本文主要通過(guò)對(duì)某硅石礦進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究，并以此制定了選礦前預(yù)處理提純工藝研究，終獲得了很好的選礦技術(shù)指標(biāo)，為該礦的合理回收提供了技術(shù)依據(jù)。

一、原礦工藝礦物學(xué)研究

1、礦物的嵌布特征及其礦物成分分析

內(nèi)蒙古額濟(jì)納旗某礦山硅石礦是一種壓碎硅石礦，礦石主要以白色、純白色石英為主，呈不規(guī)則細(xì)粒狀，粒徑 0.2mm，無(wú)色，透明，具一級(jí)灰—一級(jí)黃干涉色，顆粒間呈緊密鑲嵌狀結(jié)合，構(gòu)成顯微粒狀變晶結(jié)構(gòu)；同時(shí)含有粘土礦物、斜長(zhǎng)石、長(zhǎng)石和少量絹云母。礦石具粒狀鑲嵌、碎裂狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石受力壓碎產(chǎn)生裂紋及細(xì)?；瘲l帶。原礦中W（SiO2）為89.66%、Al2O3、k2O等有害成分賦存于粘土礦物、斜長(zhǎng)石、長(zhǎng)石中。

2、原礦物料粒度組成測(cè)試分析

硅石礦原礦破碎產(chǎn)品粒度組成及分布率。從粒度分析表明，硅石原礦中的二氧化硅在－30目～140目之間占81.17%，雜質(zhì)鐵和鋁的分布率140目以下粒級(jí)中較多，分別占32.36%、38.36%，因此，本礦石在選礦提純之前需要進(jìn)行預(yù)先處理，以便更好地提高石英純度。

二、選礦試驗(yàn)

根據(jù)該礦石工藝礦物學(xué)特點(diǎn)，其提純加工方案確定為礦石粉碎－棒磨機(jī)擦洗－分級(jí)脫泥－磁選－酸處理工藝流程。

1、擦洗試驗(yàn)

棒磨機(jī)擦洗的目的是借助機(jī)械力和砂粒間的磨剝力來(lái)除去石英礦表面的薄膜或者鐵銹以及硬度小的粘性、泥性雜質(zhì)礦物，同時(shí)，將未單體解離的礦物集合體進(jìn)行擦碎，再經(jīng)過(guò)分級(jí)作業(yè)將他們除去，從而達(dá)到提純的目的。棒磨擦洗的影響因素主要包括擦洗機(jī)的結(jié)構(gòu)，配置形式以及擦洗時(shí)間、擦洗濃度等。其中擦洗時(shí)間較重要，原則上以初步達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求為準(zhǔn)，擦洗時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)加大設(shè)備的損耗，提高能耗，增加選礦成本。因此，筆者主要對(duì)擦洗時(shí)間進(jìn)行了試驗(yàn)。擦洗篩分后－0.6＋0.1mm（－30目＋140目）粒級(jí)的試驗(yàn)結(jié)果。磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)流程從不同擦洗時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果可以看出，當(dāng)擦洗時(shí)間為20min時(shí)－0.6＋0.3粒級(jí)SiO2品位達(dá)到91.29%，Al2O3含量達(dá)到0.31%，－0.3＋0.1粒級(jí)SiO2品位達(dá)到91.54%，Al2O3含量達(dá)到0.29%，脈石英礦經(jīng)機(jī)械擦洗后，－0.6＋0.1mm粒級(jí)SiO2品位得到了有效的提高，因此，本研究確定擦洗時(shí)間為20min。

2、磁選

磁選主要除去石英砂中夾雜的機(jī)械鐵、各種含鐵磁性礦物及其他磁性礦物顆粒。以及弱磁性礦物及含有鐵質(zhì)礦物包裹體、浸染體石英顆粒。筆者主要研究不同的磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)硅石礦的分選效果。

試驗(yàn)樣品為經(jīng)過(guò)擦洗分級(jí)后－0.6＋0.1mm粒級(jí)硅石粗精礦進(jìn)行磁選試驗(yàn)。磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的范圍為：556.99、636.96、716.13、795.70kA/m。從磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，鐵雜質(zhì)的含量降低比較明顯。在磁場(chǎng)強(qiáng)度為716.13（kA/m）時(shí)，SiO2品位達(dá)到98.85%、雜質(zhì)含量為Fｅ2O3：0.11%、Al2O3：0.07%，因此，適宜的磁場(chǎng)強(qiáng)度為716.13（kA/m）。

3、酸浸試驗(yàn)

酸浸工藝中影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素為液固比、酸浸時(shí)間和酸浸溫度。筆者考察了上述各因素對(duì)產(chǎn)品指標(biāo)的影響，確定適宜的工藝條件。

（1）液固比試驗(yàn)

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在常用的混酸鹽酸＋硫酸（3：1），硫酸＋草酸（3：1），鹽酸＋硫酸＋硝酸（3：2：1），鹽酸＋硫酸＋硝酸＋HF（3：2：1：1）對(duì)雜質(zhì)均有溶解作用，其中混酸鹽酸＋硫酸＋硝酸＋HF（3：2：1：1）的效果較好，因此，采用了混酸鹽酸＋硫酸＋硝酸＋HF（3：2：1：1）作為酸浸的酸。同時(shí)，對(duì)其進(jìn)行了液固比試驗(yàn)，酸處理在室溫下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間為4h，酸處理試驗(yàn)中每次均取10ｇ礦樣，礦漿濃度控制在50%，所用的鹽酸、硝酸和硫酸的濃度為15%，HF濃度不大于2%，否則對(duì)石英的損失會(huì)嚴(yán)重，算用量為40ml。酸處理試驗(yàn)后的礦樣均用去離子水洗滌，直到用ｐH試紙檢測(cè)溶液呈中性為止。試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著酸濃度的增加，鐵雜質(zhì)的含量逐漸下降，液固比為3：1時(shí)，粉料與液體能夠完全混合、浸潤(rùn)，反應(yīng)充分完全，除雜效果好。再增加酸液，對(duì)除鐵影響不大。故合適的液固比為3：1。

（2）酸浸溫度試驗(yàn)

冷酸處理需要時(shí)間較長(zhǎng)，熱酸可加快雜質(zhì)的溶解速度。取10ｇ石英粉，溶于15%鹽酸＋15%硫酸＋15%硝酸＋2%HF（3：2：1：1），液固比為3：1的酸溶液中，浸出時(shí)間為6H，鐵含量隨著酸浸溫度的變化曲線，如圖5所示。試驗(yàn)結(jié)果表明：在相同時(shí)間內(nèi)隨著酸浸溫度的升高，產(chǎn)品中鐵雜質(zhì)的含量急劇下降，溫度達(dá)到60℃時(shí)，產(chǎn)品中鐵雜質(zhì)大部分已經(jīng)反應(yīng)完全，硅石精礦品位SiO299.43%當(dāng)硅石精礦中鐵含量達(dá)到115（10－6），所以當(dāng)混合酸溫度為60℃、酸浸時(shí)間為6H時(shí)，硅石精礦中鐵雜質(zhì)的去除效果較好。

（3）酸浸時(shí)間試驗(yàn)

合適的處理時(shí)間，可保證酸與雜質(zhì)能進(jìn)行充分的反應(yīng)。對(duì)酸浸時(shí)間進(jìn)行了研究。酸浸時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著酸浸時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)品中鐵雜質(zhì)的含量急劇下降，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為4H后，產(chǎn)品中鐵雜質(zhì)大部分已經(jīng)溶解完全，硅石精礦品位SiO299.95%，雜質(zhì)Fｅ2O322（10－6），Al2O365（10－6），硅石精礦已達(dá)到浮選石英砂精礦標(biāo)準(zhǔn)，所以當(dāng)混合酸溫度為60℃、酸浸時(shí)間為4H時(shí)，硅石精礦中鐵雜質(zhì)的去除效果較好。

通過(guò)采用棒磨機(jī)擦洗-磁選-酸處理工藝流程，獲得了很好的選礦技術(shù)指標(biāo)，為該硅石礦的綜合利用提供了可靠的技術(shù)依據(jù)。