一、工艺特性及主要用途
（一）工艺特征
长石的熔点在1100—1300℃之间，化学稳定性好，在与石英及铝硅酸盐共熔时有助熔作用，常被用于制造玻璃及陶瓷坯釉的助熔剂，并可降低烧成温度，在搪瓷原料工业上用长石和其他矿物原料可配制珐琅。此外，长石还可用于磨料工业。蓝绿色的微斜长石，即天河石含Rb、Cs，可作为工艺矿石及综合回收Rb、Cs的原料。透明长－月光石可作宝石原料。
（二）主要用途
长石矿物除了作为玻璃工业原料外（约占总用量的50%～60%），在陶瓷工业中的用量占30%，其余用于化工、磨料磨具、玻璃纤维、电焊条等其它行业。
1、玻璃熔剂：长石是玻璃混合料的主要成份之一。长石含Al2O3高，铁质含量低，且比氧化铝易熔，不但熔融温度低而且熔融范围宽，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。此外，长石熔融后变成玻璃的过程比较缓慢，结晶能力小，可以防止在玻璃形成过程中析出晶体而破坏制品。长石还可以用来调节玻璃的粘性。一般各种玻璃混合料用钾长石或钠长石。
2、陶瓷坯体配料：在烧成前长石能起瘠性原料的作用，减少坯体的干燥收缩和变形，改善干燥性能，缩短干燥时间。在烧成时可作为熔剂降低烧成温度，促使石英和高岭土熔融，并在液相中互相扩散渗透而加速莫来石的形成。熔融中生成的长石玻璃体充填于坯体的莫来石晶粒之间，使坯体致密而减少空隙，从而提高其机械强度和介电性能。此外长石玻璃的生成还能提高坯体的透光性。长石在陶瓷坯体中的掺入量随原料不同、产品的要求不同而异。
3、陶瓷釉料：陶瓷釉料主要由长石、石英和粘土原料配成，其中长石含量可达10%～35%。在陶瓷工业中（坯料和釉料）主要是用钾长石。
4、搪瓷原料：主要用长石和其它矿物原料掺配成法琅。长石的掺入量通常为20%～30%。
5、磨料：在制作磨轮时常用长石作陶质胶结物成份，其含量为28%～45%。
6、其他：钾长石可作为提取钾肥的原料。
长石的主要用途列于下表：
长石的主要用途
应用领域 | 主要用途 | 质量要求 |
玻璃及玻璃制品 | 碱长石作为平板玻璃及各种玻璃制品的原料，可降低玻璃熔化温度，节约纯碱。钠长石作为玻璃纤维原料，可改善其质量及取代叶腊石等。 | Al2O3＞1５% Fe2O3＜0.6％ K2O＋Na2O＞10 % |
陶瓷 | 是生产各种陶瓷、搪瓷、电瓷的坯料（配入20～40%）和釉料（配入20—70%）的主要原料。 | Fe2O3＜ 0.3%～1.0％ |
是生产白水泥的原料之一 | ||
化工 | 化学工业上,磨碎的长石适于作乳胶,涂料和氨基甲酸乙酯、丙烯类物质的填充料。 | 作填料时，可含较多的游离石英；作皮肤化妆粉，要求2～8μm碱长石 |
磨料 | 粉状长石可用于磨具磨料工业 | |
其他方面 | 长石作为填料在造纸、耐火材料、机械制造、涂料、电焊条等工业生产中都有广泛的应用 |
二．产品质量标
（一）有用元素及主要伴生元素对原料的影响
1、长石产品质量标准：
目前，我国长石矿产品还没有制定统一的产品质量标准，工业应用部门主要要求其含铁量低的长石产品。
2、我国长石产品的一般质量要求
我国长石产品的一般质量要求表
级 别 | 化 学 成 份 | 含 量 % | 产 品 主 要 用 途 |
特 级 | Fe2O3 | ＜0.3 | 作白色釉药用 |
1 级 | Fe2O3 | ＜0.5 | 釉药、白坯、平板玻璃用 |
2 级 | Fe2O3 | ＜0.8 | 坯料和电瓷用 |
3 级 | Fe2O3 | ＜1.0 | 搪瓷用 |
3、 玻璃工业对长石的要求
玻璃工业对长石的要求表
成 分 % | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | Na2O | K2O |
钾 长 石 | ≤70 | ≥18 | ≤0.2 | ||
钠 长 石 | 63－70 | 16－20 | ＜ 0.3 | ≥8 | ≤1 |
4、陶瓷工业对钾长石的要求
陶瓷工业对钾长石的要求表
成 分 % | K2O＋ Na2O | Na2O | Fe2O3 | Al2O3 | MgO＋CaO |
一 级 品 | ≥11 | ＜ 4 | ≤0.2 | ≥17 | ＜ 2 |
二 级 品 | ≥11 | ≤0.5 | ≥17 | ＜ 2 |
5、日用陶瓷中作配料和釉料的长石要求
K2O＋Na2O ＞11－15％，K2O ：Na2O＞２，Fe2O3 ＋TiO2＜１％。
6、无线电陶瓷原料对长石的要求
SiO2 60～66% ，Al2O3 18～22%，Fe2O3＜0.１％，TiO2微量， K2O＋Na2O 12.５～16.５％（Na2O＜3％），CaO＜0.５％ ，MgO＜0.５％，烧失量１％，块度20～150ｍｍ，1300℃烧结后熔融物无斑点、杂质，呈光亮的玻璃体。
7、电瓷原料对长石的要求
SiO2＜70％，Al2O3＞17%，K2O＋Na2O ＞14%， Fe2O3＜0.１～0.3％，陶瓷原料多用钾长石。
8、研磨材料对长石的要求
K2O＞1０%，Na2O＜４％，SiO2＞６０%，Al2O3＞1８%，MgO＋CaO＜１％，Fe2O3＜15％，熔点1230℃－1280℃ 。
9、制钾肥用钾长石的要求
K2O＞9 %，Na2O ＜1～3％，SiO2 ＜７０%，MgO＋CaO＜２％，Al2O3 1５%左右。
（二）国内部分出口长石产品的技术指标
湖南、辽宁出口长石产品技术指标
品名 项目 | 湖南 | 辽宁－1 | 辽宁—2 |
钠长石 | 钾长石 | 钾长石 | |
K2O，% | ＞11.5 | 12—14 | 13.6 |
Na2O，% | 2.3—2.6 | ||
SiO2，% | 63—66 | 64.5—65.2 | 66 |
Al2O3，% | 18—20 | 17.8—19.3 | 16 |
CaO,% | 0.3—0.6 | 0.28—0.45 | |
MgO,% | 0.38—0.64 | ||
Fe2O3,% | <0.2 | 0.19—0.3 | |
烧失量，% | 0.5 | 0.38—0.5 | 0.5 |
块粒度，mm | 10—20 | 1020占95% | |
粉细度，目 | 100目，200目 |
（三）苏联、比利时玻璃厂对长石的质量要求
苏联、比利时玻璃厂对长石的质量要求
项目 | 苏联鲍尔斯基玻璃厂 | 比利时格拉威伯尔玻璃厂 | |
化学成份及含量，% | SiO2 Al2O3 Fe2O3 Na2O K2O | 65±1.5 11.5±0.5 0.2—0．4 7±0.5 | 20.8－19.5 0.2—0.3 ＞10 ≤1 |
颗粒级配，% | ＞1.0mm ＞0.7mm ＜0.12 | 5 ≤20 | 不容许有 ≤20 |
湿度，% | ≤1 | ≤0.05 | |
（四）美国泰和曼公司对长石原料的质量要求
美国泰和曼公司对长石原料的质量要求
项目 | 含量，% | 波动范围，% | |
化 学 成 份 | SiO2 Na2O Al2O3 K2O | 73.00 7.00 19.00 3.00 | ±1.00 ±1.00 ±1.00 ±1.00 |
筛 析 , 美 国 标 准 | 14目筛余(1.4mm) 20目筛余(0.85mm) 30目筛余(0.6mm) 100目筛余(0.15mm) 140目筛余(0.106mm) | 0.00 1.00 7.00 72.00 20.00 | |
压花、夹丝和普通平板玻璃用长石原料
项目 | 含量，% | 波动范围，% | |
化 学 成 份 | SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O | 68.00 19.00 0.00 0.00 0.00 12.00 0.00 | ±1.00 ±1.00 ±0.10 ±2.00 ±0.05 ±1.00 ±1.00 |
筛 析 , 美 国 标 准 | 14目筛余(1.4mm) 20目筛余(0.85mm) 30目筛余(0.6mm) 100目筛余(0.15mm) 140目筛余(0.106mm) | 0.00 0.00 10.00 75.00 15.00 | ±1.00 ±1.00 ±.050 ±1.00 |
平板玻璃用长石原料
化 学 成 份 | SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O＋K2O | 76.00 14.00 0.60 3.00 1.00 8.00 |
筛 析, 美 国 标 准 | 14目筛余(1.4mm) 20目筛余(0.85mm) 30目筛余(0.6mm) 100目筛余(0.15mm) 140目筛余(0.106mm) | 0.00 0.00 10.00 75.00 15.00 |
（五）意大利长石产品的质量标准
意大利长石产品质量标准
化学 成份 | C．Maffei&Co.Comp | Italmineraria Spa.Comp | Eurite Spa.Comp | Soc.Esercizio Cave.Feldspato.Comp | |
Pinzolo矿 钠长石 | Dervio矿 钠长石 | ViboValentia矿 钠长石 | Elb岛矿山（霏细岩） | Tremenicod矿山 伟晶岩 | |
SiO2 | 70.00—71.00 | 73.30 | 71.70 | 75.84 | 71.31 |
Al2O3 | 17.50—18.50 | 15.80 | 16.90 | 15.92 | 17.28 |
Fe2O3 | 0.22—0.28 | 0.30 | 0.10 | 0.62 | 0.41 |
TiO2 | — | 0.10 | 0.12 | 0.17 | 0.14 |
CaO | 0.60—0.80 | 0.60 | 0.40 | 1.02 | 0.85 |
MgO | 0.01—0.05 | 0.30 | — | 0.41 | 0.18 |
Na2O | 9.28—10.40 | 6.10 | 10.20 | 0.29 | 5.21 |
K2O | 0.25—0.31 | 2.50 | 0.10 | 3.33 | 3.78 |
烧失量 | 0.70—0.85 | 0.80 | 0.30 | 2.35 | 0.84 |
（六）美国北卡罗来纳州长石产品化学组成
美国北卡罗来纳州长石产品化学组成表
产品级别 | 玻璃级长石 | 陶瓷级长石 | 含长石砂子 | |||
商品名称 | F－20 | K－40 | NC－4 | K－200 | FOOTE长石 | Kings Mountain |
产地 | Spruce Pine | Kings Mountain | Spruce Pine | Kings Mountain | Kings Mountain | |
SiO2 | 68.00 | 67.10 | 68.15 | 67.10 | 68.70 | 79.20 |
Al2O3 | 19.00 | 18.20 | 18.88 | 18.30 | 19.70 | 12.10 |
Fe2O3 | 0.07 | 0.07 | 0.07 | 0.07 | 0.06 | 0.06 |
CaO | 1.85 | 0.36 | 1.60 | 0.36 | 痕 | 0.52 |
MgO | 痕 | 痕 | 痕 | 痕 | 痕 | 痕 |
K2O | 3.75 | 10.10 | 4.50 | 10.10 | 3.69 | 2.69 |
Na2O | 7.15 | 3.80 | 6.70 | 3.80 | 7.91 | 4.80 |
Li2O | — | — | — | — | 0.08 | 0.35 |
烧失量 | 0.13 | 0.26 | 0.10 | 0.26 | 0.25 | 0.35 |
（七）美国北卡罗来纳州长石产品的矿物含量
美国北卡罗来纳州长石产品的矿物含量表(%)
产品级别 | 玻璃级 | 陶瓷级 | 含长石的砂子 | ||||
商品名称 | F－20 | K－40 | NC－4 | K－200 | FOOTE长石 | Kings Mountain | |
产地 | Spruce Pine | Kings Mountain | Spruce Pine | Kings Mountain | Kings Mountain | ||
钾长石 | 22 | 60 | 26 | 60 | 22 | 16 | |
钠长石 | 61 | 32 | 57 | 32 | 67 | 41 | |
钙长石 | 9 | 2 | 8 | 2 | － | 2 | |
石英 | 8 | 6 | 9 | 6 | 11 | 41 | |
泰 勒筛 分析 | ＋20目 | 0.1 | － | 磨到通过170目, 200目 或325目 | 磨到通过120目, 170目, 200目, 250目. | 0.1 | 磨到 特殊 规格 |
＋40目 | 42.0 | － | － | ||||
＋100目 | 85.50 | 56.15 | 35.1 | ||||
＋200目 | 97.2 | 90.65 | 75.1 | ||||
＋325目 | － | － | |||||
容重公斤/米3 | 1442 | 1281－1361 | － | － | 1280 | 1360－1440 | |
熔锥比(热锥比) | 9 | － | － | － | － | － | |
（八）国内部分出口长石产品的技术指标
湖南、辽宁出口长石产品技术指标
品名 项目 | 湖南 | 辽宁—1 | 辽宁—2 |
钠长石 | 钾长石 | 钾长石 | |
K2O，% | ＞11.5 | 12－14 | 13.6 |
Na2O，% | 2.3—2.6 | ||
SiO2,% | 63—66 | 64.5—65.2 | 66 |
Al2O3,% | 18—20 | 17.8—19.3 | 16 |
CaO,% | 0.3—0.6 | 0.28—0.45 | |
MgO,% | 0.38—0.64 | ||
Fe2O3,% | <0.2 | 0.19—0.3 | |
烧失量，% | 0.5 | 0.38—0.5 | 0.5 |
块粒度，mm | 10—20 | 1020占95% | |
粉细度，目 | 100目，200目 |
三、长石矿物综合利用工艺技术
（一）长石矿物的综合利用技术方法及工艺流程
长石的主要矿床有伟晶岩、风化花岗岩、细晶岩（半风化花岗岩），此外还有长石质陶石、钾质流纹岩、与蛇纹岩伴生的钠长石、霞石闪长岩和白岗岩等。根据长石矿床种类及矿石性质的不同，需要采用不同的选矿方法。一般是在采场手选后进行破碎磨矿，然后彩用磁选除去铁矿物。近年来，随着富长石矿的减少，以及其他矿山综合回收长石技术的发展，引入了重选、电选、浮选等较复杂的分选作业，从而达到除去石英、云母等伴生矿物，取得富含钾、钠的长石精矿，回收优质产品的目的。
根据长石矿的矿石性质，一般采用的选矿原则工艺流程如下：
1、伟晶岩中产出的优质长石：手选→破碎→磨矿（或水碾）→分级。
2、风化花岗岩中的长石：破碎→磨矿→分级→浮选（除铁、云母）→浮选（石英、长石分离）。
3、细晶岩中的长石（一般含云母，有时含铁）：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）。 2. 开发生产实例
（1）山东新泰长石矿
该矿位于山东省新泰县羊流乡的东石棚、西石棚北部，矿床为变质片岩系，原矿主要为钾长石（块状）、另外还含有钠长石、石英、白云母等。
新泰长石矿因其原矿质量较好，只需在矿山进行手选，或经过破碎、磨矿（水碾）制成粉状，即可达到工业要求。其选矿加工流程如下图：
新泰长石矿产品规格
产品 | 规格 | 化学成份，% | |||
SiO2 | Ａl2O3 | Fe2O3 | K2O＋Na2O | ||
钾长石及钠长石 | 块状及0.6mm（30目），0.25mm (60目)，0.18 mm(80目),0.125 mm (120目)，长石粉 | ＜70 | ＞17 | ＜0.2 | ＞12.5 |
新泰长石矿主要技术经济指标
项目 | 单位 | 指标 |
矿山生产能力 | T/a | 20000 |
长石粉产量 | T/a | 12000 |
矿石粒度（原矿） | mm | ＞20 |
采矿矿石贫化率 | % | 20 |
采矿矿石回收率 | % | 80 |
（2）云南个旧长石矿
该矿位于云南省个旧市白马寨，矿石中主要矿物除长石外，还含有高岭土（0.9mm）、石英（＞1.2mm）、黑云母（＜1.2mm）等。
个旧长石矿于70年代初期建成，干磨干选工艺的花岗岩磁电选矿厂，将长石、石英、云母三种矿物分开，获得长石精矿。
个旧长石矿产品规格
产品名称 | 规格 | 化学成份，% | 主要用途 | ||
Ａl2O3 | Fe2O3 | K2O＋Na2O | |||
长石 高岭土 | 粉状 原矿 | ≥35 | ≤0.3 ≤0.3 | ≥10 | 供云南省玻璃、陶瓷工业 供云南陶瓷、水泥工业及出口 |
个旧长石矿选矿技术经济指标如下：
个旧长石矿选矿技术经济指标
名称 | 单位 | 指标 |
矿石处理量 | T/a | 20000 |
长石精矿产量 | T/a | 10000 |
矿石粒度： | mm | |
原矿粒度 | ＜300 | |
入选粒度 | ＜3 | |
矿石品位： | SiO2% | |
原矿品位 | 70—75 | |
精矿品位 | 65 | |
选矿回收率 | % | 45 |
（3）湖北长石矿
该矿石主要矿物成份为：微斜长石（39.9%）、钠长石（19.6%）、石英（32.8%）、云母（7.8%，主要为白云母），另含少量片岩碎屑（1.5%）、石榴石（0.08%）及连生体矿物（2.31%）。
湖北长石矿半工业试验长石及综合回收产品化学成份
产品 | 化学成份，% | |||
SiO2 | Ａl2O3 | Fe2O3 | K2O＋Na2O | |
长石 | 65.27 | 19.29 | 0.15 | 12.12 |
石英 | 98.06 | 1.20 | 0.043 | 0.19 |
云母 | 52.79 | 27.56 | 2.75 | 10.30 |
四、长石矿的开发利用现状及发展趋势
（一）长石矿的开发利用现状(待续)
（二）长石矿利用发展趋势
1、钾长石制钾肥
由于国外可溶性钾资源丰富，因此，利用不溶性钾矿制取钾肥的研究工作很少进行。前苏联利用霞石进行加工，但主要是为了提取其中的氧化铝，副产钾盐。同国外相比，我国可溶性钾资源缺乏，而钾长石资源却极其丰富，遍及全国各地，氧化钾储量近4亿吨。我国从五十年代就开始了利用钾长石制钾肥的研究，先后采用数十种工艺进行过试验。综合起来，大致可分为：烧结法、高温熔融法、水热法、高炉冶炼法、低温分解法。简介如下：
2、烧结法 配加钾长石、石灰石和其它盐类，并添加部分煤、经粉碎、成球后在立窑焙烧，使其中的氧化钾转化成水溶性，可制得对应的钾盐。随着原料配比的变化和焙烧温度的不同，钾的转化率在65%～90%之间。
3、高温熔融法 主要以钙镁磷肥生产为基础，原料中适当地配入钾长石，使成品肥料含有氧化钾，称钙镁磷钾肥，含有效P2O5 10%～14%、有效K2O 2%～3%。与钙镁磷肥相比，成品中每增加1% K2O，会降低1%—2% P2O5。成品中磷和钾的可溶率，一般在95%以上。
4、水热法 用苛性钾溶液加压处理钾长石，能生成组份为K2O、Ａl2O3、2SiO2·ｘＨ2O的沸石类固相。其中氧化钾为可溶性的，能被植物吸收，且不易流失，是一种缓释肥料，含有效K2O 20%～26%，其中大部份二氧化硅也属可溶性。
5、高炉冶炼法 钾长石、石灰石、白云石、萤石和焦炭等，经破碎机破碎后，按比例配料入炉。炉缸温度高达1500℃，挥发出来的K2O与炉内的CO2作用，生成K2CO3。在有水蒸汽及大量CO2 存在的情况下，生成的K2CO3部份转化为KHCO3。高炉排出的熔渣，经水淬后加工成白色水泥。
6、低温分解法 在助剂和硫酸存在下，低温度（100℃）分解钾长石，可生产出硫酸钾铵二元复肥、聚合氯化铝、白炭黑等产品。
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