阜新某硅砂開發(fā)利用初步研究報告

關(guān)鍵詞：硅砂,阜新,國檢測試控股集團(tuán)北京科技有限公司

受甲方的委托，我單位于2016年10月承擔(dān)該地區(qū)硅砂開發(fā)利用初步研究項目。其目的是查清該礦區(qū)硅砂的物化性質(zhì),為該地區(qū)硅砂資源的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

在收到礦樣后，我單位迅速開展試驗研究工作。通過對原礦性質(zhì)的研究得知該礦區(qū)原礦基本構(gòu)成為：石英砂65~75%，長石砂22~34%，長英質(zhì)巖屑砂1~3%，礦物砂（石榴石、鐵質(zhì)、綠簾石等）≤0.5%；混合砂原礦SiO₂含量為88.36%、Al₂O₃含量為5.64%、Fe₂O₃含量為0.42%。

結(jié)合本次開發(fā)利用的擬定方向來看，原礦顯然還不能直接用于玻璃、陶瓷和鑄造、鑄鋼等行業(yè)。因此必須要通過一定的選礦工藝來提高硅含量，進(jìn)一步降低鋁、鐵含量，才能生產(chǎn)出滿足玻璃、陶瓷、鑄造、鑄鋼等工業(yè)要求的硅砂原料。

我國早在70年代就開始進(jìn)行了硅砂浮選分離長石、石英的選礦試驗研究工作，目前長石與石英的浮選分離主要包括“氫氟酸浮選工藝”、“無氟浮選工藝”、“氫氟酸浮選新工藝”、“堿法浮選新工藝”、“中性選別新工藝”。

“氫氟酸浮選工藝”是指用氟化物作長石活化劑，用胺類捕收劑吸附長石表面，從而使長石與石英分離，這種方法長石和石英的分離效果十分理想，可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)石英砂，但是由于選礦廠排出的廢水中氟離子含量偏高，對環(huán)境造成污染，應(yīng)用受到一定限制，目前已經(jīng)不再使用。

“無氟浮選工藝”是指不用氟化物作活化劑浮選分離長石與石英的方法，又分為“無氟無酸浮選工藝”和“無氟有酸浮選工藝”?！盁o氟無酸浮選工藝”生產(chǎn)工藝目前在我國內(nèi)蒙大林、河北圍場等地均以失敗告終。而“無氟有酸浮選工藝”（以下簡稱無氟浮選工藝），生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，產(chǎn)品指標(biāo)能滿足一般浮法玻璃要求，對環(huán)境無污染，目前已在生產(chǎn)中得到實際應(yīng)用。

2001年我院“氫氟酸浮選新工藝”浮選分離長石、石英專利技術(shù)是在“氫氟酸浮選工藝”基礎(chǔ)上發(fā)展的新技術(shù)、新工藝，已獲國內(nèi)發(fā)明專利權(quán)。同傳統(tǒng)的氫氟酸浮選法相比，浮選分離長石、石英專利技術(shù)的分選指標(biāo)好，藥劑用量少，生產(chǎn)成本低，選礦廢水中氟離子含量低，解決了選礦廢水中氟離子對環(huán)境的污染問題，但是要求浮選廠附近有河流，防止氟離子的沉積。

2001年由我院研究成功并且在山東省威海市旭口硅砂礦成功投產(chǎn)的“堿法浮選新工藝”，經(jīng)過三年的生產(chǎn)運(yùn)行，已經(jīng)證明該工藝是可靠的，技術(shù)是成熟的，其水、電、藥劑費(fèi)用在35～45元之間，但是華北、東北地區(qū)原礦性質(zhì)決定了該方法對于此類硅砂并不經(jīng)濟(jì)可行，提硅效果不明顯。

2005年我院開始研究“中性環(huán)境硅砂選別工藝”，該工藝的特點：不使用有機(jī)藥劑，解決了現(xiàn)有工藝環(huán)境污染問題和設(shè)備腐蝕問題；產(chǎn)品指標(biāo)易于調(diào)整，流程易于控制；大幅度降低了選礦成本，生產(chǎn)一噸石英精砂的水、電、藥劑費(fèi)用降低至20元以下；精礦指標(biāo)SiO₂含量可以在95～98%，Fe₂O₃含量降低至0.10%以下，產(chǎn)率在60～85%。

作為硅砂資源的開發(fā)利用，用量最大的是玻璃行業(yè)、陶瓷行業(yè)和鑄造行業(yè)。目前浮法玻璃用石英砂要求SiO₂含量可以在98.0±0.2%以上，工業(yè)生產(chǎn)主要使用“無氟浮選工藝”、“氫氟酸浮選新工藝”、“堿法浮選新工藝”，其副產(chǎn)品長石主要用于陶瓷行業(yè)；高端的鑄鋼用砂（以下簡稱鑄鋼砂）要求SiO₂含量可以在98.0±1％以上，但是要求石英砂表面不能殘留有影響樹脂粘結(jié)的有機(jī)藥劑，“中性選別新工藝”開辟了一條新的思路。

根據(jù)礦區(qū)硅砂資源的特點，本研究采用了我院氫氟酸浮選新工藝和無氟浮選兩種工藝進(jìn)行了浮法玻璃用砂初步探索性試驗，為該礦區(qū)硅砂經(jīng)過選礦用于浮法玻璃提供參考依據(jù)。在兩種工藝條件下都得到了較好的指標(biāo)，說明硅砂原礦可選性較好。通過氫氟酸浮選新工藝和無氟浮選工藝獲得的石英精礦和長石精礦產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)分別見表1、表2。

表1  氫氟酸浮選新工藝最終產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)

表2  無氟浮選工藝最終產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)礦區(qū)硅砂資源的特點，本研究采用了“中性選別新工藝”進(jìn)行了鑄鋼用砂初步探索性試驗，為該礦區(qū)硅砂經(jīng)過選礦用于鑄鋼行業(yè)提供參考依據(jù)。石英精礦產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)見表3。

表3  中性選別新工藝代表性產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)

經(jīng)過不同條件選別，可使SiO₂含量達(dá)到90%以上。其中一級石英硅砂可基本滿足鑄鋼用砂標(biāo)準(zhǔn)，二級石英硅砂可用作普通鑄造砂產(chǎn)品。