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鉀長石提純及其在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用
發(fā)布時間：
2021-01-23 09:53
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鉀長石是由硅氧四面體組成架狀晶體結(jié)構(gòu)鉀的鋁硅酸鹽礦物，一般呈肉紅色、黃白色、白色或灰色，具有熔點低、熔融間隔時間長、熔融粘度高等特點，廣泛應(yīng)用于陶瓷坯料、陶瓷釉料、玻璃、電瓷、研磨材料等工業(yè)部門。
我國鉀長石資源豐富，但由于鐵、鈦及其他有害元素超標(biāo)，鉀長石的選礦提純一直是困擾此行業(yè)的主要問題之一。由于陶瓷行業(yè)對原料的苛刻要求，除極少數(shù)天然鉀長石資源無需選礦外，一般都需要對鉀長石資源進(jìn)行必要的選礦加工，除去其中的鐵、鈦、錳等有害雜質(zhì)。
1、鉀長石的選礦提純
鐵雜質(zhì)是鉀長石中主要的有害元素，嚴(yán)重影響其在陶瓷、玻璃等領(lǐng)域的應(yīng)用。我國可直接開采利用的低鐵鉀長石資源不多，大多數(shù)礦石鐵含量較高，需提純除鐵，才能滿足市場需求。
有效去除鉀長石中鐵雜質(zhì)前提，是先弄明白鐵雜質(zhì)的賦存形式，鉀長石中鐵的賦存形式主要有三類：
?、俅至５拇盆F礦、赤鐵礦、褐鐵礦單體和集合體等，赤褐鐵礦集合體分布在鉀長石粒間，有的呈細(xì)脈狀貫穿在鉀長石中，這種集合體一般粒度較粗，易于選別；
?、谝澡F染形成的氧化鐵淋漓滲透污染鉀長石的表面，氧化鐵沿著裂縫、礦物間及鉀長石的解理縫貫入分布，形成鐵的氧化物的薄膜，這種鐵染形成的氧化鐵大大增加了除鐵的難度；
?、酆F的脈石礦物，例如鐵鈦礦、黑云母、電氣石、角閃石、綠簾石、褐簾石、黃鐵礦等，雖然這類礦物一般含量較低，但對鉀長石精礦的質(zhì)量影響較大，而且這類礦物采用傳統(tǒng)的單一加工方法很難去。
目前，鉀長石主要的選礦提純方法有：色選、水洗、磁選、重選、浮選、酸浸、還原法除鐵、高溫氯化和微生物浸出等，其中工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛的為洗礦、磁選、浮選及其聯(lián)合工藝。
?。?）洗礦
洗礦適用于產(chǎn)自風(fēng)化花崗巖或長石質(zhì)砂礦的鉀長石，主要是去除粘土、細(xì)泥和云母等雜質(zhì)，即可降低鉀長石礦中Fe2O3含量，又可提高鉀長石礦中鉀、鈉含量。洗礦工藝常采用振動篩或洗礦槽，利用粘土、細(xì)泥、云母粒度細(xì)小或沉降速度?。ū戎剌p），在水流作用下易與粗粒鉀長石分開。
?。?）磁選
由于鉀長石中的鐵礦物、黑云母、角閃石和電氣石等都具有一定的磁性，因此在外加磁場的作用下可與鉀長石分離。一般地，鉀長石中這類礦物磁性較弱，只有采用強磁選設(shè)備才能獲得較好的分選效果。
目前，國內(nèi)用于鉀長石除鐵的磁選設(shè)備主要有：永磁輥式強磁選機、永磁筒式中強磁場磁選機、電磁平環(huán)強磁選機、電磁感應(yīng)輥式強磁選機、高梯度強磁選機及超導(dǎo)強磁選機等。
根據(jù)工藝流程及物料性質(zhì)選擇磁選設(shè)備原則一般為：
?、賰?yōu)先采用永磁磁選機，只是在質(zhì)量要求較高或永磁磁選設(shè)備無法實現(xiàn)的情況，再考慮電磁磁選設(shè)備；
?、谙热醮藕髲姶?；
?、畚⒓?xì)粒時采用濕式分選；
?、芨呔确诌x時可采用干式分選；
?、葸x擇合適的分選粒度，在達(dá)到產(chǎn)品粒度要求的情況下，盡量在較粗的粒度下進(jìn)行除鐵作業(yè)；
⑥避免鐵雜質(zhì)的二次混入。
當(dāng)鉀長石中含有較多磁鐵礦時，應(yīng)當(dāng)考慮先進(jìn)行一次弱磁選或中磁選，再進(jìn)行強磁選，這樣不僅可以避免強磁選機的堵塞，還能減少強磁性礦物的夾雜造成鉀長石的損失，可采用磁性物回收較充分的濕式逆流型永磁筒式磁選機實施。
?。?）浮選
一般情況下，鉀長石礦物中的鐵主要賦存于云母、黃鐵礦、少量赤褐鐵礦和含鐵的堿金屬硅酸鹽（例如石榴子石、電氣石和角閃石）。通常，在pH值2.5～3.5的酸性條件下，采用胺類陽離子捕收劑可浮出云母；在pH值5～6的酸性條件下，采用黃藥類捕收劑可浮選出黃鐵礦等硫化礦物；在pH值3～4的酸性條件下用磺酸鹽類捕收劑可浮選出含鐵硅酸鹽。
（4）磁-浮等聯(lián)合流程
某些高鐵極難選鉀長石礦，不僅含鐵很高，而且其中部分鐵礦物是以鐵染形式滲透于鉀長石解理間，對于這些礦物，如果采用單一選別工藝都不能滿足精礦要求時，可以采用聯(lián)合流程。
2、鉀長石在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用特性及市場概況
（1）鉀長石在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用特性
鉀長石在陶瓷工業(yè)中做陶瓷坯體配料、陶瓷釉料的用量占30%，其在陶瓷中的應(yīng)用有如下幾個方面：
鉀長石既是熔劑原料又是瘠性原料，在坯體中降低燒成溫度又可縮短坯體的干燥時間，同時減少坯體干燥時的收縮和變形。鉀長石在陶瓷工業(yè)中的用量約占鉀長石總量的30%。
鉀長石在高溫下，熔化為鉀長石玻璃，填充坯體顆粒間的空隙，粘結(jié)顆粒使坯體致密，可改善透明度，有助于提高坯體的機械強度。
鉀長石玻璃在高溫下是液態(tài)介質(zhì)，能促使石英和高嶺礦物的熔解和相互滲透，促進(jìn)莫來石結(jié)晶的生成和發(fā)育。
鉀長石的組成中包含有瓷坯中的主要氧化物，因此作為主要原材料可以替代其他工業(yè)原料，降低生產(chǎn)成本。
?。?）鉀長石市場概況
鉀長石供應(yīng)：隨著陶瓷行業(yè)的大力發(fā)展，鉀長石資源的大量消耗使得鉀長石礦儲量不斷減少，開采的成本越來越大，國內(nèi)優(yōu)質(zhì)鉀長石供不應(yīng)求，目前陶瓷工業(yè)用優(yōu)質(zhì)鉀長石資源從朝鮮、印度等國家大量進(jìn)口。
鉀長石企業(yè)：目前鉀長石的開采經(jīng)營者以民企為主，我國鉀長石礦分布分散，開采條件差，起點低，相對風(fēng)險較小。鉀長石行業(yè)集中度低，企業(yè)數(shù)量多，規(guī)模小，資源浪費嚴(yán)重。
產(chǎn)業(yè)集聚地：山東省陶瓷產(chǎn)區(qū)主要有淄博和臨沂兩個地區(qū)，對鉀長石的需求量很大，主要來自山東、江西、河南、湖南、朝鮮等地。河南陶瓷產(chǎn)區(qū)主要集中在內(nèi)黃、鶴壁、汝陽、鄭州等地，坯體用鉀長石主要來源于河南林州、盧氏縣、洛陽宜川縣、登封市。釉料用鉀長石90%以上來自湖南平江，少量來自河南嵩縣。
鉀含量大于11%的高品質(zhì)鉀長石在全國各地都有很大的市場空間，低品位的鉀長石一般就地銷售。未來幾年隨著國內(nèi)對鉀長石行業(yè)需求的不斷增長，預(yù)計行業(yè)需求還將快速增長，預(yù)計到2022年我國鉀長石行業(yè)需求量將達(dá)到288.5萬噸。
隨著優(yōu)質(zhì)鉀長石資源的減少，低品位鉀長石已成為鉀長石礦加工的主要資源。另外，下游企業(yè)對鉀長石精礦品位的要求越來越高，這勢必對鉀長石礦的加工提出更高的要求，必須盡快提高鉀長石選礦提純技術(shù)的推廣應(yīng)用。
來源：中國粉體技術(shù)網(wǎng)
鉀長石,提純,陶瓷工業(yè)
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