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北京雁归来沸石高值化利用的4个提纯方法!
  2019年非金属矿精细提纯技术高级研修班将于2019年7月10-12日在北京工业职业技术学院召开!   沸石是沸石族矿物的总称,是一种架状的含水铝硅酸盐矿物,常见的有斜发沸石、丝光沸石、菱沸石、毛沸石和片沸石等,具有独特的离子交换性、离子交换性、催化性、热稳定性和耐酸性等,广泛应用于建材、离子交换、催化裂化、日用轻工、造纸和塑料等领域。随着经济发展和生活水平的提高,预计未来沸石将能在环境保护、医疗保健、土壤修复、国防电子、水处理等领域具有更大的高值化利用前景。   目前,我国已发现沸石产地400余处,绝大部分类型为斜发沸石,少部分为丝光沸石,且品位普遍不高。   我国各省的沸石品位概况   天然沸石的组成矿物除大部分为沸石外,还常常伴有蒙脱石、绢云母、角闪石、石英、蛋白石、玉髓、长石和铁、钛氧化物等杂质。杂质的存在既降低了有用组分在矿物材料中的含量,又对其应用产生不利影响。另外,天然沸石含有着色矿物(铁、钛矿物等),还降低了原料自身的白度。这些无疑使以利用沸石矿物为目的的应用,在范围与深度上都受到制约。   选矿提纯可除掉脉石矿物,富集沸石,是提高沸石综合利用价值的重要手段,其方法主要为重选法、浮选法、磁选法、化学处理及其联合工艺,具体工艺根据矿石组成矿物的性质确定。   1、沸石重选法提纯   重选是依据沸石与其他脉石矿物之间存在硬度和可粉碎性的差异,经合理的粉碎解离,彼此间呈现粒度分布差别,因此借助分级手段实现分离。   日本板谷沸石加工厂采用纯干法重选流程,精选含蛋白石、石英、长石及一些有机物杂质的天然沸石。矿石经粗破碎、筛分后,再经多次粉碎、分级,最后按粒度的差异分选出不同质量的沸石产品。日本高岛加工厂则采用湿法粉碎和分级流程处理天然沸石。   除采用常规的分级方法外,美国布伊沸石矿和中国浙江沸石矿的重选流程中还采用了摇床和连续水吸器等设备。基于扩大沸石与其他矿物粒度差异及分散的重要性,还进行了在重选分离体系中,水玻璃和聚丙烯酰胺的应用试验,并取得了一定效果。   中国河北省沽源县天然沸石原矿主要由斜发沸石、蒙脱石、长石、石英及少量磁铁矿、赤铁矿、黑云母、角闪石等黑色矿物组成,其中斜发沸石含量约70%。经破碎、筛分、搅拌、分级流程选别后,可获产率约70%的沸石精矿。精矿中沸石含量明显增加,仅含少许黑色矿物,几乎无石英和长石,但蒙脱石未被脱除。   2、沸石磁选法提纯   磁选主要是除去沸石中具有磁性的含铁矿物等杂质。磁选法和含磁选的联合选矿方法主要用来处理含铁量较高的天然沸石。   例如,山东省地区的丝光沸石岩含铁较高,采用高磁场磁选机对粒度为+0.02mm的原矿进行选别,最终获纯度达90%的丝光沸石精矿(磁性产物)。   3、沸石重选、浮选联合提纯   重选和浮选联合方法选别天然沸石的代表性工艺为预先脱泥分级反浮选工艺。   例如,主要由钙型丝光沸石(约50%-55%)、钙型斜发沸石(约20%-25%)、钙型蒙脱石(约3%-7%)和石英、长石(约2%-4%)组成的天然沸石选矿工艺为:磨矿后预先脱除-9μm矿泥,再经分级并用摇床除掉石英和长石等脉石矿物。摇床精矿细磨至-38μm,再脱除-9μm矿泥,然后用浮选回收丝光沸石。最终分别获沸石含量约80%和75%的两种丝光沸石精矿,产率分别为23.39%和20.58%   4、沸石化学法提纯   磁选和重选等常规选矿方法仅能除掉天然沸石中嵌布较粗的各种铁矿物及其连生体,而对微细粒嵌布的铁矿物和以类质同象方式存在于沸石晶格中的铁则效果较差,因此,单一通过物理选矿的方式提高产品白度,效果十分有限。采用化学处理方法,可最大限度地除掉各种形态的含铁杂质,实现产品的进一步增白。   通过化学处理去除天然矿石中的少量含铁矿物,一般采用单一酸处理、加还原剂酸处理和加络合剂酸处理三种方法。   单一酸处理是将试样中的含铁矿物通过与酸作用形成Fe3+或Fe2+而溶出,并随水洗除掉,但提出增白幅度有限。   加还原剂酸处理,还原剂、酸和三价铁矿物经反应生成Fe2+,而Fe2+的水解程度大大低于Fe3+,所以可减轻铁离子羧基化物的二次着色污染,提高增白稳定性。   加络合剂酸处理,络合剂可将酸溶出的Fe3+反应生成可溶性并稳定存在的络离子形式。这一方法既避免了单一酸处理时Fe3+水解而形成羧基化物的二次污染,又消除了加还原剂酸处理时,残留Fe2+在空气中重新氧化成Fe3+而使产品逐渐返黄的现象。   化学增白在改善天然沸石外观性能的同时,还导致矿物晶体结构发生变化。研究表明,天然沸石经单一硫酸处理后,斜发沸石结晶构造发生了以结晶程度有选择性破坏为特征的整体变形,结构中Al/Si值有所降低。硫酸与Na2S2O4共处理则导致斜发沸石的晶化程度增强。沸石的物化性能无疑会随之发生不同程度的变化。

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