岩石中，为岩浆岩和变质岩的主要造岩矿物。 由于长石作为造岩矿物，在大多数情况下难与其它矿物分离，因而具有工业意义的长石矿床，只有结晶巨大而易于分离的伟晶岩矿床。,1. 长石的种类 按其化学成份和结晶特征，可以分为两个亚族：钾钠长石和斜长石亚族。 （1）钾钠长石亚族 系由钾长石分子和钠长石分子组成。自然界产出的钾长石都混有钠长石，所以常称的钾长石，都属于钾钠长石，常见的钾钠长石种类： 透长石， （K，Na）AlSi3O8，含钠长石的 分子可达50， KNa11 正长石， （K，Na）AlSi3O8，含钠长石的 分子可达30， KNa21 微斜长石，（K，Na）AlSi3O8，含钠长石的 分子可达20， KNa41,（2）斜长石亚族 系由钠长石分子与钙长石分子组成，两者可以任何比例混合组成连续的类质类象系列。可分为钠长石、更长石、中长石、拉长石、培长石、钙长石等六种。其中： 钠长石，含钙长石分子 010，产于伟晶岩、细晶岩、片晶岩中。 钙长石，含钙长石分子 90100，产于辉长岩及相关岩石中。,2.长石的化学成分 在玻璃、陶瓷工业中有使用价值的长石种属主要为微斜长石、正长石和钠长石。 钾长石的理论化学成分为： K2O 16.90，Al2O3 18.40， SiO2，64.70 （其中：正长石常含有钠长石，多者可达30；微斜长石是较纯的钾长石，但它含有钠长石，多者可达20） 钠长石的理论化学成分为： Na2O 11.80%， Al2O3 19.50， SiO2，68.70 但纯的钠长石少见， Na2O的含量常低于理论值，并含有K2O、 CaO 等。,二、长石的物化性能,长石族矿物一般为白、灰白、浅肉红色，玻璃光泽，解理发育，硬度为66.5，密度为2.52.7g/cm3。 作为重要的工业原料，长石的熔点、熔融间隔、熔体的粘度等具有重要的应用意义。,1. 熔点和熔融间隔 钾长石的熔点为1290，钠长石为1215 ， 钙长石为1552 ，钡长石为1715 。 熔融间隔比较宽也是长石的优良工艺性能之一，长石组分含量不同，熔融间隔也不一样。钾微斜长石在11601180 时呈液态，至12101280 时才完全熔融。,2.熔融液粘度 长石熔融时，熔融粘度取决于矿石的矿物组成、化学成分及熔融温度。 在同一温度下钾长石熔融液比钠长石熔融液粘度大，而且随着温度增高，钠长石熔融液迅速成为粘度小而易稀释的流体，使陶瓷坯体变形。 由于钾长石熔点不高，熔融间隔时间长，熔融液粘度高等优点，故在工业上利用较之其它长石更广,3.化学稳定性 钾长石玻璃和钠长石玻璃均具有高度的化学稳定性，除高浓度的硫酸和氢氟酸外，不受其它任何酸、碱的腐蚀。 4.助熔性 长石熔融体对其它物质有助熔作用，其助熔能力与温度及长石种类有关。钠长石熔融体对石英的助熔作用大于钾长石熔融体。 5.易磨性和可碾性 长石的解理发育，有较好的易磨性和可碾性。,三、长石的用途,长石主要用于玻璃和陶瓷行业。长石在玻璃工业中的用量占长石的5060%，陶瓷工业中的用量占30，其余用在填料和其它部门。 1.玻璃熔剂 长石是玻璃混合料的成分之一。主要用来提高玻璃配料中的氧化铝含量，降低玻璃生产中的熔融温度和增加碱含量，以减少碱的用量。 长石熔融后变成玻璃过程比较慢，结晶能力小，可防止在玻璃形成过程中析出晶体而破坏制品。调节玻璃粘度。 一般作玻璃的混合料等用钾长石和钠长石。长石还可作玻璃纤维原料。,2.陶瓷坯体原料 烧成前起瘠性原料作用，减少坯体干燥收缩变形，改善干燥性能，缩短干燥时间。 烧成时作为熔剂降低烧成温度，促使石英和高岭土熔融，加速莫来石的形成，使坯体致密而减少空隙，提高其机械强度和介电性能，提高坯体的透光性。掺入量一般在20左右。 3.陶瓷釉料 釉料主要由长石、石英和粘土原料组成，其中长石含量可达1035。在陶瓷工业中（坯料和釉料）主要是用钾长石。 由于长石的熔剂作用，使釉料熔融充分。长石釉光泽好，釉面平滑透明。,4.搪瓷原料 用长石和其它矿物原料掺配制成珐琅。长石的掺配量通常为2030。 5.磨料 制作磨轮时用作陶质胶结物组分，其含量为 2830 6.其他 含钾高的长石可用作提取钾肥的原料。 生产白水泥的原料之一。 造纸、耐火材料、机械制造、涂料、电焊条等作填 料,四、产品质量要求,1.玻璃工业 长石块和长石粉的质量要求（） 优等品：Fe2O30.10 ，Al2O318.00， K2O+Na212.00，SiO265.00 一级品：Fe2O30.20 ，Al2O316.00， K2O+Na211.00，SiO270.00 二级品：Fe2O30.35 ，Al2O315.00 合格品：Fe2O30.50 ，Al2O314.00 水分：干法加工 1，湿法加工 5 粒度：0.6mm，优等品0.1mm粒级15； 一级品25,2.陶瓷工业 按传统的观点，长石质陶瓷坯中使用的熔剂原料是钾长石和钾微斜石。 随着钠长石质瓷的研究开发，传统个观点开始被打破，钠长石的作用重新被认识。 目前，钠长石以它资源丰富、价格低廉、能降低烧成温度、减少能耗的优势而倍受青睐。,陶瓷工业对长石的质量要求（） 钾长石 优等品：Fe2O3+ TiO2 0.15 ，TiO2 0.03， K2O+Na214.00，K2O 12.00 一级品：Fe2O3+ TiO2 0.25 ，TiO2 0.05， K2O+Na213.00，K2O 10.00 合格品：Fe2O3+ TiO2 0.50 ，TiO2 0.10， K2O+Na2O10.00，K2O Na2O,钠长石 优等品：Fe2O3+ TiO2 0.15 ，TiO2 0.03， K2O+Na210.00，Na2O 9.00 一级品：Fe2O3+ TiO2 0.25 ，TiO2 0.05， K2O+Na29.00， Na2O 8.00 合格品：Fe2O3+ TiO2 0.50 ，TiO2 0.10， K2O+ Na2O 8.00， Na2O K2O,五、长石选矿工艺,根据长石矿床种类和性质不同，而采用不同的选矿方法。一般是手选后破碎、磨矿，然后采用磁选除去铁矿物。 近年来，随着长石矿的减少，质量下降，对产品的质量要求不断提高，以及矿山综合回收的发展，引入了重选、浮选、高梯度磁选等较复杂的分选作业，从而达到除去石英、云母、含铁钛等伴生矿物。,选矿原则流程： （1）伟晶岩中产出的优质长石 手选 破碎 磨矿（或水碾） 分级 产品 （2）风化花岗岩中的长石 洗矿 破碎 磨矿 分级 浮选（除铁、云母；石英、长石分离） 脱水 产品 （3）细晶岩中的长石（一般含有云母、铁质等） 破碎 磨矿 筛分 磁选 （4）长石质砂矿 水洗脱泥 筛分（或浮选分离石英等）,六、选矿加工实例,1.湖北长石矿 主要矿物为：微斜长石（39.9）、钠长石（19.6）、石英（32.8）、云母（7.8），含少量片岩碎屑、石榴石及连生体矿物。 试验回收：长石、石英及云母 试验流程见图1。试验指标： K2O和 Na2O 含量由7.27，提高到12.12； Fe2O3由0.42，下降到0.15,图1 湖北长石综合回收长石、石英的选矿工艺流程,2.某长石厂选矿工艺流程 以伟晶岩产出的长石矿加工成日用陶瓷用长石粉。原加工流程为： 手选 破碎 水碾 分级 脱水 产品 为提高产品档次，主要解决除铁，提高生产能力，对长石生产工艺进行技术改造。经试验研究推荐如图2工艺流程。 长石精矿 Fe2O3含量由0.27，下降到 0.10，产率达86.11。,图2 某长石厂选矿工艺流程,3.江西某半风化花岗岩长石选矿工艺流程 原矿为半风化型伟晶花岗岩，经洗矿筛分生产建筑用砂后的废弃废石。其中K2O和 Na2O 含量为6.61，Fe2O3 3.75左右。 采用洗矿分级、磨矿分离、重选、预磁选和高强磁精选分离的加工工艺流程（图3），获得K2O+Na2O 含量为12.32，Fe2O30.09左右的优质钾、钠长石精矿。,图3 半风化伟晶花岗岩生产长石精矿工艺原则流程,4.美国长石生产典型流程图,图4 美国长石生产典型流程图,七.长石选矿发展方向,选矿势在必行，重选、磁选、浮选及联合流程 石英长石分离 建设大型选矿厂，实现规模效益 实现产品系列化、标准化,八、市场需求预测,长石总体为供不应求，其原因为： 国内大型优质长石矿床较少，资源短缺； 建筑业发展快，对建筑材料需求量很大； 高档陶瓷的需求量加大，导致优质长石的需求量增大； 近几年建筑陶瓷出口大增。,1.国内市场 国内陶瓷行业长石推算用量： 2005年在14704444万吨之间； 2006年在17285