合浦滬天高嶺土有限責任公司石英砂選礦試驗研究報告武漢理工大學資源與環境工程學院二0一0 年 九 月負責人： 高惠民 教授編制人： 高惠民 教授 張凌燕 副教授 程 濤 高級工程師 印 航 肖 曲 魏婷婷 趙成名 劉國舉 楊香風目錄1前言12.試驗樣品的制備13.礦石性質13.1粒度組成分析13.2礦物工藝學研究43.2.1化學成分43.2.2石英砂的礦物組成43.2.3脈石礦物XRD分析53.2.4小結54試驗主要儀器設備64.1主要儀器設備64.2 主要藥劑及種類65選礦試驗研究65.1擦洗試驗65.1.1擦洗時間試驗75.1.2擦洗濃度試驗75.1.3分散劑用量試驗85.2重選試驗85.3 棒磨試驗95.3.1棒磨時間試驗95.3.2棒磨濃度試驗105.3.3棒磨試驗結果分析105.4磁選試驗105.4.1磁場強度試驗105.4.2礦漿流速試驗115.4.3磁選試驗結果分析115.5浮選試驗125.5.1浮選濃度試驗125.5.2浮選pH值試驗125.5.3捕收劑用量試驗125.5.4浮選試驗結果分析135.6酸浸試驗135.7瓷球磨試驗145.8推薦工藝流程圖156結論16附表：171前言武漢理工大學資源與環境工程學院受廣西合浦縣滬天高嶺土有限公司的委托，對其所有高嶺土尾礦石英砂進行提純試驗研究，以確定該礦石的選礦工藝流程、最佳工藝條件，考察通過分選所能達到的產品質量等級，為選廠設計提供參考。2.試驗樣品的制備根據委托方的要求，針對其前3年高嶺土尾礦進行研究。尾砂樣品從尾礦壩中取樣，采取深挖取樣的方式進行，多點取樣。每個取樣點取樣量不小于5kg，所有取樣點的樣品經混勻、縮分至1000kg送實驗室進行提純試驗。3.礦石性質尾礦砂外觀呈白色，夾雜較多黑、灰色礦物，為高嶺土選礦尾礦，含有石英、云母及少量高嶺土。3.1粒度組成分析礦石中主要目的礦物的粒度組成及分布特點對制定合理工藝流程有較大的影響，為此，采用篩分分級的方法測定原礦粒度組成，了解石英砂與脈石的分布規律，為制定適宜流程提供依據。尾礦砂粒度組成見表3-1。表3-1 尾砂粒度組成粒級/mm+0.55-0.55+0.10-0.10+0.075-0.075+0.045-0.045產率/%58.0426.932.752.1310.15將尾砂分級產品做XRD測試，結果見圖3-1圖3-4。圖3-1 尾砂+0.55mm XRD圖譜圖3-2 尾砂-0.55mm+0.10mm XRD圖譜圖3-3 尾砂-0.10+0.045mm XRD圖譜圖3-4 尾砂-0.045mm XRD圖譜由表3-1及圖3-1圖3-4可知，尾砂中可用作玻璃原料的粒級占84.97%，可做高嶺土利用的占10.15%。符合玻璃砂粒級（-0.55mm+0.10mm）的石英砂占26.93%，大于該粒級的石英砂占58.04%。+0.55mm粒級的石英砂純度較高，可用作加工高品質的石英砂。-0.10mm+0.045mm粒級產率僅占4.88%，且云母含量較高，可直接拋尾。-0.045mm主要為高嶺土，可回收利用。3.2礦物工藝學研究由于尾砂+0.55mm粒級石英砂品質較好，可作為高純石英砂的原料，因此，對其進行礦物工藝學研究。3.2.1化學成分對尾砂+0.55mm粒級石英砂進行化成分學分析，結果見表3-2。表3-2 尾砂+0.55mm粒級石英砂化學分析結果組 分SiO2Al2O3Fe2O3CaOTiO2K2OZrO2P2O5Cr2O3燒失量含量/%99.050.460.0180.10-0.0430.049-0.0170.15由表3-2可知，尾礦+0.55mm粒級Fe2O3含量較低，為0.018%，通過選礦提純有望生產Fe2O3小于0.01%的高白玻璃砂。3.2.2石英砂的礦物組成根據肉眼觀察，把石英砂中灰色灰黑色顆粒挑出，磨制成砂礦薄片，另把砂礦中干凈的石英砂也磨制薄片，分別進行顯微鏡的觀察。石英砂礦的主要礦物是石英、少量的白云母、極少量普通輝石、角閃石（已蝕變為云母）、鋯石、金紅石等。石英：以石英顆粒的集合體出現，（照片1）石英的粒度大小不一；一般情況顆粒間或裂縫中會有粘土等少量的雜質。肉眼觀察為灰色的顆粒，鏡下表面較臟，（照片2），而且大顆粒的集合體中，常可見包體或白云母顆粒。有少部分顆粒內部含有纖維狀或針狀的金紅石的包裹體。干凈的石英砂磨制的薄片。鏡下石英的表面干凈，包體含量少。石英含量可達9699%。云母類：云母類以白云母為主，有少量的黑云母（照片3、4）。白云母呈微小的片狀或條狀（照片5、6、7、8），大小不同，最大0.150mm，最小0.001mm，一般0.030mm，和石英相互交織在一起；云母類礦物嵌布粒度較細，不容易單體解離，常和石英等共生在一起。普通輝石：砂礦中呈單體存在（照片9），肉眼觀察為綠黑色，顆粒1.03mm，容易和石英分離。黑云母單體：和輝石共生在一起或呈單體存在，容易和石英分離（照片10）。金紅石：砂礦中的金紅石都以包裹體形式存在于石英中。根據金紅石的形態可分為兩類：纖維狀針狀的包裹體（照片11）；粒狀的包裹體。這兩類包裹體顆粒細小，無法單體解離，影響石英精礦的質量。鋯石：以包體形式分布在石英顆粒內（照片12），一般0.0210.035 mm，無法和石英顆粒分離。總之，云母、輝石、金紅石和鋯石在灰色灰黑色礦石薄片中含量較高、而在肉眼觀察白色無色的石英薄片中含量少。鏡下統計結果見表3-3。表3-3 石英砂礦中礦物的組成組分/%石英云母其他（輝石、金紅石、角閃石、電氣石）灰色灰黑色石英砂薄片96.582.480.94%淺色石英砂薄片99.300.610.09%3.2.3脈石礦物XRD分析通過肉眼觀察，把礦物中暗色礦物挑出，做XRD，結果見圖3-5。3-5 暗色礦物XRD圖譜由圖3-5可知，礦石中脈石礦物主要是云母類、金紅石、輝石類和少量鐵礦，和鏡下觀察結果一致。3.2.4小結石英砂礦中，主要脈石礦物是云母類、輝石、少量的電氣石、金紅石、鋯石和赤褐鐵礦。云母類礦物嵌布粒度細，針對玻璃用石英砂，由于粒度控制在0.10mm以上，主要有一部分云母、金紅石、鋯石和細粒級的電氣石無法單體解離，選礦無法去除，而對單體的輝石、角閃石、褐鐵礦、部分電氣石，通過選礦可以去除。4試驗主要儀器設備4.1主要儀器設備表4-1主要儀器與設備表序號儀器設備規格及名稱生產廠家用途10.55mm(30目)，0.18mm（80目）0.108mm（140目），0.074mm (200目)，0.045 mm (325目)標準篩上虞五四建材儀器廠篩分2XDT-30L調漿桶天津礦山儀器廠調漿3烘箱長沙儀器儀表廠制造干燥4萬分位分析天平上海天平儀器廠稱量5XBM-70型三輥四筒棒磨機湖北省探礦機械廠棒磨6SL-100型高梯度磁選機贛州金環磁選設備有限公司磁選7XFD型單槽式浮選機吉林省探礦機械廠浮選8XTJ型攪拌機長春探礦機械廠攪拌9螺旋溜槽四川省地質局重選10XMCQ-280290瓷襯球磨機武漢探礦機械廠球磨4.2 主要藥劑及種類表4-2 主要藥劑及種類表序號藥劑種類生產廠家用途備 注1濃硫酸國藥接團化學試劑有限公司浮選藥劑分析純2濃鹽酸信陽淮河化學試劑有限責任公司酸浸石英砂分析純3十二胺-化學純4六偏磷酸鈉天津縱橫興工貿有限公司分散劑分析純5選礦試驗研究以高嶺土尾礦（石英砂）為條件試驗的研究對象，尋求合理的加工工藝流程及最佳工藝條件。5.1擦洗試驗將高嶺土尾礦配成一定濃度的礦漿在攪拌桶中攪拌，由于石英砂間的相互摩擦，使其表面的粘土礦、氧化鐵膜得到去除，而后通過0.55mm、0.10mm兩段標準篩篩分，得到+0.55mm、-0.55mm+0.10mm、-0.10mm三個粒級產物，并以+0.55mm、-0.55mm+0.10mm粒級產率考察擦洗效果。5.1.1擦洗時間試驗在60%的礦漿中加入原礦量1%的六偏磷酸鈉溶液，進行擦洗試驗，擦洗完畢對產物進行粒度分級。試驗結果見表5-1。表5-1 擦洗時間試驗結果擦洗時間/min81012151822+0.55mm產率/%49.4048.5047.5247.0046.8545.85-0.55mm+0.10mm產率/%24.8227.2028.1532.5026.1527.50累計產率/%74.2275.7075.6779.5073.0073.35從表5-1可知，隨著擦洗時間的增加，+0.55mm粒級的石英砂產率持續下降，-0.55mm+0.10mm粒級呈現先增加后緩慢減少的趨勢，該粒級的減少主要是石英砂表面風化層和吸附粘土礦物在擦洗中剝落造成的，有利于玻璃砂質量的提高。最佳擦洗時間確定為18min。生產中采用的擦洗機擦洗強度更大，擦洗時間和目的粒級產率都會降低，但產品質量會有所提高。5.1.2擦洗濃度試驗將尾砂制備為50%、60%、70%、75%濃度的礦漿，加入原礦量1%的六偏磷酸鈉溶液，擦洗18min，擦洗完畢對產物進行篩分。試驗結果見表5-2：表5-2 擦洗濃度試驗結果擦洗濃度/%50607075+0.55mm產率/%53.7547.0046.7542.35-0.55mm+0.10mm產率/%24.0232.5027.3523.75累計產率/%77.7779.5074.1066.10對70%、75%濃度條件下擦洗分級產品進行含鐵量測試，結果見表5-3。表5-3 擦洗產品鐵含量測試結果濃度/%7075粒級/mm+0.55-0.55+0.10+0.55-0.55+0.10Fe2O3/（g/g）126.041120.69102.651168.74從表5-2、表5-3可知，擦洗濃度越大，效果越好，但由于以上試驗是由小型擦洗機完成的，試驗室的大型擦洗機功率限制，最大擦洗濃度不能超過60%，因此確定試驗室最佳擦洗濃度為60%。5.1.3分散劑用量試驗加入0.2%、0.5%、0.8%、1%的六偏磷酸鈉，進行分散劑用量試驗，結果見表5-4：表5-4 擦洗分散劑用量試驗結果分散劑用量/%0.20.50.811.2+0.55mm產率/%43.9846.0048.9047.0046.85-0.55mm+0.10mm產率/%24.3321.8027.6532.5033.14累計產率/%68.3167.8076.5579.5079.99由于尾砂中含有較多的高嶺土，在擦洗試驗中發現，當分散劑用量小于1%時，出現了礦漿粘稠，不能正常攪拌的現象，當分散劑用量大于1%以后，這種現象消失。因此確定最佳分散劑用量為1%。在最佳擦洗試驗條件下得到+0.55mm、-0.55mm+0.10mm、-0.10mm三種產品，對-0.55mm+0.10mm玻璃砂粒度的產品進行化學分析，結果如表5-5。表5-5 擦洗玻璃砂化學成分分析結果組 分SiO2Al2O3Fe2O3CaOTiO2K2OSO3P2O5Cr2O3燒失量含量/%98.500.5700.0720.0460.2600.0450.0200.0370.0650.3參照中國平板玻璃和器皿玻璃的一般技術指標要求（見附表），擦洗后玻璃砂化學成分滿足級平板玻璃和級器皿玻璃的要求。5.2重選試驗擦洗玻璃砂化學成分分析結果結合顯微鏡鏡下觀察可知，經過擦洗工藝處理后的玻璃砂中含有較多的鐵鈦及云母等雜質，可以通過螺旋溜槽-搖床組合的重選流程，對石英砂進行提純并將其中的鐵鈦富集。重選試驗流程如圖5-1。搖床中礦鐵鈦礦物搖 床螺 旋 溜 槽石英砂1擦洗玻璃砂中礦返回石英砂2圖5-1 重選試驗工藝流程圖重選試驗產率及精礦化學分析結果見表5-6、表5-7。表5-6 重選試驗結果產品石英砂1溜槽中礦溜槽尾礦產率/%75.6816.507.82產品石英砂2搖床中礦鐵鈦礦物產率/%62.527.210.3表5-7 重選試驗產品化學成分分析組分/(%)SiO2Al2O3Fe2O3CaOTiO2K2OSO3P2O5Cr2O3CO3溜槽精礦99.070.340.13-0.190.03-0.24組分/(%)SiO2Al2O3Fe2O3CaOTiO2K2OSO3P2O5Cr2O3CO3搖床尾礦54.812.9812.040.8124.920.070.220.350.041.19組分/(%)Na2OMgOMnOZnOY2O3ZrO2Nb2O5BaOThO2搖床尾礦0.100.550.410.030.161.100.080.100.05由表5-7，溜槽工藝進一步提高了石英砂產品的品質，除鐵超標之外，其余指標均達到級玻璃砂的標準。鐵含量提高的原因是因為溜槽將云母富集到了精礦中。搖床工藝能夠比較有效的富集溜槽尾礦中的鐵鈦等重礦物，經過搖床處理得到的石英可以返回溜槽工藝進行分選，鐵鈦等重礦物可以進一步回收。5.3 棒磨試驗擦洗分級后+0.55mm粒級石英砂不能直接作為玻璃砂產品，必須粉碎到-0.55mm+0.10mm粒級；粉碎的方式主要有輪碾機（石碾）、球磨機及棒磨機。石碾工藝無鐵污染，但處理能力低，生產工藝落后；球磨工藝采用高鋁介質，無鐵污染，但處理能力小，過粉碎現象嚴重，玻璃砂級別產率低；棒磨工藝有鐵污染，但生產能力大，過粉碎現象小。首先選擇棒磨工藝粉碎+0.55mm粒級石英砂。5.3.1棒磨時間試驗礦漿濃度為60%，介質填充率40%，棒磨時間取3min、6min和9min。為了模擬生產上磨礦作業方式，采用先磨礦3min后將-0.55mm+0.10mm粒級篩分出來，將剩余大顆粒繼續研磨2min的磨礦方式，產率結果見表5-8。表5-8 棒磨時間試驗結果時間/min產率/%+0.55mm-0.55mm+0.10mm-0.10mm347.5243.978.5162.9977.1919.8091.3873.6824.943+26.0578.0015.94從表5-8可以看出，采用模擬連續磨礦方式，能提高玻璃砂級別產率，同時使-0.10mm粒級產率降低，減少了過粉碎現象的發生。5.3.2棒磨濃度試驗磨礦時間6min，介質填充率40%，磨礦濃度分別為50%、60%和70%。棒磨濃度試驗結果見表5-9。表5-9 棒磨濃度試驗結果濃度/%產率/%+0.55mm-0.55mm+0.10mm-0.10mm501.9379.2518.58602.9977.1919.80702.5872.4424.98由表5-9可知，50%磨礦濃度下目標粒級產率最大，過粉碎最少，60%磨礦濃度略遜于50%磨礦濃度，70%濃度出現了比較嚴重的過粉碎現象。考慮到較高的磨礦濃度在工業上效率更高，而60%磨礦濃度與50%磨礦濃度的產率數據很接近，因此確定適宜的磨礦濃度為55%。5.3.3棒磨試驗結果分析最佳棒磨條件為：55%磨礦濃度，先棒磨3min，分級后再磨2min。在最佳磨礦條件下，得到棒磨后-0.55mm+0.10mm玻璃砂粒級的產品化學分析結果見表5-10。表5-10 棒磨試驗產品化學成分分析組 分SiO2Al2O3Fe2O3CaOTiO2K2OSO3P2O5Cr2O3燒失量含量/%99.450.190.0320.0230.0210.0180.045-0.15對比中國平板玻璃和器皿玻璃的一般技術指標要求可知，棒磨得到的玻璃砂產品符合國家級平板玻璃和器皿玻璃的要求。5.4磁選試驗鐵含量是影響玻璃砂品級的重要指標。玻璃砂中鐵的含量直接影響著產品的價格，因此，采用磁選工藝，降低產品中鐵的含量，提高產品質量。磁選試樣為尾礦擦洗分級后+0.55mm粒級的產物經過最佳棒磨條件棒磨得到的玻璃砂粒級產品（以下簡稱尾礦擦洗-棒磨砂），探索磁選條件下所能獲得的產品品質（以下簡稱尾礦擦洗-棒磨-磁選砂）；并在最佳磁選條件下，對尾礦擦洗分級后-0.55mm+0.10mm粒級產物進行溜槽分選得到的精礦（以下簡稱尾礦擦洗-溜槽砂）進行磁選，得到相應磁選產品（以下簡稱尾礦擦洗-溜槽-磁選砂）。5.4.1磁場強度試驗在1cm/s的礦漿流速條件下，分別采用1.2T、1.0T、0.8T的磁場強度進行試驗，得到產率結果如表5-11，產品鐵含量測試結果見表5-12。表5-11 磁場強度試驗結果磁場強度/T1.21.00.8精礦產率/%97.4397.4898.27尾礦產率/%2.572.521.73表5-12 磁場強度試驗產品測試結果磁場強度/T1.21.00.8Fe2O3/（g/g）170.02185.04203.45由表5-11、5-12可知，場強越大，精礦中的含鐵量越低。考慮到1.2T和1.0T場強條件下，分選效果比較接近，生產中的場強為1.0T，因此選定1.0T為最佳場強條件。5.4.2礦漿流速試驗在高梯度磁選機分選過程中，礦漿流經介質的速度，是影響分選效果的重要指標。在1.0T磁場強度下，分別選定1.25cm/s、1.0cm/s、0.75cm/s三個不同的流速進行試驗，產率結果見表5-13，產品鐵含量測試結果見表5-14。表5-13 磁選流速試驗結果流速/ cm/s1.251.00.75精礦產率/%98.1497.4898.14尾礦產率/%1.862.521.86表5-14 磁選流速試驗產品測試結果流速/ cm/s1.251.00.75Fe2O3/（g/g）275.85185.04195.91由試驗結果可知，當礦漿流速為1.0cm/s時，精礦鐵含量最低，所以最佳礦漿流速為1.0cm/s。5.4.3磁選試驗結果分析最佳磁選條件為：磁場強度1.0T，流速1.0cm/s。在最佳磁選條件下，對尾礦擦洗-棒磨砂和尾礦擦洗-溜槽砂進行磁選試驗，得到尾礦擦洗-棒磨-磁選砂和尾礦擦洗-溜槽-磁選砂兩組產品，對其進行化學分析，結果如表5-15。表5-15磁選試驗產品化學成分分析組分含量/%SiO2Al2O3Fe2O3CaOTiO2K2OSO3燒失量尾礦擦洗-棒磨-磁選砂99.630.150.024未檢出0.0230.028-0.10尾礦擦洗-溜槽-磁選砂99.340.320.0330.0210.0580.045-0.12將磁選產品化學分析結果與表5-7、5-10對比，可以發現，經過磁選后，產品品質有明顯的提高，但尾礦擦洗-溜槽-磁選砂鐵鈦含量較高，特別是Al2O3含量比尾礦擦洗-棒磨-磁選砂高一倍多，說明該產品中云母含量較高。對比相關國標，尾礦擦洗-溜槽-磁選砂已經達到了國家平板玻璃和器皿玻璃級標準。在最佳磁選條件下，進行了兩段磁選，產品鐵含量147.58g/g。兩段磁選試驗結果表明，一段磁選除去了大部分磁性礦物雜質，二段磁選起精選作用。5.5浮選試驗尾礦石英砂經過提純后的產品中，主要的雜質仍然是云母。云母不僅含有較高的鋁和鉀，由于其層狀結構一部分鐵以類質同像存在于云母中，一部分鐵雜質在云母片間。因此，采用浮選方法，以胺類作捕收劑除去產品中的云母，同時，也能去除含鐵礦物，達到提純及降低鐵含量的目的。浮選試樣為尾礦擦洗-棒磨-磁選砂，探索最佳浮選條件，并考察浮選產品品質。5.5.1浮選濃度試驗試驗條件：礦漿溫度30，pH=2.5，十二胺用量為100g/t。礦漿濃度分別為：20%、30%、40%。試驗的產率結果見表5-16。表5-16 浮選濃度試驗結果礦漿濃度/%203040精礦產率/%99.2699.2499.38尾礦產率/%0.740.760.62由表5-16可知，在礦漿濃度為30%時，尾礦產率最高，在試驗過程中觀察發現，尾礦為黑色、灰色片狀物質，主要為云母及含鐵雜質礦物，因此，確定適宜浮選濃度為30%。5.5.2浮選pH值試驗試驗條件：礦漿溫度30，十二胺用量為100g/t，礦漿濃度30% pH=2、2.5、3、3.5。試驗的產率結果見表5-17。表5-17 浮選pH值試驗結果pH22.533.5精礦產率/%98.1699.2495.6058.33尾礦產率/%1.840.764.4041.67在試驗過程中發現，pH=3時，浮選的尾礦中有少量細粒石英出現，pH=3.5時，尾礦中出現了大量石英，選擇性明顯降低，因此，浮選pH必須小于3。pH=2.5尾礦產率低，浮選選擇性好，因此確定適宜浮選pH=2.5。5.5.3捕收劑用量試驗試驗條件：礦漿溫度30，到pH=2.5，礦漿濃度為30%。十二胺用量分別為120g/t、100g/t，80g/t、50g/t。試驗的產率結果見表5-18。表5-18 捕收劑用量試驗結果捕收劑用量/（g/t）1201008050精礦產率/%98.1499.2499.2199.28尾礦產率/%1.860.760.790.71由表5-18可知，捕收劑用量為120g/t時，尾礦產率最高，但尾礦中有少量石英，判定為捕收劑過量。捕收劑用量分別為100g/t、80g/t時，尾礦產率接近的，用量為50g/t時略有下降，可能是捕收劑用量不足導致的。由此確定最佳捕收劑用量為80g/t。5.5.4浮選試驗結果分析在最佳浮選試驗條件下(pH=2.5、十二胺用量80g/t、礦漿濃度30%)，分選尾礦擦洗-棒磨-磁選砂，得到的產品（以下簡稱為尾礦擦洗-棒磁-浮選砂），對其進行化學分析，結果如表5-19。表5-19浮選產品化學成分分析組分含量/%SiO2Al2O3Fe2O3CaOTiO2K2OSO3燒失量尾礦擦洗-棒磁-浮選砂99.840.110.020.01-0.020.030.18由表5-19可知，浮選產品的品質較尾礦擦洗-棒磨-磁選砂有了進一步的提高。礦物工藝學研究表明，尾礦+0.55mm石英內部包裹有含鐵、鈦的礦物，且石英顆粒風化裂隙內部夾雜有云母等雜質，這部分雜質如不能解離，則不能通過選礦手段去除，因此將+0.55mm棒磨到-0.18+0.10mm粒級，使雜質解離，并將產品與尾礦棒磨砂一同進行兩段磁選、浮選處理，產品鐵含量測試結果見表5-20。表5-20 浮選產品鐵含量測試結果產品粒級/mm-0.55+0.10-0.18+0.10Fe2O3/g/g116.51158.29由表5-20可知，-0.18mm+0.10mm粒級較-0.55mm+0.10mm粒級鐵含量高，原因是-0.55mm+0.10mm粒級的粒度較細，表面積大，吸附較多鐵離子所致。5.6酸浸試驗由于棒磨采用鐵作為磨礦介質的緣故，會對石英砂造成鐵污染，影響產品品質，因此將-0.55mm+0.10mm和-0.18mm+0.10mm的兩段磁-浮選產品進行酸浸處理。酸浸能夠溶解石英表面附著的鐵離子，提高產品品質。酸浸試驗條件如下：采用10%的鹽酸，將石英砂完全浸沒，恒溫40浸泡2小時。酸浸產品鐵含量測試結果見表5-21。表5-21 酸浸產品鐵含量測試結果產品粒級/mm-0.55+0.10-0.18+0.10Fe2O3/g/g79.8856.41由表5-21可知，酸浸工藝能夠有效去除棒磨介質造成的鐵污染；較細的磨礦細度能夠使雜質解離，通過選礦手段去除，酸洗能將石英砂表面附著的鐵離子除去，產品鐵含量大幅降低，品質要好于較粗磨礦細度的產品。5.7瓷球磨試驗由于棒磨的磨礦介質對產品造成鐵污染，為了較少污染，采用瓷球磨。將尾礦+0.55mm進行瓷球磨并分級，滿足玻璃砂粒級的產品，進行兩段磁選、浮選，得到尾礦瓷球磨-磁選-浮選砂，并對產品進行酸浸，得到尾礦瓷球磨-磁選-浮選-酸浸砂，以上兩種產品鐵含量測試結果見表5-22。表5-22 瓷球磨產品鐵含量測試結果產品尾礦瓷球磨-磁選-浮選砂尾礦瓷球磨-磁選-浮選-酸浸砂Fe2O3/g/g84.5765.79對比表5-19、表5-20、表5-21可知，棒磨對產品造成的鐵污染，是磁選及浮選工藝不能完全消除的。通過瓷球磨工藝，能夠獲得品質較好的產品。將瓷球磨產品進行分級，結果見表5-23。表5-23 瓷球磨產品產率結果粒級/mm-0.55+0.18-0.18+0.10-0.10產率/%20.4718.7360.80由表5-23可知，瓷磨產品中-0.10mm粒級差率達60.80%，主要是實驗室磨礦為間歇式磨礦，過粉碎現象嚴重。生產中磨礦為連續磨礦分級，該級別產率會顯著降低。對瓷球磨產品進行磁選，試驗條件為：場強1.0T，流速1.0cm/s。對磁選產品測試鐵含量，結果見表5-24。表5-24 瓷球磨-磁選產品鐵含量測試結果粒級/mm-0.55+0.18-0.18+0.10-0.10Fe2O3/（g/g）201.77157.44608.5-0.10mm粒級磁選產品測試白度，研磨前白度為82.75%，研磨后白度為85.20%。可作為石英粉產品銷售。對瓷球磨磁選產品進行浮選試驗，試驗中發現，由于-0.10mm粒級的瓷球磨-磁選產品細粒石英含量較高，泥化較嚴重，浮選效果較差，因此只得到兩種浮選產品。產品測試鐵含量，結果見表5-25。表5-25 瓷球磨-磁選-浮選產品鐵含量測試結果粒級/mm-0.55+0.18-0.18+0.10Fe2O3/（g/g）131.4669.43由表5-25可知，瓷球磨玻璃砂中的細粒級產品由于解離充分，分選后品質較好，Fe2O3能夠降低到80g/g以下。5.8推薦工藝流程圖根據試驗研究，確定采用擦洗分級，分離高嶺土，并采用瓷球磨、重選、磁選、浮選的組合工藝得到多種不同質量標準的產品。推薦用以分選尾礦石英砂的工藝流程圖見圖5-2。產品質量說明：產品 SiO299.5%，Fe2O3200g/g 粒級：-0.55mm+0.10mm產品 SiO299.5%，Fe2O3800g/g 粒級：-0.10mm產品 SiO299.0%，Fe2O31500g/g 粒級：-0.55mm+0.10mm產品 SiO299.5%，Fe2O3100g/g 粒級：-0.55mm+0.10mm產品 SiO299.3%，Fe2O3400g/g 粒級：-0.55mm+0.10mm產品 SiO299.5%，Fe2O3140g/g 粒級：-0.55mm+0.18mm產品 SiO299.5%，Fe2O380g/g 粒級：-0.18mm+0.10mm推薦的工藝流程能夠生產以上7種不同品質的產品，并可以根據市場變化，變更產品結構，滿足市場需求。瓷球磨尾砂-0.18mm+0.18mm分 級磁 選產品中礦集中返回搖床精礦產品+0.10 mm-0.10 mm-0.55mm+0.55mm+0.55mm-0.55mm分 級搖 床溜 槽浮 選分 級磁 選分 級分 級分 級擦 洗尾 礦尾砂高嶺土尾砂鐵鈦礦物中礦集中返回產品產品尾砂產品產品產品圖5-2 推薦工藝流程圖6結論1）高嶺土尾礦中可用作玻璃原料的粒級占84.97%，可做高嶺土利用的占10.15%；符合玻璃砂粒級（-0.55mm+0.10mm）的石英砂占26.93%，+0.55mm粒級的石英砂占58.04%，SiO2含量大于99%，Fe2O3含量較低，為0.018%，可用作加工高品質的石英砂。2）礦物工藝學研究表明，尾礦+0.55mm石英中，云母類礦物嵌布粒度較細，不容易單體解離，常和石英等共生在一起；金紅石都以纖維狀針狀和粒狀的包裹體形式存在于石英中，體顆粒細小，無法單體解離；鋯石以包體形式分布在石英顆粒內，無法和石英顆粒分離，影響石英精礦的質量。3）擦洗試驗結果表明，隨著擦洗時間的增加，目的粒級的產率持續下降，產物質量提高；擦洗濃度越大，效果越好。4）重選試驗結果表明，螺旋溜槽-搖床組流程，可以有效地去除玻璃砂中的鐵鈦及云母等雜質，并將其中的鐵鈦礦物富集回收。5) 棒磨試驗結果表明，棒磨工藝過粉碎現象小，目的粒級產率高，但有鐵污染，需酸洗除鐵。適宜的磨礦濃度為55%。6）磁選試驗結果表明，磁選可有效地去除石英中的含鐵礦物，最佳磁選條件為：磁場強度1.0T，流速1.0cm/s。7）浮選試驗結果表明，浮選可以有效地除去石英中的云母，達到提純及降低鐵鋁含量的目的。最佳浮選試驗條件為pH=2.5、十二胺用量80g/t、浮選濃度30%。8）酸洗試驗結果表明，酸洗能夠有效去除棒磨介質造成的鐵污染，同時能將石英砂表面附著的鐵離子和細粒含鐵礦物除去，大幅降低鐵含量，提高產品品質。9）瓷球磨礦試驗表明，瓷球磨礦可以避免鐵介質污染，且-0.10mm粒級可作為產品銷售；通過瓷球磨-磁選-浮選-分級