鋯英砂作為一種重要的工業礦物原料,廣泛應用于陶瓷、耐火材料、鑄造以及鋯化工等領域。其選礦過程旨在從原礦中分離出高純度的鋯英砂,提高產品的品質和附加值。以下將從原礦預處理、重選、磁選、電選以及化學處理等環節,系統闡述鋯英砂的選礦過程。
一、原礦預處理:為選礦奠定基礎
原礦預處理是鋯英砂選礦的首要步驟,主要包括破碎和篩分。原礦通常以塊狀形式存在,粒度較大,需通過顎式破碎機、圓錐破碎機等設備進行粗碎和中碎,將礦石破碎至合適的粒度范圍,一般控制在幾十毫米以內。破碎后的礦石進入篩分環節,利用振動篩按照不同粒度進行分級,將符合選礦要求的粒級礦石分離出來,過大或過小的礦石則返回破碎流程再次處理,確保進入后續選礦環節的礦石粒度均勻,提高選礦效率。
二、重選:利用密度差異初步分離
重選是鋯英砂選礦中常用的方法之一,其原理是基于鋯英砂與其他礦物之間密度的差異進行分離。鋯英砂的密度相對較大,通常在4.6-4.7g/cm3之間,而原礦中常伴生的石英、長石等脈石礦物密度較小。在重選過程中,常采用跳汰機、搖床等設備。跳汰機通過周期性地改變床層的密度和松散度,使密度不同的礦物在垂直交變水流中按密度分層,重礦物鋯英砂沉積在底部,輕礦物則浮在上層,從而實現初步分離。搖床則利用床面的差動運動和沖洗水的作用,使礦物在床面上形成扇形分帶,鋯英砂集中在精礦端,脈石礦物則被排出。
三、磁選:去除磁性雜質
經過重選后得到的鋯英砂精礦中,可能還含有少量的磁性礦物,如磁鐵礦、鈦鐵礦等。磁選就是利用這些磁性礦物與鋯英砂之間磁性的差異,通過磁選機將磁性雜質去除。常用的磁選機有濕式弱磁選機和干式強磁選機。濕式弱磁選機適用于處理粒度較細的物料,在磁場作用下,磁性礦物被吸附在磁選機的滾筒上,隨著滾筒的轉動被帶出,而非磁性的鋯英砂則作為精礦排出。干式強磁選機則適用于處理干燥的物料,通過強大的磁場將磁性雜質從鋯英砂中分離出來。
四、電選:進一步提高純度
電選是利用礦物之間電性的差異進行分離的一種方法。鋯英砂具有較好的導電性,而一些非導電性的脈石礦物則難以導電。在電選過程中,將鋯英砂精礦置于高壓電場中,導電性好的鋯英砂顆粒在電場力作用下被吸附在電極上,而非導電性的脈石礦物則因不受電場力影響而落下,從而實現鋯英砂的進一步提純。
五、化學處理:深度凈化
對于一些對鋯英砂純度要求高的應用領域,如電子陶瓷、特殊耐火材料等,還需進行化學處理。化學處理主要包括酸浸和堿浸等工藝。酸浸是利用酸與礦石中的雜質發生化學反應,將雜質溶解去除。例如,用鹽酸可以溶解礦石中的鐵、鈣等金屬氧化物雜質。堿浸則是利用堿溶液與礦石中的硅酸鹽等雜質反應,將其轉化為可溶性的物質而去除。通過化學處理,可以顯著提高鋯英砂的純度,滿足特殊用戶的需求。
鋯英砂的選礦過程是一個多環節、綜合性的過程,通過原礦預處理、重選、磁選、電選和化學處理等步驟的有機結合,能夠從原礦中分離出高純度的鋯英砂,為各工業領域提供好的原料。