蓝晶石之所以能广泛应用于国民生产各各行各业,主要得益于以下优异的工艺特性:
(1)耐火度。采用蓝晶石作为原料的耐火材料耐火度基本都大于1790℃,最高可大于1850℃,而对于一般粘土质耐火材料来说,其耐火度为1670~1770℃。
(2)热膨胀性。蓝晶石在加热时会逐渐转化为莫来石和白硅石的混合物,且在这个转化过程中会伴随着体积膨胀,一般体积膨胀率为16%~18%。在1000℃以下蓝晶石晶体无变化,当温度达到 1300℃以上时,则开始逐渐转变为莫来石和白硅石。蓝晶石体积膨胀主要分为三个阶段,分别是平缓期、剧化期、下降期。
(3)稳定性。与使用粘土质作耐火材料相比,采用蓝晶石矿物生产的耐火材料其稳定性相比高出1.5倍,而损耗则比它低43%。同时,蓝晶石耐酸碱甚至氢氟酸能力强具有良好的化学惰性,而且还具有良好的体积稳定性。
(4)不可逆性。在1810℃以下,蓝晶石矿物加热转化成莫来石是一个稳定的不可逆的过程。因此,采用蓝晶石化后的莫来石作的耐火材料具有高温下体积稳定、膨胀率低、抗化学腐蚀性强、机械强度高和抗热冲击能力强的特点。
我国蓝晶石矿资源主要分布在河南、江苏、山西、辽宁、河北、新疆、安徽等地。蓝晶石矿床以区域变质型为主,主要产于片岩、片麻岩和石英岩中。其中,河南南阳隐山、南阳桐柏以及江苏沐阳蓝晶石矿品质优良、储量较大,且均己完成选矿试验。目前,国内蓝晶石精矿产品大部分都来自南阳蓝晶石矿区,其市场占有率最大,品位较好。
从矿山开采出来的蓝晶石只有少量品位较高、成分较单一的富矿,而绝大多数是由有用矿物与脉石矿物组成,并含有铁矿物、含钦矿物、石墨、炭质物等,其物质组成都较复杂,矿石品位一般都较低,不能直接使用,必须经过选矿提纯处理,提高有用成分的含量,排除其中大部分脉石与其他有害成分,使有用矿物富集成精矿才能使用。
浮选能适应蓝晶石矿各种复杂矿物嵌布类型的选矿,因此成为蓝晶石矿物的主要选别工艺,在国内外蓝晶石矿物的选矿得到了广泛的应用。根据矿石种类和捕收剂种类,蓝晶石浮选可在酸性、中性、碱性介质中进行。目前,国内外对蓝晶石浮选工艺研究主要集中于影响浮选作业的主要因素,包括磨矿细度、脱泥效果、矿浆pH值、抑制剂及金属阳离子等方面。浮选最佳粒度与颗粒形状、比重及疏水程度有关,蓝晶石浮选回收率难以提高的原因之一便是在蓝晶石上浮过程中往往因粗颗粒的脱落而造成回收率的损失。根据浮选理论,单位重量的矿物颗粒与浮选气泡间接触面积的大小对颗粒与气泡的粘着强度有着重要影响。蓝晶石晶体一般呈长柱状及针柱状,既使将蓝晶石磨细后晶体仍呈针状、长条状,而气泡又多是与面积较小的晶体端面相接触,同时,蓝晶石的比重又比伴生的大部分脉石矿物如石英、长石和云母等大,,因此造成粗颗粒蓝晶石矿粒易于从气泡上“脱落”,从而影响浮选回收率的提高。
目前,国内的蓝晶石选矿厂加工工艺相对落后且生产成本高,绝大部分只是经过简单加工处理,造成产品品位低、杂质含量高、质量不稳定,在国内及国际市场缺少竞争力。为充分发挥我国蓝晶石矿的资源优势,首要解决的问题在于研究经济合理的选矿技术以应用于生产实践当中。为解决蓝晶石矿加工中存在的诸多问题,我国蓝晶石选矿加工的发展方向主要如下几个方面:
(l)根据我国蓝晶石矿特点,进行深入而系统的工艺矿物学和选矿基础理论研究,为制订合理的选矿工艺提供理论指导。应着重研究影响蓝晶石浮选的主要因素,包括药剂与蓝晶石作用机理研究,难免金属离子对蓝晶石浮选影响研究,选矿工艺流程试验研究等方面。
(2)提高资源利用率。根据各矿石伴生矿物特点,制订合理的选矿工艺流程,综合回收利用钦、铁、云母等伴生矿物,提高经济效益。
(3)大力推广使用蓝晶石类高级耐火材料。国外蓝晶石类高级耐火材料的消耗量逐年增长,而粘土类低档耐火材料的消耗量则呈下降趋势。市场对蓝晶石类矿物的巨大需求必将导致我国蓝晶石类矿物生产规模和选矿技术水平的迅速提高。