一种长石精矿化学增白的工艺方法.pdf

本发明公开了一种长石精矿化学增白的工艺方法，先用化学除氧工艺除去长石矿浆中的溶解氧，再用还原溶铁工艺将长石矿中铁杂质还原为低价态的铁离子，最后用螯合工艺将溶出的铁离子稳定溶出，该工艺方法能有效除去长石精矿解理中或界面上的铁杂质，大幅度提高长石精矿品级，降低除铁成本，并且具有环境友好、工艺简单、适合批量生产、产品指标稳定等优点，因此具有广阔的市场前景。

权利要求书
1.  一种长石精矿化学增白的工艺方法，其特征在于，先用化学除氧工艺除去长石矿浆中的溶解氧，再用还原溶铁工艺将长石矿中铁杂质还原为低价态的铁离子，最后用螯合工艺将溶出的铁离子稳定溶出，其具体工艺步骤如下：
第一步：配制长石精矿质量百分数为30~70%的长石矿浆，并向带盖反应池中加入长石质量百分数0.08~0.55%的除氧剂，缓慢搅拌1~3h后；再向该长石矿浆中加入适量碱，使该长石矿浆的pH值为8~11，并不断缓慢搅拌；
第二步：将组合还原剂按长石精矿质量百分数0.12~2.24%加入水中，配制成浓度为3~20%的还原性溶液，并加入适量碱，将该还原性溶液的pH值调至8~12，然后密闭静置该水溶液15~60min备用；
第三步：将第二步制备的还原性溶液按2~10L/min的流量加入到第一步制备的长石矿浆中，并缓慢搅拌1.5~9h；
第四步：将组合螯合剂按长石精矿质量百分数0.25~2.68%加入水中，配制成浓度为30~60%的螯合剂水溶液；
第五步：在步骤三反应后的长石矿浆中加入适量的酸，调节长石矿浆pH值为6~8，再将该螯合剂水溶液按0.6~5L/min的流量加入该长石矿浆中，缓慢搅拌0.5~3h；
第六步：将第五步反应后的长石矿浆过滤、用水洗矿1~3次，再过滤，烘干，获得组合增白后的长石精矿。

2.  根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述长石精矿细度为100~250目。

3.  根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述除氧剂为次亚磷酸钠、草酸钠、亚硫酸钠中的一种或两种以上。

4.   根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述第一步中向长石矿浆中加入的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或两种；第二步中向还原性溶液中所加入的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、氨水中的一种或两种。

5.   根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述第二步中的组合还原剂为硼氢化钠和盐酸羟胺、硼氢化钾和盐酸羟胺中的一种。

6.   根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述第四步中的组合螯合剂为海藻酸钠和三乙醇胺、酒石酸和柠檬酸钠的一种。

7.   根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述第五步中向长石矿浆中所加的酸为硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、亚硫酸等中的一种或两种。

8.   根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述的搅拌工序的转速为40~600r／min。

9.   根据权利要求5所述的工艺方法，其特征在于，所述组合还原剂硼氢化钠和盐酸羟胺的摩尔比为1：2~6、硼氢化钾和盐酸羟胺的摩尔比为1：3~9。

10.   根据权利要求6所述的工艺方法，其特征在于，所述组合螯合剂海藻酸钠和三乙醇胺的摩尔比为1：1.5~8、酒石酸和柠檬酸钠的摩尔比为1：0.8~0.2。

说明书一种长石精矿化学增白的工艺方法
技术领域
本发明属于精细化工、陶瓷工业领域，具体涉及一种长石精矿化学增白的工艺方法。
背景技术
长石是陶瓷、玻璃、电子工业的重要原料，但是可直接用于工业生产中的高品质长石正逐年减少。而长石品质除有效含矿率外，其白度是衡量长石品质优劣的重要标准，而铁含量多少直接影响长石矿物白度。不同类型矿石的除铁方法和效果往往不同，主要取决于铁的赋存状态，赋存颗粒及矿物间的相互关联。因此，针对不同类型的长石矿粉，选用合适的除铁工艺，对提高长石品质具有十分重要的意义。
目前，国内外对长石除铁增白的研究，主要集中在3个方向：磁选除铁、浮选除铁与酸浸除铁。磁选除铁主要利用长石矿内含有铁矿物不同的磁性制定相应的磁选工艺，可将大部分强磁行矿物除去，但是难以除去弱磁性矿物如二硫化亚铁等；浮选除铁对结构单一的铁矿物捕捉效果显著，但是对成分复杂长石矿则难以达到理想效果；酸浸除铁的效率主要与酸的含量有关，若含酸量太低达不到除铁的目的，尤其是对长石矿物解理层间、界面的铁染杂质难以浸出，但若酸含量太高则对设备腐蚀太大，对环境污染也大，同时还会溶解很多如钾、钠、铝、镁等有用元素。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种环境友好、工艺简单、成本低廉的新型长石精矿化学增白的工艺方法。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种长石精矿化学增白的工艺方法，其特征在于，先用化学除氧工艺除去长石矿浆中的溶解氧，再用还原溶铁工艺将长石矿中铁杂质还原为低价态的铁离子，最后用螯合工艺将溶出的铁离子稳定溶出，其具体工艺步骤如下：
第一步：配制长石精矿质量百分数为30~70%的长石矿浆，并向带盖反应池中加入长石质量百分数0.08~0.55%的除氧剂，缓慢搅拌1~3h后；再向该长石矿浆中加入适量碱，使该长石矿浆的pH值为8~11，并不断缓慢搅拌；
第二步：将组合还原剂按长石精矿质量百分数0.12~2.24%加入水中，配制成浓度为3~20%的还原性溶液，并加入适量碱，将该还原性溶液的pH值调至8~12，然后密闭静置该水溶液15~60min备用；
第三步：将第二步制备的还原性溶液按2~10L/min的流量加入到第一步制备的长石矿浆中，并缓慢搅拌1.5~9h；
第四步：将组合螯合剂按长石精矿质量百分数0.25~2.68%加入水中，配制成浓度为30~60%的螯合剂水溶液；
第五步：在步骤三反应后的长石矿浆中加入适量的酸，调节长石矿浆pH值为6~8，再将该螯合剂水溶液按0.6~5L/min的流量加入该长石矿浆中，缓慢搅拌0.5~3h；
第六步：将第五步反应后的长石矿浆过滤、用水洗矿1~3次，再过滤，烘干，获得组合增白后的长石精矿。
所述长石精矿细度为100~250目。
所述除氧剂为次亚磷酸钠、草酸钠、亚硫酸钠中的一种或两种以上。
所述第一步中向长石矿浆中加入的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或两种；第二步中向还原性溶液中所加入的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、氨水中的一种或两种。
所述第二步中的组合还原剂为硼氢化钠和盐酸羟胺、硼氢化钾和盐酸羟胺中的一种。
所述第四步中的组合螯合剂为海藻酸钠和三乙醇胺、酒石酸和柠檬酸钠的一种。
所述第五步中向长石矿浆中所加的酸为硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、亚硫酸等中的一种或两种。
所述的搅拌工序的转速为40~600r／min。
所述组合还原剂硼氢化钠和盐酸羟胺的摩尔比为1：2~6、硼氢化钾和盐酸羟胺的摩尔比为1：3~9。
所述组合螯合剂海藻酸钠和三乙醇胺的摩尔比为1：1.5~8、酒石酸和柠檬酸钠的摩尔比为1：0.8~0.2。
本发明针对现有技术的缺陷和不足，提供一种长石精矿化学增白工艺方法，该工艺方法能有效除去长石精矿解理中或界面上的铁杂质，大幅度提高长石精矿品级，降低除铁成本，并且具有环境友好、工艺简单、适合批量生产、产品指标稳定等优点，因此具有广阔的市场前景。
具体实施方式
以下结合具体实例对本发明进行详细说明，但本发明不仅限于此。
实施例1
将1吨120目长石精矿加入反应池中，配置成固含量为30%的长石矿浆，
并向该长石矿浆加0.9kg次亚磷酸钠，以55r/min搅拌2h；再加入0.12g氢氧化钠固体，以300r/min转速搅拌1h，使长石矿浆pH值为8；
将组合还原剂硼氢化钾0.2kg和盐酸羟胺1.2kg加入水中，配制成浓度为5%的混合溶液，并向该混合溶液中加入0.07g氢氧化钠，使该水溶液的pH值达到8，密闭静置该还原性溶液20min，即制得符合要求的还原性溶液；再将所制备的还原性溶液按3L/min流量加入长石矿浆，以65r/min转速搅拌2h；再在长石矿浆中加入0.3g硫酸，调节长石矿浆pH值为7；
将组合螯合剂海藻酸钠0.8kg和三乙醇胺2.2kg加入水中，配制成浓度为35%的螯合剂水溶液；再将该螯合剂水溶液，按0.8L/min流量加入长石矿浆中，以180r/min转速搅拌0.9h，再将该长石矿浆过滤，再加水洗矿1次，再过滤，烘干，即得化学增白后的长石精矿。
下表是实例1所用长石矿原矿和所述组合增白工艺除铁后长石矿的化学成分对比。
成分 SiO2 Al2O3 K2O Na2O MgO Fe2O3 TiO2 总量 除铁率 原矿 73.44 15.88 5.35 3.76 0.04 1.51 0.03 100.01 - 精矿 73.85 16.22 5.43 3.88 0.04 0.09 0.03 99.54 94.00
实施例2
将1吨150目长石精矿加入反应池中，配置成固含量为40%的长石矿浆，
向该长石矿浆该长石矿浆加入0.66kg亚硫酸钠和2.12kg草酸钠，以85r/min搅拌1.5h；再加入0.1g氢氧化钠和0.13g碳酸钠，以400r/min转速搅拌2h，使长石矿浆pH值为8.5；
将组合还原剂硼氢化钠10.2kg和盐酸羟胺1.8kg加入的水中，配制成浓度为11%的混合溶液，并向该混合溶液中加入0.09g氢氧化钠和0.3ml氨水，使该水溶液的pH值达到9.5，密闭静置该混合溶液30min，即制得还原性溶液；再将所制备的还原性溶液按6L/min流量加入长石矿浆，以115r/min转速搅拌5h；再在长石矿浆中加入0.08g盐酸和0.2g硫酸，调节长石矿浆pH值为6.5；
将组合螯合剂酒石酸7.5kg和柠檬酸钠4.5kg加入水中，配制成浓度为40%的螯合剂水溶液；再将该螯合剂水溶液,按3L/min流量加入长石矿浆中，以200r/min转速搅拌1.6h，再将该长石矿浆过滤，再加水洗矿2次，再过滤，烘干，即得增白后的长石精矿。
下表是实例2所用长石矿原矿和所述组合增白工艺除铁后长石矿的化学成分对比。
成分 SiO2 Al2O3 K2O Na2O MgO Fe2O3 TiO2 总量 除铁率 原矿 74.85 15.56 6.39 1.87 0.03 1.38 0.21 100.29 - 精矿 75.08 15.93 6.57 1.92 0.04 0.07 0.23 99.84 94.91
实施例3
将1吨200目长石精矿加入反应池中，配置成固含量为60%的长石矿浆，向该长石矿浆加入3.36kg草酸钠、0.53kg亚硫酸钠、0.25kg次亚磷酸钠以75r/min搅拌2.5h；再加入0.25g氢氧化钠，以550r/min转速搅拌1.5h，使长石矿浆pH值为11；
将组合还原剂硼氢化钠2.1kg和盐酸羟胺18.9kg加入水中，配制成浓度为16%的混合溶液，并向该混合溶液中加入0.07g氢氧化钾和0.8ml氨水，使该水溶液的pH值达到11.5，密闭静置该混合溶液40min，即制得符合要求的还原性溶液；再将所制备的还原性溶液按9L/min流量加入长石矿浆，以110r/min转速搅拌8h；再在长石矿浆中加入0.14g硫酸和0.07g硝酸，调节长石矿浆pH值为6；
将组合螯合剂海藻酸钠22.4kg和三乙醇胺2.6kg加入水中，配制成浓度为55%的螯合剂水溶液；再将该螯合剂水溶液,按4.5L/min流量加入长石矿浆中，以240r/min转速搅拌2.7h，再将该长石矿浆过滤，再加水洗矿3次，再过滤，烘干，即得增白后的长石精矿。
下表是实例3所用长石矿原矿和所述组合增白工艺除铁后长石矿的化学成分对比：
成分 SiO2 Al2O3 K2O Na2O MgO Fe2O3 TiO2 总量 除铁率 原矿 74.85 15.56 6.39 1.87 0.03 1.38 0.21 100.29 - 精矿 75.06 15.97 6.57 1.99 0.04 0.06 0.23 99.92 95.63