实验室试验合浦沪天石英砂综合利用报告 精品Word格式文档下载.docx
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-0.075+0.045
-0.045
产率/%
58.04
26.93
2.75
2.13
10.15
将尾砂分级产品做XRD测试，结果见图3-1~图3-4。
图3-1尾砂+0.55mmXRD图谱
图3-2尾砂-0.55mm+0.10mmXRD图谱
图3-3尾砂-0.10+0.045mmXRD图谱
图3-4尾砂-0.045mmXRD图谱
由表3-1及图3-1~图3-4可知，尾砂中可用作玻璃原料的粒级占84.97%，可做高岭土利用的占10.15%。
符合玻璃砂粒级（-0.55mm+0.10mm）的石英砂占26.93%，大于该粒级的石英砂占58.04%。
+0.55mm粒级的石英砂纯度较高，可用作加工高品质的石英砂。
-0.10mm+0.045mm粒级产率仅占4.88%，且云母含量较高，可直接抛尾。
-0.045mm主要为高岭土，可回收利用。
3.2矿物工艺学研究
由于尾砂+0.55mm粒级石英砂品质较好，可作为高纯石英砂的原料，因此，对其进行矿物工艺学研究。
3.2.1化学成分
对尾砂+0.55mm粒级石英砂进行化成分学分析，结果见表3-2。
表3-2尾砂+0.55mm粒级石英砂化学分析结果
组分
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
TiO2
K2O
ZrO2
P2O5
Cr2O3
烧失量
含量/%
99.05
0.46
0.018
0.10
-
0.043
0.049
0.017
0.15
由表3-2可知，尾矿+0.55mm粒级Fe2O3含量较低，为0.018%，通过选矿提纯有望生产Fe2O3小于0.01%的高白玻璃砂。
3.2.2石英砂的矿物组成
根据肉眼观察，把石英砂中灰色—灰黑色颗粒挑出，磨制成砂矿薄片，另把砂矿中干净的石英砂也磨制薄片，分别进行显微镜的观察。
石英砂矿的主要矿物是石英、少量的白云母、极少量普通辉石、角闪石（已蚀变为云母）、锆石、金红石等。
石英：
以石英颗粒的集合体出现，（照片1）石英的粒度大小不一；
一般情况颗粒间或裂缝中会有粘土等少量的杂质。
肉眼观察为灰色的颗粒，镜下表面较脏，（照片2），而且大颗粒的集合体中，常可见包体或白云母颗粒。
有少部分颗粒内部含有纤维状或针状的金红石的包裹体。
干净的石英砂磨制的薄片。
镜下石英的表面干净，包体含量少。
石英含量可达96~99%。
云母类：
云母类以白云母为主，有少量的黑云母（照片3、4）。
白云母呈微小的片状或条状（照片5、6、7、8），大小不同，最大0.150mm，最小0.001mm，一般0.030mm，和石英相互交织在一起；
云母类矿物嵌布粒度较细，不容易单体解离，常和石英等共生在一起。
普通辉石：
砂矿中呈单体存在（照片9），肉眼观察为绿黑色，颗粒1.03mm，容易和石英分离。
黑云母单体：
和辉石共生在一起或呈单体存在，容易和石英分离（照片10）。
金红石：
砂矿中的金红石都以包裹体形式存在于石英中。
根据金红石的形态可分为两类：
①纤维状针状的包裹体（照片11）；
②粒状的包裹体。
这两类包裹体颗粒细小，无法单体解离，影响石英精矿的质量。
锆石：
以包体形式分布在石英颗粒内（照片12），一般0.021×
0.035mm，无法和石英颗粒分离。
总之，云母、辉石、金红石和锆石在灰色—灰黑色矿石薄片中含量较高、而在肉眼观察白色—无色的石英薄片中含量少。
镜下统计结果见表3-3。
表3-3石英砂矿中矿物的组成
组分/%
石英
云母
其他（辉石、金红石、角闪石、电气石）
灰色—灰黑色石英砂
薄片
96.58
2.48
0.94%
浅色石英砂薄片
99.30
0.61
0.09%
3.2.3脉石矿物XRD分析
通过肉眼观察，把矿物中暗色矿物挑出，做XRD，结果见图3-5。
3-5暗色矿物XRD图谱
由图3-5可知，矿石中脉石矿物主要是云母类、金红石、辉石类和少量铁矿，和镜下观察结果一致。
3.2.4小结
石英砂矿中，主要脉石矿物是云母类、辉石、少量的电气石、金红石、锆石和赤褐铁矿。
云母类矿物嵌布粒度细，针对玻璃用石英砂，由于粒度控制在0.10mm以上，主要有一部分云母、金红石、锆石和细粒级的电气石无法单体解离，选矿无法去除，而对单体的辉石、角闪石、褐铁矿、部分电气石，通过选矿可以去除。
4试验主要仪器设备
4.1主要仪器设备
表4-1主要仪器与设备表
序号
仪器设备规格及名称
生产厂家
用途
1
0.55mm（30目），0.18mm（80目）
0.108mm（140目），0.074mm（200目），
0.045mm（325目）标准筛
上虞五四建材仪器厂
筛分
2
XDT-30L调浆桶
天津矿山仪器厂
调浆
3
烘箱
长沙仪器仪表厂制造
干燥
4
万分位分析天平
上海天平仪器厂
称量
5
XBM-70型三辊四筒棒磨机
湖北省探矿机械厂
棒磨
6
SL-100型高梯度磁选机
赣州金环磁选设备有限公司
磁选
7
XFD型单槽式浮选机
吉林省探矿机械厂
浮选
8
XTJ型搅拌机
长春探矿机械厂
搅拌
9
螺旋溜槽
四川省地质局
重选
10
XMCQ-φ280×
290瓷衬球磨机
武汉探矿机械厂
球磨
4.2主要药剂及种类
表4-2主要药剂及种类表
药剂种类
备注
浓硫酸
国药接团化学试剂有限公司
浮选药剂
分析纯
浓盐酸
信阳淮河化学试剂有限责任公司
酸浸石英砂
十二胺
化学纯
六偏磷酸钠
天津纵横兴工贸有限公司
分散剂
5选矿试验研究
以高岭土尾矿（石英砂）为条件试验的研究对象，寻求合理的加工工艺流程及最佳工艺条件。
5.1擦洗试验
将高岭土尾矿配成一定浓度的矿浆在搅拌桶中搅拌，由于石英砂间的相互摩擦，使其表面的粘土矿、氧化铁膜得到去除，而后通过0.55mm、0.10mm两段标准筛筛分，得到+0.55mm、-0.55mm+0.10mm、-0.10mm三个粒级产物，并以+0.55mm、-0.55mm+0.10mm粒级产率考察擦洗效果。
5.1.1擦洗时间试验
在60%的矿浆中加入原矿量1%的六偏磷酸钠溶液，进行擦洗试验，擦洗完毕对产物进行粒度分级。
试验结果见表5-1。
表5-1擦洗时间试验结果
擦洗时间/min
12
15
18
22
+0.55mm产率/%
49.40
48.50
47.52
47.00
46.85
45.85
-0.55mm+0.10mm产率/%
24.82
27.20
28.15
32.50
26.15
27.50
累计产率/%
74.22
75.70
75.67
79.50
73.00
73.35
从表5-1可知，随着擦洗时间的增加，+0.55mm粒级的石英砂产率持续下降，-0.55mm+0.10mm粒级呈现先增加后缓慢减少的趋势，该粒级的减少主要是石英砂表面风化层和吸附粘土矿物在擦洗中剥落造成的，有利于玻璃砂质量的提高。
最佳擦洗时间确定为18min。
生产中采用的擦洗机擦洗强度更大，擦洗时间和目的粒级产率都会降低，但产品质量会有所提高。
5.1.2擦洗浓度试验
将尾砂制备为50%、60%、70%、75%浓度的矿浆，加入原矿量1%的六偏磷酸钠溶液，擦洗18min，擦洗完毕对产物进行筛分。
试验结果见表5-2：
表5-2擦洗浓度试验结果
擦洗浓度/%
50
60
70
75
53.75
46.75
42.35
24.02
27.35
23.75
77.77
74.10
66.10
对70%、75%浓度条件下擦洗分级产品进行含铁量测试，结果见表5-3。
表5-3擦洗产品铁含量测试结果
浓度/%
Fe2O3/（μg/g）
126.04
1120.69
102.65
1168.74
从表5-2、表5-3可知，擦洗浓度越大，效果越好，但由于以上试验是由小型擦洗机完成的，试验室的大型擦洗机功率限制，最大擦洗浓度不能超过60%，因此确定试验室最佳擦洗浓度为60%。
5.1.3分散剂用量试验
加入0.2%、0.5%、0.8%、1%的六偏磷酸钠，进行分散剂用量试验，结果见表5-4：
表5-4擦洗分散剂用量试验结果
分散剂用量/%
0.2
0.5
0.8
1.2
43.98
46.00
48.90
24.33
21.80
27.65
33.14
68.31
67.80
76.55
79.99
由于尾砂中含有较多的高岭土，在擦洗试验中发现，当分散剂用量小于1%时，出现了矿浆粘稠，不能正常搅拌的现象，当分散剂用量大于1%以后，这种现象消失。
因此确定最佳分散剂用量为1%。
在最佳擦洗试验条件下得到+0.55mm、-0.55mm+0.10mm、-0.10mm三种产品，对-0.55mm+0.10mm玻璃砂粒度的产品进行化学分析，结果如表5-5。
表5-5擦洗玻璃砂化学成分分析结果
SO3
98.50
0.570
0.072
0.046
0.260
0.045
0.020
0.037
0.065
0.3
参照中国平板玻璃和器皿玻璃的一般技术指标要求（见附表），擦洗后玻璃砂化学成分满足Ⅱ级平板玻璃和Ⅱ级器皿玻璃的要求。
5.
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