專利名稱：一種伴生黃鐵礦石英砂巖的清潔提純方法
技術領域：
本發明涉及浮法玻璃生產原料的加工領域，具體涉及一種以伴生黃鐵礦石英砂巖的清潔提純工藝，采用無介質擦洗工藝和螺旋重選提純工藝，對伴生黃鐵礦的石英砂巖進行提純加工，可以滿足用伴生黃鐵礦的石英砂巖加工浮法玻璃用石英砂的工藝要求。
背景技術：
石英砂巖是源區巖石經風化、剝蝕、搬運在盆地中堆積形成。石英砂巖由石英碎屑和填隙物兩部分構成，其石英碎屑含量達95%以上，來源于各種巖漿巖、沉積巖和變質巖，伴生礦物為長石、云母和粘土礦物，膠結物主要為硅質膠結。石英砂巖是玻璃、陶瓷、鑄造和其它工業用石英砂硅質礦物原料的主要來源。由于石英砂巖含伴生礦物和膠結物等雜質，一般須經過選礦提純后才能為工業所利用。近年來，玻璃工業和新能源產業發展很快，石英砂用量不斷增加，生產的浮法玻璃用石英砂存在很大缺口，遠不能滿足經濟社會發展及戰 略性新興產業的需要。I、伴生黃鐵礦的石英砂巖礦特點
伴生黃鐵礦的石英砂巖礦床的礦石儲量十分巨大，由于缺乏有效提純技術，從上世紀60年代發現以來，一直未能得到開發利用。為此，我們首先開展了該礦的工藝礦物學研究，結果表明該礦是一種硅泥質中粒含長石石英砂巖；原礦以石英為主，粒徑范圍0. 154
0.6mm(28目 100目)；同時含少量或微量其它雜質礦物，主要是黃鐵礦等；對礦石質量影響較大是黃鐵礦和粘土礦物，它們以粒間填隙物無序散布于石英顆粒之間；原礦SiO2含量為94. 38%, Al2O3含量為2. 68%等有害成分賦存于蒙脫石、伊利石、高嶺石等礦物中；Fe203含量為0. 23%主要來源于黃鐵礦，也有部分來源于粘土礦物。2、黃鐵礦的性質
黃鐵礦是鐵的二硫化物，化學成分是FeS2。純黃鐵礦中含有46. 67%的鐵和53. 33%的硫。其晶體屬等軸晶系。常有Co、Ni類質同像代替Fe，形成FeS2—CoS2和FeS2-NiS2系列。晶體完好，常呈立方體和五角十二面體，較少為八面體晶形。主要單形立方體，五角十二面體，八面體及偏方復十二面體。晶面上常見三組互相垂直的條紋，為立方體和五角十二面體的聚形紋。雙晶主要依(110)和(111)形成，依(110)形成穿插雙晶。集合體呈粒狀、致密塊狀、浸染狀或球狀。黃鐵礦顏色為淺黃銅黃色，表面常具黃褐色錆色，條痕綠黑或褐黑，強金屬光澤，不透明，無解理，參差狀斷口。摩氏硬度較大，達到6飛.5。比重4.擴5.2。性脆。黃鐵礦是半導體礦物，具有弱導電性。在熱的作用下，所捕獲的電子易于流動，并有方向性，形成電子流，產生熱電動勢而具熱電性。黃鐵礦可經由巖漿分結作用、熱水溶液或升華作用中生成，也可產于火成巖、沉積巖中。在地表條件下易風化為褐鐵礦。黃鐵礦分布廣泛，在很多礦石和巖石中包括煤中都可以容易發現黃鐵礦。一般呈黃銅色立方體。黃鐵礦風化后會變成褐鐵礦或黃鉀鐵礬。我國一般將黃鐵礦作為生產硫磺和硫酸的原料。但當黃鐵礦以微量形式存在時就是有害的，對礦石的品質有較大的影響。因此，怎樣清潔去除黃鐵礦的研究具有重要的經濟和社會意義。3、黃鐵礦的選礦提純技術
采用伴生黃鐵礦的石英砂巖礦作為原料加工浮法玻璃用砂中，清潔去除黃鐵礦是一份很艱苦的工作。結合以前選礦界的經驗可知，去除黃鐵礦是比較困難的。根據黃鐵礦的物理性質可知，黃鐵礦是弱磁性，通過磁選不能有效地去除。根據黃鐵礦的化學性質可知，采用酸堿法并不太合適，會造成環境的污染及污水的處理問題。還有浮選和重選等方法(I)浮選，根據資料記載，有乙基黃藥、丁基黃藥等多種試劑作為黃鐵礦的捕收劑，與2#油等發泡劑配合使用，可以將黃鐵礦從石英砂巖原料中浮選出來，但是浮選后的后續處理作業十分復雜，而且浮選作業必須在酸性條件下完成，不但增加了生產成本且對環境影響較大，不易采用；(2)重選，黃鐵礦比重為4. 9^5. 2，比石英砂的比重大，可以通過重選的工藝將其去除。重選作業可以采用塔式螺旋溜槽進行選別
發明內容
本發明的目的就是為了克服現有提純方法存在的效果差的缺陷，提供一種伴生黃鐵礦的石英砂巖的清潔提純方法。本發明的目的是通過以下技術方案予以實現的
I、一種伴生黃鐵礦石英砂巖的清潔提純方法，采用以伴生黃鐵礦的石英砂巖為原料，其特征在于包括以下步驟
(1)破碎篩分采用顎式破碎機和篩分設備對原料進行加工，使物料的粒度在3mm以下，得物料A ;
(2)磨礦篩分采用濕式棒磨機和篩分設備對物料A進行加工，使物料A的粒度在
0.71mm以下，得物料B ;
(3)脫泥利用脫泥斗去除物料B中的泥質和水分，得物料C;
(4)擦洗采用擦洗設備對物料C進行高濃度無介質擦洗作業，去除物料C中石英砂粒表面的鐵質薄膜，得物料D ；
(5)分級利用水力分級機將物料D根據粒度范圍的不同進行分級，控制粒度在
0.7 lmm^O. 125mm，得物料 E ；
(6)磁選選用高梯度強磁選選礦設備，去除物料E本身具有的弱磁性礦物和操作過程中帶入的磁性物質，得物料F ；
(7)重選采用螺旋重選設備進行多級重選，將物料F中重礦物分離去除，得物料H；
(8)脫水晾干采用脫水設備脫去物料H中的石英砂中的水分，待晾干使水分達到要求后，即為合格的石英砂成品，其Fe2O3含量可達到0. 041%
0.080%。在上述技術方案的基礎上，可以有以下進一步的技術方案
所述步驟(4)是不加入任何助劑進行擦洗，擦洗時間15 30min，擦洗濃度50% ；
所述步驟(5)采取分級作業,分級粒度控制在0. 71mnT0. 125mm ；
所述步驟(6)是采用高梯度強磁選機，磁選場強為1000(Tl2000高斯；
所述步驟(7)是采用塔式螺旋溜槽進行2 3級重選，實現石英砂中含鐵重礦物的分離，進一步提聞伴生黃鐵礦的石英精砂的質量。
本發明的技術方案中所使用的各種設備，如顎式破碎機和篩分設備、濕式棒磨機、脫泥斗、擦洗設備、水力分級機、高梯度強磁選選礦設備、螺旋重選設備以及脫水設備，均是本行業內公知的常用設備。本發明根據伴生黃鐵礦的石英砂巖工藝礦物學的特點，采用無介質擦洗作業、磁選和以塔式螺旋溜槽進行重選的清潔提純技術，可以適用于以伴生黃鐵礦的石英砂巖礦為原料生產浮法玻璃用砂的企業。本發明無化學污染、效果明顯、工藝簡單、安全性好、推廣應用容易、用途廣泛、社會經濟效益顯著等優勢，具體體現在以下幾個方面
(1)無化學污染。本發明采用無介質擦洗、磁選和重選等清潔提純技術，無任何化學試劑的加入，可以做到無化學污染，不會對環境造成傷害。這是本發明的一個亮點；
(2)效果明顯。黃鐵礦以細小的顆粒存在礦石里，是Fe2O3和Al2O3等有害成分的主要 載體。采用無介質擦洗作業、磁選和以塔式螺旋溜槽進行重選的清潔提純技術，可以有效地去除黃鐵礦，降低Fe2O3的同時，對降低Al2O3等有害成分也具有良好的效果；
(3)工藝簡單。本發明工藝十分簡單，工作方便，容易掌握，實用能力強；
(4)安全性好。本發明沒有任何化學試劑的加入，采用本發明不會對環境及人員產生不利的影響；
(5)推廣容易。本發明工藝簡單，操作簡易，設備和材料成本低廉，沒有化學試劑的加入，非常容易掌握和學習，利于推廣應用；
(6)用途廣泛。本發明可以適用伴生黃鐵礦的石英砂巖礦，可以根據黃鐵礦含量的多少進行適當的調整，可以適應當地生產環境；
(7)社會經濟效益顯著。我國伴生黃鐵礦的石英砂巖礦儲量巨大。由于缺乏有效地清潔提純技術，從上世紀60年代發現以來，一直以來沒有能得到有效地大規模的開發利用。目前，關于伴生黃鐵礦的石英砂巖除鐵工藝采用的均為化學方法，其生產成本很高且對環境具有較大的影響，后續的處理工藝投入較大。到目前為止，還沒有關于伴生黃鐵礦的石英砂巖的清潔提純工藝的文獻及專利。本發明對伴生黃鐵礦的石英砂巖的開發利用具有深遠的意義，對于和此類似的礦床開發利用具有指導作用。
具體實施例方式 本發明所提供的一種伴生黃鐵礦的石英砂巖的清潔提純方法，具體通過以下步驟完
成
(1)破碎篩分采用顎式破碎機和篩分設備對原料進行加工，使物料的粒度在3mm以下，得物料A ;
(2)磨礦篩分采用濕式棒磨機和篩分設備對物料A進行加工，使物料A的粒度在0. 71mm以下，得物料B ;
(3)脫泥利用脫泥斗去除物料B中的泥質和水分，得物料C；
(4)擦洗采用擦洗設備對物料C進行石英砂濃度為50%的無介質擦洗作業，去除物料C中石英砂粒表面的鐵質薄膜，擦洗時間15 30min，得物料D ;
(5)分級利用水力分級機將物料D根據粒度范圍的不同進行分級，控制粒度在0. 7 lmm^O. 125mm，得物料 E ；
(6)磁選選用高梯度強磁選選礦設備，磁選場強為1000(Tl2000高斯，去除物料E本身具有的弱磁性礦物和操作過程中帶入的磁性物質，得物料F ；(7)重選采用塔式螺旋溜槽進行進行2 3級重選，將物料F中重礦物分離去除，得物料H;
(8)脫水晾干采用脫水設備脫去物料H中的石英砂中的水分，待晾干使水分達到要求后，即為合格的石英砂成品，其Fe2O3含量可達到0. 0419T0. 080%。上述實施例為本發明的較佳實施方式，詳細說明了本發明的技術構思和實施要點，并非是對本發明的保護范圍進行限制，凡根據本發明精神實質所作的任何簡單修改及 等效結構變換或修飾，均應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種伴生黃鐵礦石英砂巖的清潔提純方法，采用以伴生黃鐵礦的石英砂巖為原料，其特征在于包括以下步驟 (1)破碎篩分采用顎式破碎機和篩分設備對原料進行加工，使原料的粒度在3mm以下，得物料A ; (2)磨礦篩分采用濕式棒磨機和篩分設備對物料A進行加工，使物料A的粒度在0. 71mm以下，得物料B ; (3)脫泥利用脫泥斗去除物料B中的泥質和水分，得物料C; (4)擦洗采用擦洗設備對物料C進行高濃度無介質擦洗作業，去除物料C中石英砂粒表面的鐵質薄膜，得物料D ； (5)分級利用水力分級機將物料D根據粒度范圍的不同進行分級，控制粒度在0.7 lmm^O. 125mm，得物料 E ； (6)磁選選用高梯度強磁選選礦設備，去除物料E本身具有的弱磁性礦物和操作過程中帶入的磁性物質，得物料F ； (7)重選采用螺旋重選設備進行多級重選，將物料F中重礦物分離去除，得物料H； (8)脫水晾干采用脫水設備脫去物料H中的石英砂中的水分，待晾干使水分達到要求后，即為合格的石英砂成品，其Fe2O3含量可達到0. 0419T0. 080%。
2.根據權利要求I所述的一種伴生黃鐵礦石英砂巖的清潔提純方法，其特征在于所述步驟(4)擦洗時間15 30min，物料C的擦洗濃度50%。
3.根據權利要求I所述的一種伴生黃鐵礦石英砂巖的清潔提純方法，其特征在于所述步驟(5)采取分級作業,分級粒度控制0. 71mnT0. 125mm。
4.根據權利要求I所述的一種伴生黃鐵礦石英砂巖的清潔提純方法，其特征在于所述步驟(6)是采用高梯度強磁選機，磁選場強1000(Tl2(KK)高斯。
5.根據權利要求I所述的一種伴生黃鐵礦石英砂巖的清潔提純方法，其特征在于所述步驟(7)是采用塔式螺旋溜槽進行2 3級重選，實現伴生黃鐵礦的石英砂中含鐵重礦物的分離。
全文摘要
本發明公開了一種伴生黃鐵礦的石英砂巖的清潔提純方法，采用伴生黃鐵礦的石英砂巖為原料，對石英砂原料分別進行了擦洗、脫泥、分級、磁選及重選作業，主要去除伴生黃鐵礦的石英砂巖中伴生的黃鐵礦等比重大的礦物以及含鐵質的薄膜、泥質鐵及其他弱磁性礦物，產品經脫水、晾干使水分達到要求后，即為合格的浮法砂。本工藝易于實現，通過本發明工藝，提高了伴生黃鐵礦的石英砂巖的利用價值，并大大降低了生產浮法砂的成本。與現有化學方法相比，本發明具有工藝成熟簡單，不使用化學藥劑，流程穩定，資源利用率高，建設費用低，工業上易于實施，有利于環境保護的特點。
文檔編號B03B7/00GK102641775SQ20121014274
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月10日 優先權日2012年5月10日
發明者姚樂, 彭壽, 段樹桐, 荊小偉, 董建國, 趙忠恕, 金成彬 申請人:中國建材國際工程集團有限公司, 蚌埠玻璃工業設計研究院