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光伏玻璃砂紧缺!没想到高岭土尾矿竟然派上大用场……

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楼主 发表于:2020-11-11 10:31:04
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石英砂又称硅砂,是一种常见的非金属矿物原料,主要用于建筑工业、玻璃制造工业、陶瓷工业和铸造工业。伴随着我国经济的发展和能源的日趋紧张,国家提倡发展太阳能光伏产业,这将导致对光伏玻璃砂的需求大幅度增长。因此,加强石英砂选矿提纯技术和深加工技术的研究,对满足高新技术产业用硅需求和提高我国石英砂资源的利用价值具有重要意义。


高岭土作为另一重要的非金属矿物被广泛应用于各行业,我国大多数高岭土企业专注于高岭土的采选及深加工,对采选加工过程产生的尾矿回收利用较少,尾矿大多被露天堆存,不仅侵占土地、污染水质、影响植被及生态环境,而且造成不可再生资源的浪费,在当前资源深度开发与综合回收利用、建设绿色矿山形势下,高岭土尾矿中有用矿物的回收再利用,可降低资源浪费,为高岭土综合开发利用提供新思路。其中,砂质高岭土尾矿中石英资源含量一般超过70%,具有较大的回收利用潜力。



高岭土尾矿砂(图片来源:网络)

研究现状简述


1、中建材蚌埠玻璃院的尚德兴等对福建某热液蚀变风化残积型高岭土尾矿进行选矿提纯试验研究,该尾矿中主要矿物为石英,含少量高岭石、电气石、云母、长石矿物,SiO2含量为83.20%,试验结果表明,试样经磨矿—水力分级、沉砂重选、重选精矿2阶段磁选,非磁性产品经擦洗—浮选,获得的石英精砂0.6~0.1mm粒级含量大于95%,SiO2含量达到99.29%、Al2O3含量为0.27%,Fe2O3含量为0.0029%,满足太阳能光伏玻璃、光热玻璃用低铁石英砂的质量要求,为高岭土尾矿资源高值化综合利用提供了工艺参考。



高岭土尾矿制备低铁石英砂工艺流程


2、中国地质科学院的马超在《砂质高岭土尾矿制备高纯石英的基础研究》一文中,以砂质高岭土尾矿中石英为原料分选提纯制备出SiO2 99.59%、Al2O3 0.15%、Fe2O3 51.6μg/g石英砂粗精矿,满足低铁超白玻璃用石英砂技术指标;石英砂粗精矿再经过焙烧-酸浸提纯获得的杂质元素总量小于500μg/g低端高纯石英砂,可用于生产光学元器件、光电玻璃、光伏玻璃、硅微粉等。使用砂质高岭土尾矿制备的石英砂进行相关产品的加工及其性能评价,对砂质高岭土尾矿制备高纯石英具有重要意义。


3、中核赣州金瑞铀业有限公司的冯海生等对江西一高岭土矿尾矿进行回收石英砂试验研究,通过磨矿、磁选、浮选条件试验及流程验证试验,确定从高岭土尾矿中回收石英砂的工艺流程为“磨矿—分级—两次磁选—两次浮选”。磨矿粒度控制在0.5mm以下,进行0.4T及1.0T两级磁选后,再在pH=2.0的条件下,进行两级浮选,一次浮选药剂加入量为4.16kg/t,二次浮选药剂加入量为3.12kg/t,最终可回收得到玻璃工业用石英砂产品。回收的石英砂精矿绝对产率为34.29%,精矿中w(SiO2)为99.53%,w(Al2O3)为0.14%,w(Fe2O3)为56ppm。



从高岭土尾矿中回收石英砂的工艺流程


4、武汉理工大学的胡廷海等科研人员对广西某高岭土尾矿进行浮选除铁试验,经擦洗、磨矿、分级、强磁选可产出SiO2品位达99.82%的石英砂,但其Fe2O3含量较高,为113μg/g,且铁主要赋存于云母和电气石中。为将该石英砂的Fe2O3含量降至80μg/g以下以满足光伏产业用石英砂的要求,对其进行了除铁即脱除云母和电气石的浮选试验。试验结果表明:先在pH=2.5的酸性条件下用混合胺和煤油进行1次云母反浮选,然后在pH=7.8的偏碱性条件下用油酸钠进行1次电气石反浮选,所得最终石英砂的Fe2O3含量可降至74μg/g,SiO2品位提高至99.89%,SiO2回收率为94.61%。


5、武汉理工大学的刘思等采用“擦洗—分级—棒磨—分级—高梯度强磁选—反浮选—酸擦洗”对北海某高岭土尾矿中石英进行选矿提纯,获得了SiO2含量达到99.91%、Fe2O3含量为79.88μg/g的高白石英砂。


产业现状概况


1 江西上高

2020年8月,中国粉体网-粉体行业巡回调研小组参访了江西某高纯石英砂生产企业。该企业采用宜春高岭土尾矿作为原料,利用合作方创新的浮选核心技术,采用合理的工艺和适用的浮选剂生产得到高纯石英砂、高纯长石。在生产过程中,可根据尾矿的化学成分变化,通过浮选药剂制度调整来达到产品质量稳定,且生产过程水循环使用,零排放,无污染。


据悉,该公司拟投资3亿多元建设年产120万吨高纯石英砂和高纯长石,主要用于:光电显示玻璃面板(TFT-LCD)、光热发电玻璃、光伏玻璃、水晶玻璃工艺品、水晶玻璃器皿、玻纤、电子线路板封装等行业。


2 广西北海

据互联网公开资料显示,广西北海一家高岭土企业,建设一条以高岭土尾矿为原料的生产线,年产30万吨高纯石英砂,总投资3千多万元。根据处理的原料性质和试验结果,结合该项目尾矿资源的具体情况,拟采用强磁选、浮选、重选的选矿方法作为选矿生产线工艺路线选择的主要方法。


3 江西崇义

2020年8月,江西崇义县某公司年处理80万吨高岭土尾砂加工项目启动,该项目主要从事高岭土尾砂处理,利用高岭土尾砂提炼石英砂、云母、长石、电气石、陶瓷高岭土等产品,达到尾矿零排放。项目总投资约2亿元,项目达标投产后,预计可实现年处理高岭土尾砂80万吨,年销售收入2.5亿元。


参考来源:

尚德兴等:高岭土尾矿制备光伏玻璃用低铁石英砂,中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司

冯海生等:从高岭土矿尾矿中回收石英砂试验研究,中核赣州金瑞铀业有限公司

马超:砂质高岭土尾矿制备高纯石英的基础研究,中国地质科学院

胡廷海等:广西某高岭土尾矿产石英砂浮选除铁试验,武汉理工大学资源与环境工程学院

刘思等:北海某高岭土尾矿中石英砂的选矿提纯试验,武汉理工大学资源与环境工程学院