[发明专利]一种黄铁矿型石英砂岩的浮选除铁提纯技术

说明书

一、所属技术领域

本发明涉及一种黄铁矿型石英砂岩的浮选除铁提纯技术，采用单槽浮选机、组合捕收剂(乙基黄药∶丁基黄药＝4∶1)和反浮选除铁提纯工艺，对黄铁矿型石英砂岩进行除铁提纯加工，不仅能够去除矿石中杂质矿物黄铁矿，降低Fe₂O₃含量，而且能够去除部分粘土矿物，降低Al₂O₃等杂质含量，适用于以黄铁矿型石英砂岩为原料加工玻璃工业用石英砂。 

二、技术背景

石英砂岩是固结的碎屑岩石，其石英碎屑含量达95％以上，来源于各种岩浆岩、沉积岩和变质岩，伴生矿物为长石、云母和粘土矿物，胶结物主要为硅质胶结^[1]。石英砂岩是玻璃、陶瓷、铸造和其它工业用石英砂硅质矿物原料的主要来源。由于石英砂岩含伴生矿物和胶结物等杂质，一般须经过选矿提纯方能工业利用。近年来，四川玻璃工业和新能源产业发展很快，石英砂用量不断增加，当地生产的玻璃工业用石英砂存在很大缺口，远不能满足四川省经济社会发展及战略性新兴产业的需要。 

1、四川沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩矿特点 

四川省沐川县黄丹镇石英砂岩矿床的矿石储量超过千万吨^[2]，由于缺乏有效提纯技术，从上世纪60年代发现以来，一直未能得到开发利用。为此，我们首先开展了该矿的工艺矿物学研究，结果表明^[3]：该矿是一种硅泥质中粒含长石石英砂岩；原矿以石英为主，粒径范围0.2～0.5mm(32目～80目)；同时含少量或微量其它杂质矿物，它们是黄铁矿，以及蒙脱石、伊利石、高岭石、微斜长石和方解石等；对矿石质量影响较大是黄铁矿和粘土矿物，其中黄铁矿含量＜1％(粒径0.02-0.10mm)，粘土矿物含量在8％左右，它们以粒间填隙物无序散布于石英颗粒之间；原矿SiO₂含量为94.02wt％，Al₂O₃(3.88wt％)、K₂O(1.28wt％)等有害成分赋存于蒙脱石、伊利石、高岭石等矿物中；Fe₂O₃(0.09wt％)主要来源于黄铁矿，也有部分来源于粘土矿物。 

2、黄铁矿对石英砂岩矿石质量的影响 

为了进一步查清黄铁矿对矿石质量的影响，我们采用多种方法进行了测试分析。图1是沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩原矿岩石薄片同一视域的单(a)偏(b)光显微镜照片。由图1可知，该矿石中黄铁矿为黑色不透明的不规则粒状矿物，粒径分布为0.02～0.10mm，无序分布并穿插于石英粒间或包于杂基中，边界不清晰，已发生较明显的风化现象，部分粘土矿物充填于黄铁矿风化产生的空隙之中。图2是在体视镜下挑选的黄铁矿细小颗粒X射线粉晶衍射分析(XRD)结果，证明黄铁矿颗粒中同时含高岭土等粘土矿物。化学成分分析(XRF)结果表 明，黄铁矿细小颗粒Fe₂O₃8.50wt％，SO₃8.05wt％，同时Al₂O₃含量高达23.58wt％，另外CaO(5.10wt％)和MgO(1.19wt％)含量也较高。因此，该矿石中的黄铁矿颗粒实际上是风化黄铁矿和粘土矿物组成的混合物，黄铁矿颗粒不仪是有害杂质Fe₂O₃主要载体，同时也是部分Al₂O₃、CaO等有害成分的载体。总之，黄铁矿以细小颗粒存在于石英砂岩矿石中，并成为Fe₂O₃和Al₂O₃、CaO等有害成分的载体。目前，具有这种特征的黄铁矿型石英砂岩矿在国内还是首次报道，其除铁提纯技术也没有先例。 

目前浮法玻璃用石英砂技术指标通常是：SiO₂≥98.6％(允许波动范围±0.3％)，Al₂O₃≤0.5％(允许波动范围±0.2％)，Fe₂O₃≤0.09％(允许波动范围±0.02％)，TiO₂≤0.08％(允许波动范围±0.02％)，30-150目≥94.5％。因此，采用具有上述特征的石英砂岩矿加工玻璃工业用石英砂，必须通过适当提纯工艺，去除矿石中的主要有害矿物黄铁矿。因此，本发明不仅对于沐川黄丹黄铁矿型石英砂岩矿床的开发利用有重要意义，对类似非金属矿床的开发利用也有重要指导作用。