非金属矿选矿

非金属矿最突出的特点是矿种多。目前，世界上开发利用的非金属矿产有200余种(包括宝玉石)，我国已发现有经济价值的非金属矿产有100多种。非金属矿产的又一个突出特点是各矿种的性质差异很大，共性很少。物性和价值的天壤之别，决定其采矿、选矿、加工方法千差万别。再加上多数非金属矿是以有用矿物集合体或岩石为利用对象，在选矿作业中，保护有用矿物晶体，保持矿物的使用价值不降低，成为确定选矿工艺和设备选型的主要原则，因此，非金属矿选矿比其他固体矿产复杂得多。

非金属矿选矿方法按照分离物料手段的不同，可分为物理法、化学法、综合法等。目前，由于工艺成本和技术积累优势，基于矿物比重、磁性和可浮性差异的物理方法依然是非金属矿选别的主流技术，不过，由于材料产业的发展和后续应用，对材料纯度等性能提出了更高的要求，一些化学提纯工艺得到了更多的重视，成为进一步提升产品品质的重要和必要的技术手段，是传统物理选矿方法的重要补充。综合两类技术的特点，考虑成本和技术衔接，形成了一些综合性流程，成为非金属矿选矿方法的一个重要趋势。

在非金属矿的矿物加工过程中，化学选矿方法已成为提升产品品级的必要手段。常用于提高产品纯度、去除致色物质的方法有酸浸、煅烧、配合、碱浸等技术。武汉理工大学罗国清、高惠民等人针对吉林某低品位硅藻土矿的矿物组成，进行了选矿提纯试验研究。结果表明，该矿主要由蛋白石及其变种以及少量石英、长石、高岭石等杂质矿物组成;通过条件试验确定了擦洗和酸浸的最佳试验条件，采用擦洗-沉降分级-酸浸流程获得了SiO2含量82.45%、Fe2O3含量0.72%的硅藻土精矿。Osman San等人对用于多孔陶瓷材料的硅藻土原料进行提纯处理，采用盐酸(5moI/L)在75℃温度下酸浸12h，SiO2含量可量可达95%。该材料在1300℃烧结，可获得孔隙率达48%的多孔结构。

中国地质科学院矿产资源研究所的于波、熊宇华等人以大埔洋子湖矿山高岭土原矿为研究对象，通过选矿试验，确定了合理的选矿工艺。原矿除砂试验后精矿产率33.57%，SiO2含量由69.48%降低到51.08%，Al2O3含量由 20.27%提高到32.13%。对精矿进行除铁增白，使Fe2 O3含量由1.38%降低到0.66%，烧成白度由66.7%提高至86.l%。经过选矿后的高岭土产品达到陶瓷用高岭土TC-2级国家标准。高岭土选矿中产生的尾矿经过进一步选矿，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%，可作为长石原料应用于陶瓷工业。在增白试验中，根据该矿山资源为低钛高铁型的特点，采用磁选与化学漂白相结合的工艺进行除铁增白。其中，磁选增白设备采用SLon100高梯度磁选机，其后采用硫酸、硫代硫酸钠和草酸进行化学漂白30min。中国地质大学于吉顺、管俊芳等人对湖北通城高岭土资源的加工与漂白进行了试验研究。结果表明，湖北通城高岭土的白度主要受TFe203含量影响，与有机质无关，并且白度与TFe203含量呈反线性相关。通过化学方法对通城高岭土进行除铁增白试验，一次除铁率可达50%，白度也有明显增加，化学分析进一步证明该地区高岭土白度与TFe203含量呈反线性相关。

刘思、高惠民等人在对某高岭土尾矿进行工艺矿物学研究的基础上，按照擦洗-分级-棒磨-分级-高梯度强磁选-反浮选-酸擦洗原则流程对其进行石英砂提纯的选矿试验，获得了粒度为0.6-0.1mm,含量达到99.91%、Fe203含量为79.88μg/g的高白石英砂产品，并结合选矿试验和工艺矿物学研究结果，针对将来的实际生产提出了不仅可产出高白石英砂，还可获得陶瓷原料、普通石英砂、高岭土等副产品的推荐工艺流程。吴照洋、刘新海等人取江西某地粉石英矿为原料，通过擦洗、分级脱泥、磁选、浮选、酸洗、煅烧等处理工艺得到SiO2含量不小于99.93%，铁、铝等杂质含量低，满足电子及电器工业用要求的硅微粉。该研究认为，采用草酸和盐酸混合酸，可以发挥其协同效应，降低粉石英中的铝含量。申保磊、王娜等人针对云南某天然石英砂岩矿石，采用筛分、擦洗、摇床、磁选、煅烧等多种工艺方法进行选矿提纯试验研究，探索得出生产较高纯度石英砂的最优方案。结果表明：采用筛分、擦洗、摇床和煅烧组合选矿工艺。可使石英砂的SiO2质量分数提高到99.7%以上，研究表明，物理选矿后进行煅烧，可进一步提高石英砂的纯度，硫酸酸浸同样可以提高石英砂纯度，但与煅烧样品相比，提高效果不是很显著。申保磊、郑水林等人认为，化学处理法虽然成本较高，但在加工高纯石英原料时，仍是最有效的、必须采用的方法，可供选择的酸有盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸等4种。每种酸除杂效果存在差异，但是，一般来说，单一酸的酸浸效果没有混合酸好，其原因在于有害成分常呈矿物集合体形式，而不是纯矿物的简单组合，采用混合酸浸出能发挥不同酸之间的协同效应，达到更好的除杂效果。

武汉理工大学雷绍民等人在对重晶石粗精矿进行超细粉碎的基础上，对超细磨矿后的重晶石进行化学提纯处理，即采用浓硫酸、氢氟酸和配合剂在一定时间和温度下进行酸浸提纯，然后经水洗、干燥后，对粉体的白度、细度、比表面积和化学含量进行检测，结果表明，精制提纯后，白度可达92.0%，硫酸钡含量可达97.20%。李雪琴等人针对经重选、磨矿、浮选得到的富含赤泥且选别过程中的次生铁导致精矿白度不高并略呈红色的重晶石精矿进行提纯处理，以提高产品附加值。实验采用浓硫酸和配合剂进行酸浸，其中，采用浓硫酸将Fe3+从重晶石精矿中溶解，配合剂来配合溶解出的Fe2+，防止其再氧化。此外，实验采用碱法浸出，以氢氧化钠为碱浸出剂，去除重晶石中的其他致色物质如Si02。SiO。结果表明，重晶石化学含量从提纯前的95.60%提高到97.29%，主要致色物Fe3+全部去除，其他致色物明显降低。

王程、雷绍民等人对湖北随州小林低品位风化白云母进行了选矿试验研究。采用螺旋选矿机粗选、摇床分选、再磨和摇床再选、化学提纯等处理技术，获得云母品位大于30%、白度大于80%、Fe203含量较低的白云母精矿。在化学提纯阶段，选用草酸和硫酸混合酸，其中草酸和铁离子易于形成配合物，也可以降低硫酸用量。此外，根据云母中赋存碳酸盐这一特点，化学处理过程中也引人了少量盐酸。随后，加入钠盐加热处理，减少硅酸盐含量，使得云母表面光滑且富有光泽。赵平、张艳娇等人对某常压烧结陶瓷级碳化硅微粉进行提纯实验研究，发现原料中铁和单质硅对陶瓷性能的影响尤其显著，游离石英和碳对产品质量也有一定的影响;采用单一的方法很难达到产品质量要求，实验中利用浮选法除碳，选矿和化学处理联合方法除铁，碱常温浸出和高温烧结水溶除硅，取得了较好的效果。

Mahid Gharabaghi等人对含钙质脉石的磷灰石矿的选矿中有机酸酸浸实例进行了综述，该文认为，酸浸溶解影响因素的基础是确定反应时间、反应温度、液固比、有机酸种类、酸的浓度以及颗粒粒度等主要参数数值。采用酸浸方法，P205可提高30%左右;酸浸时间、速率和效果直接取决于磷灰石矿石特性;酸的浓度一般为4%-15%不等;此外，该文还对酸没温度的影响、技术经济性等进行了分析。R.P.Orosco等人采用氯化法和酸浸法来对阿根廷的四种滑石样品进行除铁提纯。研究表明，氯化法可有效去除滑石中的氧化铁(形成氯化铁而挥发去除)，在氯化前，采用10%的盐酸容易进行预处理，除去磷酸盐成分和少量铁杂质，在此基础上进行氯化，效果更好，处理后，滑石白度明显增大

中南大学谢贞付、王毓华等人对湖南某地石英砂的高纯化进行了浮选试验以及浮选-酸浸试验研究。浮选处理难以去除铁、钛、锂等杂质，而采用酸浸除杂，以盐酸和氢氟酸(质量比为2：1)来处理浮选精矿，可以达到较好的除杂效果，去除铝、钙、铁等杂质较明显。结果表明，采用浮选-酸浸技术方案可将石英砂中主要杂质含量由205.475 × 10-6降低至62.900 × 10-6，石英砂纯度由99.9795%提高到 99. 9936%