我国长石资源丰富,钾长石总储量约有200亿吨,其中黑龙江、新疆、青海、陕西钾长石占已探明储量的90%。多数为钾、钠含量低且与其它矿物共生的劣质长石矿,其共生矿物主要有石英、云母、霞石、角闪石、金红石等,其中云母(尤其是黑云母)、含铁化合物、金红石和角闪石等是影响长石品质的主要有害杂质。
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1、长石中杂质的赋存特性
长石中的杂质可分为三类:
具染色影响的元素,主要为铁和钛,会降低长石白度;其他元素含量甚少,对白度影响甚微。
暗色矿物,如黑云母、金红石、绿泥石等。此类矿物在矿石中的含量虽较低,对长石精矿品质影响却较大,采用传统单一的选矿方法很难除去,且除杂成本高。
与长石矿一起沉积的有机碳,有机碳会使长石呈灰黑色。若长石应用于高温烧成产品,则有机碳质可被去除,对长石影响不大。
通常长石矿中钛和有机碳含量很少,Fe2O3和黑云母是影响长石白度的主要因素。长石中铁的赋存状态为:
以褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿的单体或集合体为主,粒径>0.1mm,呈针状、球状、片状等形态,零星分布于长石矿物中,较易除去。
以含铁的脉石矿物存在,如黑云母、黄铁矿、钛铁矿、绿帘石、角闪石等,此类脉石矿物也易于除去。
铁染形成的氧化铁以淋漓形式渗透长石矿表面,或沿着长石的解理缝与矿物间的裂隙贯入其中,此类铁染形成的氧化铁较难去除。
2、长石选矿提纯技术发展现状
影响长石品质的杂质多种多样,铁、钛等杂质会降低长石的白度或烧成白度,铁含量还影响长石制品的介电性能和化学稳定性。若长石中铁过高,会使烧成产品表面出现黑斑;而钙过高时,造成烧成产品表面粗糙或凹凸,影响产品性能。因此,减少深色矿物与钙的含量,尤其是去除铁及其氧化物是提升长石品质的关键。
长石的选矿提纯方法主要包括磁选、浮选、酸浸工艺及其联合流程。
(1)磁选除杂工艺与设备
对长石矿中的铁氧化物、云母及石榴子石等弱磁性矿物,宜采用强磁选进行分离,磁选设备的选择需根据矿石性质确定,不同强磁选机的除杂性能对比见下表1。