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中国长石矿资源丰富,截至 2021年,长石矿资源储量增长至 68428.6万t,其中安徽是长石矿资源第一大省,达到 52659.9万t,其他省份中江西、四川、辽宁、新疆、湖南等地也拥有丰富的长石矿资源。截至 2020年,全国共发现长石矿床709处,其中特大型3处、大型6处、中型80处、小型565处,以小型矿床为主,主要分布在山东、广东、江西、辽宁、福建、湖南等地。
长石是地壳岩石中最重要的造岩矿物,富含钾或钠的长石被广泛用于陶瓷、搪瓷、玻璃、研磨材料等工业部门,其中钾长石因其含钾量高且属于非水溶性钾资源,未来还可以被用于制造钾肥,是一种重要的战略性矿物原料;含有铷和铯等稀有元素的长石可作为提取这些元素的矿物原料。色泽美丽的长石可作为装饰石料和次等宝石。
长石矿物除了作为玻璃工业原料外(约占总用量的50-60%),在陶瓷工业中的用量占30%,其余用于化工、磨料磨具、玻璃纤维、电焊条等其它行业。
◆玻璃熔剂:长石是玻璃混合料的主要成份之一。长石含Al₂O₃高,铁质含量低,且比氧化铝易熔,不但熔融温度低而且熔融范围宽,主要用来提高玻璃配料中的氧化铝含量,降低玻璃生产中的熔融温度和增加碱含量,以减少碱的用量。此外,长石熔融后变成玻璃的过程比较缓慢,结晶能力小,可以防止在玻璃形成过程中析出晶体而破坏制品。长石还可以用来调节玻璃的粘性。一般各种玻璃混合料用钾长石或钠长石。
◆陶瓷坯体配料:在烧成前长石能起瘠性原料的作用,减少坯体的干燥收缩和变形,改善干燥性能,缩短干燥时间。在烧成时可作为熔剂降低烧成温度,促使石英和高岭土熔融,并在液相中互相扩散渗透而加速莫来石的形成。熔融中生成的长石玻璃体充填于坯体的莫来石晶粒之间,使坯体致密而减少空隙,从而提高其机械强度和介电性能。此外长石玻璃的生成还能提高还体的透光性。长石在陶瓷坯体中的掺入量随原料不同、产品的要求不同而异。
◆陶瓷釉料:陶瓷釉料主要由长石、石英和粘土原料配成,其中长石含量可达10-35%。在陶瓷工业中(坯料和釉料)主要是用钾长石。
◆搪瓷原料:主要用长石和其它矿物原料掺配成珐琅。
◆磨料:在制作磨轮时常用长石作陶质胶结物成份,其含量为28—45%。
◆其他:钾长石可作为提取钾肥的原料。
长石是在地球上广泛存在的一类矿物,其中钾元素含量高的长石被称为钾长石,其化学式为 KAlSi3O8,正长石、透长石,微斜长石等都属于钾长石的矿物。这些长石具有良好 的化学稳定性,且难以与酸发生反应,一般难以分解。岩石硬度 5.5~6.5,比重 2.55~2.75t/m³,熔点 1185~1490℃。常伴生有石英,白云母,黑云母,绿柱石,石榴石,以及少量的磁铁矿,铌铁矿,钽铁矿等。
表1 理化性质
长石矿床按成因可主要分为两大类:
片麻岩或混合岩化片麻岩:有一些矿脉产于花岗岩体或基性岩体中,或在其接触带上。矿石主要集中于伟晶岩的长石块体带或分异单一的长石伟晶岩中。
岩浆岩型长石矿床:此类矿床产于酸性、中酸性及碱性岩浆岩中。其中以产于碱性岩中的最为重要,如霞石正长岩、霞石正长斑岩矿床,其次为花岗岩、白岗岩矿床以及正长岩、石英正长岩矿床等。
根据长石矿的成矿作用过程,将长石矿床分为岩浆岩型、伟晶岩型、风化斑状花岗岩型和沉积岩型等4类,以伟晶岩型和岩浆岩型为主。
长石
■手选法:基于形状和颜色与其他脉石矿物有明显差异时进行人工手选。
■磁选法:通常是破碎、磨矿后采用板式磁选机、LHGC立环高梯度磁选机、HTDZ电磁浆料磁选机等强磁选设备将具有弱磁性的铁、钛等杂质矿物进行除杂提纯。
■浮选法:主要采用以 HF 酸在酸性条件下,采用胺类阳离子为捕收剂,进行长石和石英的分离试验。
实例:
例一:
1.河南某长石矿分别破碎、磨矿至-100目、-150目,经立环+浆料+浆料磁选。试验流程见图2,试验结果见表1。
图2 选矿试验流程
表1 -100目选矿试验结果
表2 -150目选矿试验结果
原矿磨至-100目,经立环+浆料+浆料磁选,得到Fe2O3 0.31%、Al2O3 14.02%、SiO2 73.93 %、Na2O 3.52%、K2O 4.87%、白度69.16%、总产率为65.90%的长石精矿产品;磨至-150目,经立环+浆料+浆料磁选,得到Fe2O3 0.28%、Al2O3 14.12%、SiO2 74.15%、Na2O 3.72%、K2O 4.95%、白度72.29%、总产率为68.87%的长石精矿产品。
白度:
例二:福建某长石矿破碎、磨矿、筛分至-40目,经立环1.4T+1.4T+浆料磁选。试验流程见图2,试验结果见表3。
图2 选矿试验流程
表3 选矿试验结果
原矿破碎、磨矿、筛分至-40目,经立环1.4T+1.4T+浆料磁选,得到Fe2O3 0.23%、Al2O3 13.78%、SiO2 75.65%、Na2O 3.78%、K2O 4.19%、白度63.56%、产率为71.34%的长石精矿产品。
白度:
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