非金屬礦產品是現代工業的重要基礎材料,也是支撐現代高新技術產業的原輔材料和節能、環保、生態等功能性材料,在現代經濟和社會發展中扮演越來越重要的角色。 非金屬礦最突出的特點是礦種多。目前,世界上開發利用的非金屬礦產有200余種(包括寶玉石),我國已發現有經濟價值的非金屬礦產有100多種。非金屬礦產的又一個突出特點是各礦種的性質差異很大,共性很少。物性和價值的天壤之別,決定其采礦、選礦、加工方法千差萬別。再加上多數非金屬礦是以有用礦物集合體或巖石為利用對象,在選礦作業中,保護有用礦物晶體,保持礦物的使用價值不降低,成為確定選礦工藝和設備選型的主要原則,因此,非金屬礦選礦比其他固體礦產復雜得多。 非金屬礦選礦方法按照分離物料手段的不同,可分為物理法、化學法、綜合法等。目前,由于工藝成本和技術積累優勢,基于礦物比重、磁性和可浮性差異的物理方法依然是非金屬礦選別的主流技術,不過,由于材料產業的發展和后續應用,對材料純度等性能提出了更高的要求,一些化學提純工藝得到了更多的重視,成為進一步提升產品品質的重要和必要的技術手段,是傳統物理選礦方法的重要補充。綜合兩類技術的特點,考慮成本和技術銜接,形成了一些綜合性流程,成為非金屬礦選礦方法的一個重要趨勢。 在非金屬礦的礦物加工過程中,化學選礦方法已成為提升產品品級的必要手段。常用于提高產品純度、去除致色物質的方法有酸浸、煅燒、配合、堿浸等技術。武漢理工大學羅國清、高惠民等人針對吉林某低品位硅藻土礦的礦物組成,進行了選礦提純試驗研究。結果表明,該礦主要由蛋白石及其變種以及少量石英、長石、高嶺石等雜質礦物組成;通過條件試驗確定了擦洗和酸浸的最佳試驗條件,采用擦洗-沉降分級-酸浸流程獲得了SiO2含量82.45%、Fe2O3含量0.72%的硅藻土精礦。Osman San等人對用于多孔陶瓷材料的硅藻土原料進行提純處理,采用鹽酸(5moI/L)在75℃溫度下酸浸12h,SiO2含量可量可達95%。該材料在1300℃燒結,可獲得孔隙率達48%的多孔結構。 中國地質科學院礦產資源研究所的于波、熊宇華等人以大埔洋子湖礦山高嶺土原礦為研究對象,通過選礦試驗,確定了合理的選礦工藝。原礦除砂試驗后精礦產率33.57%,SiO2含量由69.48%降低到51.08%,Al2O3含量由 20.27%提高到32.13%。對精礦進行除鐵增白,使Fe2 O3含量由1.38%降低到0.66%,燒成白度由66.7%提高至86.l%。經過選礦后的高嶺土產品達到陶瓷用高嶺土TC-2級國家標準。高嶺土選礦中產生的尾礦經過進一步選礦,可使其K2O+Na20含量由6.33%提高到7.22%,Fe203含量由0.59%降低到0.13%,可作為長石原料應用于陶瓷工業。在增白試驗中,根據該礦山資源為低鈦高鐵型的特點,采用磁選與化學漂白相結合的工藝進行除鐵增白。其中,磁選增白設備采用SLon100高梯度磁選機,其后采用硫酸、硫代硫酸鈉和草酸進行化學漂白30min。中國地質大學于吉順、管俊芳等人對湖北通城高嶺土資源的加工與漂白進行了試驗研究。結果表明,湖北通城高嶺土的白度主要受TFe203含量影響,與有機質無關,并且白度與TFe203含量呈反線性相關。通過化學方法對通城高嶺土進行除鐵增白試驗,一次除鐵率可達50%,白度也有明顯增加,化學分析進一步證明該地區高嶺土白度與TFe203含量呈反線性相關。
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