论文部分内容阅读
霞石矿是一种可综合回收利用其中Al、Si、Na、K等组分的碱性铝硅酸盐矿产资源。目前,美国、加拿大、挪威等国主要将其应用于玻璃陶瓷,俄罗斯则主要以其为原料制备氧化铝并同时获得苏打、钾碱和水泥等副产品。我国的霞石矿资源分布较广,储量较大,目前大部分用作生产玻璃陶瓷的原料。四川南江霞石矿,其矿石类型单一,仅有磷霞岩型矿石一种。该类型的霞石矿在国内独一无二中,其显著特点是霞石含量高,通常为其它类型霞石矿的2-3倍,因而开采利用价值大。并且,其远景储量达2100万吨[1],可以保证长期开采利用。由于我国对霞石矿的研究与开发利用起步较晚,相比美国、加拿大、挪威、俄罗斯等国水平较低,故目前绝大多数霞石矿均用作生产玻璃陶瓷的初级原料,综合利用状况不甚理想。而对于南江霞石矿的研究,大多属于地质成因以及选矿工艺范畴,尚未见任何研究其综合利用方面的报道。因此,对南江霞石矿进行工艺矿物学、选矿试验以及制备氧化铝方面的研究,有助于其实现矿产资源的综合利用。本论文的工艺矿物学研究部分,采用多种分析表征方法研究了矿石的成分、结构与构造等特征。利用X射线荧光光谱分析(XRF)研究矿石的化学成分,并采用容量法与原子吸收法单独检测了Fe2+与Fe3+在矿石中的含量;利用X射线粉晶衍射(XRD)研究矿石中的矿物组成;利用光学显微镜研究矿石中各矿物的嵌布特征与粒度分布;利用扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)分析矿石中各矿物的化学组成与元素分布状况;并采用数学统计方法分析归纳所得数据。在选矿试验部分,根据工艺矿物学研究结果,分别进行了重选试验、湿法磁选试验、干法磁选试验以及反浮选试验。其中,着重考虑了磨矿细度与矿浆浓度对各选矿工艺的影响,并分别在磁选和浮选等不同的选矿过程中分析不同因素对选矿结果的影响。最终,以“湿法磁选-干法磁选”联合选矿方案获得Fe2O3含量为0.12%可用作光学玻璃原料的霞石精矿。在制备氧化铝实验部分,采用选矿阶段获得的霞石精矿,通过与石灰石均匀混合后在1200℃下焙烧2个小时,所得产物在80℃经pH=11碱液进行50分钟的溶出,并在溶出滤液中通入过量CO2制得Al(OH)3前驱体,最终通过焙烧前驱体获得纯度95%的Al2O3。所得Al2O3中主要包含-Al2O3,除此之外有少量θ-Al2O3与κ-Al2O3。