钾钠长石除铁技术

1. 钾钠长石的应用及要求

制造玻璃是长石的主要用途之一，美国约60%的长石用于玻璃制造业，在欧洲和亚洲约有20%～40%。长石中的Al2O3在玻璃中起防止析晶，提高玻璃机械强度和抗化学腐蚀能力的作用，是普通玻璃不可缺少的化学组分；长石中的钾、钠可以部分代替其他昂贵的碳酸钾和纯碱的用量，从而带来整个配合料成本的下降。在陶瓷工业中的用量占30%，主要用在陶瓷坯体配料、陶瓷釉料及搪瓷中，其次用于化工、磨料磨具、玻璃纤维、电焊条等其他行业。

2. 钾钠长石的性质

长石是钾、钠、钙、钡等碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物，晶体结构属架状结构。其主要化学成分为SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO等。长石族矿物是地壳中分布最广的矿物，约占地壳总重量的50%，是一种普遍存在的造岩矿物。60%的长石赋存在岩浆岩中，30%分布在变质岩中，10%存在于沉积岩碎屑岩中，但只有在相当富集时长石才能成为工业矿物。长石矿物富含钾、钠等碱金属，熔融温度较低(1100～1200℃)，熔融间隔较长，具有较强的助熔性和较高的化学稳定性。

我国长石资源很丰富，以钾长石为主，但是能够满足工业要求的优质长石矿较少，绝大部分都含有石英、白云母、黑云母、金红石、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿，有些长石原矿中还含有磷灰石、黄铁矿、榍石、角闪石、电气石等，含铁量比较高，长石白度或烧成白度达不到要求。

为了提高长石的工业价值，满足工业对优质长石矿的需求，必须从劣质长石矿中去除杂质矿物，尤其是对铁、钛氧化物的去除。

钾钠长石中铁的存在形式比较复杂，主要有以下三种情况：其一，以赤铁矿、褐铁矿为主，呈微细粒星点状零星分布在脉石中或云母矿物中，粒度一般较粗，这种集合体易于选别；其二，以铁染形成的氧化铁淋漓渗透污染钾长石的表面，或沿着裂隙、矿物间及钾长石的解理缝贯入分布，这种铁染形成的氧化铁大大地增加了除铁的难度；含铁的脉石矿物，例如铁钛矿、黑云母、电气石、角闪石、绿帘石、褐帘石、黄铁矿等，虽然这类矿物一般含量较低，但对长石精矿的质量影响较大，而且这类矿物采用传统的单一加工方法很难去除，这就会增加了除铁工艺流程，增加选矿的成本。

3. 钾钠长石矿除铁技术研发现状

近年来，国内外对钾钠长石的选矿提纯方面做了大量研究，主要包括以下几个方面：

（1）矿石的粉碎

长石矿的粉碎工艺包括破碎与磨矿。长石的粉碎一方面是为了满足最终产品的粒度要求，另一方面也是除杂工艺的需要。目前，长石磨矿主要分为干法和湿法两种方式，湿法磨矿效率比干法高，且不易出现“过磨”现象。玻璃行业长石加工大多选用钢棒介质磨矿，磨矿效率高，且粒度均匀，但有铁质污染，导致长石质量不高；陶瓷行业采用石质轮碾或瓷球磨矿，磨矿效率低，能耗高。在保证长石产品高质量的基础上，实现高效率磨矿和连续化生产是长石加工提纯研究的一项重要课题。

陈国安采用“锤式破碎→摆式磨粉→磁选”的工艺流程，获得了含Fe2O30.05%的优质长石精矿。高惠民等采用“湿式棒磨与螺旋分级闭路—弱磁选与强磁选”工艺流程，使Fe2O3含量0.17%的长石矿经一次选别后，获含Fe2O30.09%的长石精矿，产率达92.2%。

（2）洗矿与脱泥

洗矿适用于产自风化花岗岩或长石质砂矿的长石，主要是去除粘土、细泥和云母等杂质，即可降低长石矿中Fe2O3含量，又可提高长石矿中钾、钠含量。洗矿工艺常采用振动筛或洗矿槽，它是利用粘土、细泥、云母粒度细小或沉降速度小(比重轻)，在水流作用下易与粗粒长石分开。

脱泥主要是为了除去矿石中的原生矿泥及因磨矿等产生的次生矿泥，防止大量细泥影响后续作业(如浮选、磁选等)的选别效果。通常在单一或复合力场中脱泥，常用设备有脱泥斗、离心机、水力旋流器等。另外，由于胺类捕收剂对矿泥很敏感。RNH3+易吸附在荷负电的矿泥颗粒表面，这样不仅要消耗大量的捕收剂，而且常会造成大量黏性泡沫，使过程失去选择性，降低浮选效果。所以使用胺类捕收剂时浮选矿浆需进行预先脱泥。

（3）磁选

由于长石中的铁矿物、黑云母、角闪石和电气石等都具有一定的磁性，因此在外加磁场的作用下可与长石分离。一般地，长石中这类矿物磁性较弱，只有采用强磁选设备才能获得较好的分选效果。

目前，国内用于长石除铁的磁选设备主要有：永磁辊式强磁选机、永磁筒式中强磁场磁选机、电磁平环强磁选机、电磁感应辊式强磁选机、高梯度强磁选机及超导强磁选机等。

高梯度磁选机是目前从微细粒矿物中去除铁矿物、云母最有效的磁选设备，其背景磁感应强度可达到2.0T（国外可达5.0T），可对-0.074mm的长石矿进行提纯。长沙矿治院采用CRIMM型高梯度磁选机对湖南平江长石矿进行选矿提纯，原矿经一次磁选，可使Fe2O3含量由0.2%降至0.05%。安徽明光长石矿采用赣州有色金属研究所研制的Slon立环脉动高梯度磁选机进行选矿提纯，原矿经一次磁选，可使Fe2O3含量由0.6%降至0.3%以下。采用高梯度磁选机除铁是生产高品级长石产品的有效途径，缺点是设备及运行成本较高。

钾钠长石提纯方案

钾钠长石选矿提纯方案是根据不同地区的矿物性质设计的，公司设有磁选、重选、浮选、光选、电选、超声波选、化学选矿等选矿工艺，以适应不同地区不同矿物不同客户的选矿要求。

在各类常见的长石中，钾长石多以透长石、正长石、微斜长石三种形式存在，属于含钾钠混合长石，其钾钠比分别为1：1，2：1，4：1，在工业上后两者更为常见，其中高钾长石多为微斜长石，其钠长石含量一般在20%左右。而钠长石属于斜长石亚族，其Na2O理论含量为11.80%。

可以这样理解，常见的长石都是钾钠长石的混合矿物。

钾钠长石选矿提纯方案就是长石除杂过程，随着经济的发展，陶瓷原料以及长石成品的需求量增大，对其质量要求也随之提高，而开采的长石原矿矿石品位低、一般与石英、云母类矿物、方解石和金红石共生，必须进行选矿处理才能更好应用到工业生产中。

钾钠长石选矿提纯方案之磁选工艺，将原矿中三氧化二铁的含量由0.17%降低到0.03%，达到国际领先水平。

钾钠长石选矿提纯方案之浮选工艺，主要用于长石与石英的分离、长石与云母的分离以及长石与含铁矿物的分离等。

钾钠长石选矿提纯方案中磁浮联合选矿工艺适用于某些高铁极难选矿石，不仅含铁很高，而且其中部分铁矿物是以铁染形式渗透于长石解离，可采用联合选矿。