菱镁矿提纯除杂的常用方法

2024-04-18

我国菱镁矿资源储量丰富,目前已探明储量34亿吨,占全世界总量的26%,主要分布在辽宁、山东等地。随着高品位易选菱镁矿资源的逐年减少,低品位菱镁矿以及早些年粗放的开采方式留下来的尾矿,成为近年来镁质材料的主要来源。

菱镁矿属于三方晶体的碳酸盐矿物,化学成分以镁为主,伴生硅、钙、铝、铁及其他微量杂质。菱镁矿选矿提纯的过程就是提高镁含量,降低杂质含量的过程。那么菱镁矿提纯除杂的常用方法有哪些呢?下面做简要介绍。

一、菱镁矿中杂质的赋存形式

1、钙的赋存形式

菱镁矿中的杂质钙主要以独立矿物白云石的形式存在,以包裹体或晶间填隙的形式存在于菱镁矿中。白云石多呈现出粒状、不规则状及其集合体状,并沿菱镁矿裂隙以脉状填充穿插。

2、硅的赋存形式

菱镁矿中的硅含量通常≤3%(w),其主要存在于硅质包裹体和晶间填隙中,影响菱镁矿的物理性质,如硬度和酸溶性等。而以固溶体存在的硅较少。

硅主要赋存于石英、滑石、斜绿泥石、方柱石、透闪石、绢云母等矿物中。

3、铁的赋存形式

铁在菱镁矿中的赋存形式主要有黄铁矿、褐铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿和赤铁矿。此外,菱镁矿中还存在着一种碳酸镁的类质同象结构形式的铁,物理选矿方法无法将其分离,但是当磨矿细度在0.074mm时,与菱镁矿微粒相互嵌布的磁铁矿、褐铁矿、绿泥石中的 FeCO3可以被基本分离。

二、菱镁矿提纯除杂的物理方法

1、脱硅降钙法

浮选法是菱镁矿选矿中常见且技术成熟的选矿工艺,其中菱镁矿脱硅一般采用反浮选,脱钙常采用正浮选的方法。

反浮选指采用胺类捕收剂,通过带有疏水羟基的阳离子-NH3 +基团捕收呈负电性的硅酸盐矿物和金属氧化矿物。

正浮选指采用水玻璃、六偏磷酸钠等抑制剂减少捕收剂在白云石上吸附,使菱镁矿与白云石能够有效分离,从而达到提纯效果。

除浮选法外,采用电选、热选和重选等方法也可以一定程度上达到脱硅降钙的目的。

2、除铁法

磁选法是去除菱镁矿中铁杂质常用的方法。通常需要将磁选与其他选矿工艺结合使用以降低 Fe2O3 的含量。可采用强磁选、湿式强磁选、干式磁选法,通过调节磁选强度,找到适合的磁选方法。

但是,磁选法主要针对铁含量较高的菱镁矿,适合与其他选矿方法联合使用。

三、菱镁矿提纯除杂的化学方法

常见的化学方法包括铵盐法、水化法、酸浸法和碳化法等。化学处理方法一般需要将菱镁矿在700~900 ℃的温度下焙烧,得到活性6 轻烧氧化镁后,加入不同药剂使镁离子以不同的镁盐形式分离出来,然后进行热解、煅烧等处理,最终获得高纯度的氧化镁产品。

此外,研究者们还通过加热的办法去除菱镁矿中的杂质,如氯化焙烧法。氯化焙烧法的优点在于其能耗低、提纯效率高、回收率高,并且无废弃物生成。

尽管氯化焙烧法存在上述诸多优点,但是在菱镁矿提纯中应用却很少。之所以没有得到广泛应用,是因为该方法仍然存在一些难以攻克的问题,例如气态氯化剂具有强腐蚀性和毒性,对设备的防腐密封性要求很高;固态氯化剂虽然腐蚀性小,但效果欠佳。

四、菱镁矿除杂提纯未来的发展方向

1、浮选法的发展方向应着重开发环保和可循环利用的浮选药剂,从而提高浮选效率降低能耗;

2、化学提纯法的发展方向则是开发可回收的浸出药剂;

3、氯化焙烧法有望成为菱镁矿提纯技术革新的突破口,只要攻克技术难题,未来有可能取代浮选法成为广泛应用的菱镁矿除杂提纯方法。