專利名稱：含長石硅砂預活化和降氟浮選新工藝的制作方法
技術領域：
本發明是關于硅砂選礦的處理工藝，適用于含長石天然硅砂的浮選。采用本方法可以使浮選廢水中氟離子含量降到3mg/l，全廠選礦廢水的氟離子含量2mg/l。用本方法浮選含長石的天然硅砂，可使長石和石英很好地分離，生產出優質石英砂，為浮法玻璃工業提供高質量的硅質原料，為鑄造工業提供優質造型材料。同時，長石副產品的質量也有很大提高，可以在工業生產中得到應用。
背景技術：
石英砂是浮法玻璃的主要硅質原料，也是鑄造工業和耐火材料工業的主要造型材料。兩者都要求石英砂的粒度均勻，化學成份穩定，SiO2含量高，Al2O3和Fe2O3含量低(鑄造和耐火材料用砂對Fe2O3要求不太嚴格)。但我國天然硅砂大部分都是含長石的硅砂，SiO2含量低，Al2O3和Fe2O3含量高，不能滿足浮法玻璃和鑄造工業的要求，必須通過選礦處理才能做浮法玻璃的原料或鑄造工業造型材料。
分離含長石天然硅砂的最有效的方法是浮選法。世界上浮選分離長石、石英有兩種方法氫氟酸浮選法和無氟浮選法。
氫氟酸浮選法用氫氟酸或氟化物做長石的活化劑。傳統的氫氟酸浮選法是將活化劑、調整劑、捕收劑一起加到浮選系統中調漿，然后在酸性礦漿中浮選。該方法的長石和石英的分選性好，可以獲得質量較好的石英砂產品和長石副產品。但因將活化劑直接加到浮選系統，礦漿中存在大量多余的活化劑，使浮選廢水中含有大量的氟離子。選礦廢水直接外排對環境會產生污染；如對浮選廢水處理后再排放，由于選礦廢水的量很大，處理費用高，又增加了生產成本。因此，限制了該方法的應用。
無氟浮選法是為解決氫氟酸法對環境污染而發明的。該方法不用氫氟酸，因此，消除了氫氟酸法氟離子對環境的污染。但該方法的長石、石英的分選性不如氫氟酸法好，再加上藥劑用量大、藥劑價格高，影響了其推廣和應用。
直到目前為止，除中非地質工程勘查研究院在山東建設了硅砂無氟浮選生產線外，我國還沒有用氫氟酸法浮選的生產線，大多數硅砂礦只對含長石天然硅砂進行水洗、脫泥等簡單處理，硅砂中的鐵、鋁含量仍然很高，不能直接做浮法玻璃原料。浮法玻璃企業只好以砂巖做主要硅質原料，配以經簡單水洗、脫泥處理的含長石的天然硅砂或長石粉。由于砂巖過粉碎的超細粉多，再加上簡單選礦處理的天然硅砂的鐵、鋁含量高，浮法玻璃的質量難以提高。
本方法是在氫氟酸浮選基礎上研究發展的新技術、新工藝，并選用新的浮選藥劑，解決了氫氟酸法對環境污染的問題；同時，使浮選分離長石、石英的分選指標好；浮選藥劑用量大大減少，降低了生產成本。
發明內容
本專利方法主要目的是解決氫氟酸法對環境的污染問題，提高長石、石英的分選性，生產浮法玻璃工業和鑄造工業要求的優質石英砂；同時提高副產品長石的質量，使其能用于工業生產。
本專利發明人通過大量試驗研究確認，氫氟酸浮選法長石活化機理是SiF6-2吸附在長石顆粒表面的Al+++上再與胺絡合，使長石顆粒上浮。因此，可以采用預活化和降氟工藝。預活化后先脫藥和降氟處理，然后加入調整劑、浮選劑調漿，再進行浮選。
對傳統的氫氟酸浮選法的試驗研究發現，活化劑的用量要大于消耗在長石表面上的量才能起活化作用。我們曾經多次測定用氟化鈉做活化劑選礦廢水中的氟離子含量。當氟化鈉用量在2.0Kg/T硅砂時(活化長石的最低用量)，預活化脫氟的水中氟離子含量為700～800mg/l(多次試驗的化驗分析結果的范圍)。若該量氟化鈉在預活化時全溶于水中而不與硅砂作用，理論計算水中的氟離子含量應為1616.25mg/l。理論計算與化驗分析結果的差距說明，只有1/2左右的氟離子吸附在長石表面上，其余的氟離子都在礦漿中。如何使浮選廢水的氟離子含從700～800mg/l降到10mg/l以下？根據長石的活化機理，采用預活化和降氟處理工藝，使進入浮選系統的礦漿中的氟離子大部分被去除。
本專利方法的技術關健是選擇合適的活化劑和浮選劑；在浮選分離長石、石英之前進行預活化，使活化劑與長石顆粒充分作用，提高長石和石英的分選性；預活化和降氟處理后浮選；預活化脫出的高含氟水和浮選水分別循環使用，使選礦廠排出的選礦廢水中氟離子含量大大降低，對環境沒有污染。
本方法的工藝流程見附圖
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用本方法對多個含長石硅砂礦進行過浮選試驗，都取得了較好的試驗結果。現將某地硅砂經一次粗選所得的試驗結果列出。
1原砂化學成份 SiO290.64％， Al2O35.01％，Fe2O30.33％。
2.預處理浮選后精砂指標石英砂對原礦產率73.13％；化學成份為 SiO298.6％，Al2O30.65％Fe2O30.08％。
長石對原礦產率21.0％；化學成份為Al2O317.19％， Fe2O30.35％。
3.廢水中氟離子含量浮選礦漿中氟離子含量3.0mg/l；選礦系統排出廢水中的氟離子含量2.0mg/l。
4.浮選藥劑用量活化劑1.5Kg/T砂。
浮選劑1.2Kg/T砂。
具體實施例方式實施本專利技術應嚴格按照工藝流程操作。預活化在一定濃度的礦漿中加入氟化物或氫氟酸，礦漿必須保持酸性，預活化時間10～20分鐘，使活化劑充分與礦物作用；降氟處理在一定濃度的堿性礦漿中加入降氟藥劑，處理時間15～25分鐘。降氟藥劑為選礦工業普遍采用的通用藥劑，浮選使用的藥劑為本發明專用的浮選劑。
實施本專利技術在預活化和降氟脫水脫藥時，礦漿濃度一定要達到要求的指標，才能使浮選礦漿中氟離子含量達到要求。如果嚴格按照本專利的工藝流程操作，選用合適的活化劑、降氟藥劑和浮選藥劑，就能生產出優質石英砂和合格的長石副產品。
我國國家標準《污水綜合排放》GB8978-1996規定廢水中氟離子含量分為三類，一類地區為10mg/l，二類地區為20mg/l，三類地區這30mg/l。本專利方法選礦廢水中氟離子含量低于國家標準的要求。
權利要求
本專利方法是關于硅砂的選礦處理的新工藝，適用于含長石硅砂的浮選。本發明的特征在于1浮選分離長石、石英之前，先對硅砂進行預活化，即在一定濃度的礦漿中加入氟化物或氫氟酸，與長石顆粒表面充分作用，提高長石和石英的分選性。2.預活化后將多余的活化劑脫出。3對礦漿進行降氟處理，即在一定濃度的堿性礦漿中加入降氟藥劑，使礦漿中氟離子含量降到最低程度。4.預活化脫出的水和浮選產品脫出的水分別循環使用，使外排的選礦廢水氟離子含量為2.0mg/l，消除了選礦廢水對環境的污染。
全文摘要
本方法是關于硅砂的選礦處理工藝，適用于含長石硅砂的浮選，其技術關健是在浮選分離長石、石英之前對硅砂進行預活化處理，使活化劑與長石顆粒充分作用，提高長石和石英的分選性。預活化處理后將多余的活化劑脫出，再進行降氟處理，使浮選礦漿中的活化劑含量降到最小程度，這樣可減少捕收劑的用量。預活化處理脫出的水和浮選廢水分別循環使用，使外排的選礦廢水中氟離子含量在3.0mg/l以下，解決了含氟離子選礦廢水對環境污染的問題。本方法的工藝流程見附圖。
文檔編號B03B1/00GK1406670SQ0113069
公開日2003年4月2日 申請日期2001年8月30日 優先權日2001年8月30日
發明者賈玉英 申請人:徐霖, 張兄明