一种除铁工艺

一种除铁工艺

技术领域：

本发明属于化工技术领域，更具体的说，是涉及一种除铁工艺。

背景技术：

钾长石是玻璃、陶瓷、电子工业的重要原料，但工业上可直接开采利用的 钾长石矿在逐渐减少，而且钾长石中Fe₂O₃含量的多少，是评价钾长石矿质量优 劣的主要因素。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，赋存粒度及矿物间的相互关联。因此，针对不同产地的钾长石矿粉， 选用合适的除铁工艺降低铁含量，对提高钾长石的品质十分重要。

目前，国内外在钾长石除铁研究上，主要集中在3个方向：磁选工艺、酸 浸工艺与浮选工艺。磁选工艺主要利用矿石内含铁矿物不同的磁性制定相应的 磁选工艺，可将大部分强磁性的矿石除去，但针对某些风化程度高的矿石，在 磨矿过程中铁矿物易泥化，强磁选难于将这部分铁矿物除去。酸浸工艺除铁效 率高，但酸浸废液中含有大量的铁、铝、钾、镁等金属离子，必须要经处理排 放，增加了除铁成本。浮选工艺针对粘土和细粒级中的含铁矿物效果较好，但 对于风化严重的矿石，由于磨矿过程中会产生大量的次生矿泥，造成浮选泡沫 发粘，捕捉剂选择性降低，从而造成除铁效果不佳。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供了一种操作简单、除铁效果佳的一种除铁 工艺。

为了实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明使用酸浸 一浮选组合工艺，利用循环酸浸工艺除去矿石中大部分铁矿物，再采用浮选工 艺捕捉剩余少量铁染化合物，本发明的工艺步骤为：

1.酸浸工艺

将钾长石矿石用研钵磨碎至粉末，并用分样筛将适合的钾长石粉末筛出； 配制浓度为20～40％的硫酸溶液，倒入烧杯中待用；将水浴锅的水温设定在30～ 90℃后，放人盛有硫酸的烧杯，预热直到设定的反应温度，加入钾长石粉搅拌 均匀，搅拌1～3h，取出烧杯并置于冷水中，此时反应结束；经真空过滤、水洗、 直至滤液接近中性；然后将所得钾长石精矿粉在105℃下干燥24h，采用磺基 水杨酸光度法测定矿粉的全铁质量分数，然后将除铁过后的矿石进行白度测量， 并以此作为衡量除铁效果的指标；

2.浮选工艺

将酸浸后钾长石粉末收集，用球磨机粉碎为120、200和250目；再分别将 油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、AES和AOS加入钾长石的水溶液中进行搅拌使其起 泡，将其泡沫打出，然后进行减压抽滤，将滤渣进行干燥，干燥后称量；然后 将干燥后的钾长石采用磺基水杨酸光度法进行白度测定，记录数据。

本发明的有益效果：

1.本发明操作简单，后处理容易；

2.本发明提纯效果好，处理后白度有了明显提高。

具体实施方式：

本发明的工艺步骤为：

1.酸浸工艺

将钾长石矿石用研钵磨碎至粉末，并用分样筛将适合的钾长石粉末筛出； 配制浓度为20～40％的硫酸溶液，倒入烧杯中待用；将水浴锅的水温设定在30～ 90℃后，放人盛有硫酸的烧杯，预热直到设定的反应温度，加入钾长石粉搅拌 均匀，搅拌1～3h，取出烧杯并置于冷水中，此时反应结束；经真空过滤、水洗、 直至滤液接近中性；然后将所得钾长石精矿粉在105℃下干燥24h，采用磺基 水杨酸光度法测定矿粉的全铁质量分数，然后将除铁过后的矿石进行白度测量， 并以此作为衡量除铁效果的指标；

2.浮选工艺

将酸浸后钾长石粉末收集，用球磨机粉碎为120、200和250目；再分别将 油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、AES和AOS加入钾长石的水溶液中进行搅拌使其起 泡，将其泡沫打出，然后进行减压抽滤，将滤渣进行干燥，干燥后称量；然后 将干燥后的钾长石采用磺基水杨酸光度法进行白度测定，记录数据。

本发明选择反应温度、酸的体积分数、反应时间作为酸浸过程中对除铁效 果的影响因素，可见表1、表2。

表1三因素水平表

  序号   反应温度/℃   酸体积分数/％   反应时间/h

  1   30   20   1

  2   60   30   2

  3   90   40   3

表2三因素对除铁效果的影响

  序号   A   B   C   白度

  1   1   1   3   35.78

  2   2   1   1   70.72

  3   3   1   2   65.92

  4   1   2   2   42.32

  5   2   2   3   64.83

  6   3   2   1   66.98

  7   1   3   1   59.72

  8   2   3   2   64.91

  9   3   3   3   79.75

由于实验所用粉末日数高，提高酸液反应温度，有利于粉末在体系中的分 子热运动，分子扩散效果好，使嵌没在矿粉内部的铁染化合物易于与酸发生中 和反应，所得产品白度较高，从表1可以看到90℃效果最佳；但若继续提高反 应温度，酸液体系挥发更为剧烈，对设备及环境腐蚀极大，因此反应温度定为 90℃。

增加酸液中的硫酸浓度，能够促进铁类化合物有效与酸发生反应，提高产 品的质量，但若硫酸浓度过大，硫酸氧化性增强，容易氧化副反应，因此，选 择硫酸体积分数为40％。

作为一种优选方案，本发明的工艺步骤为：酸浸温度为90℃，酸体积分数 为40％，反应时间为2h。

本发明选择不同浮选铁捕捉剂、钾长石粉末粒度作为影响浮选结果的影响 因素，可见表3、表4。

表3粉末粒度对浮选结果的影响

  粉末粒度/目   白度

  120   81.33

  200   84.06

  250   82.86

表4不同浮选铁捕捉剂对浮选结果的影响

  表面活性剂   白度

  油酸钠   83.20

  十二烷基苯磺酸钠   80.62

  AOS   78.55

  AES   76.83

从表3可以看到，最佳的粉末大小是200目，这是因为原矿风化磨矿粒度 若过细，矿泥增加造成浮选选择性下降夹杂严重。

从表4中可以看到，选用油酸钠作为铁捕捉剂，除铁效果明显好于其他表 面活性剂。一方面油酸钠分子内含有双键，铁染化合物粉末的亲电表面，易于 吸附在双键上，从而提高了捕捉效率；另外，与其他3类表面活性剂相比，油 酸钠在酸性体系内，生成泡沫更为细腻，不发粘，不容易发生夹杂现象，增加 了浮选的选择性。因此，在所选4类表面活性剂中，油酸钠浮选效果最好。

作为一种优选方案，本发明的工艺步骤为：选用油酸钠作为浮选助剂，粉 末粒度为200目。