中國(guó)粉體網(wǎng)訊 長(zhǎng)石和石英作為地殼中普遍存在且儲(chǔ)量豐富的礦物，在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用,。長(zhǎng)石是長(zhǎng)石族礦物的總稱(chēng)，是地殼中分布最廣的硅酸鹽礦物,，主要化學(xué)成分包括鉀、鈉等堿金屬元素和鈣,、鋇等堿土金屬元素，長(zhǎng)石的類(lèi)型和主要成分由骨架中所含金屬陽(yáng)離子決定,，如鉀長(zhǎng)石,、鈉長(zhǎng)石、鈣長(zhǎng)石等,，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,，既可用于玻璃和陶瓷的制造，也可作為染料,、填料等多種用途的重要原材料,。
石英是一種堅(jiān)硬、耐磨,、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的硅酸鹽礦物,，作為一種重要的戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源,，廣泛應(yīng)用于玻璃制造,、軍事裝備,、半導(dǎo)體技術(shù)以及太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)等眾多高科技領(lǐng)域，具有不可或缺的價(jià)值與潛力,。
長(zhǎng)石和石英同屬于架狀硅酸鹽礦物類(lèi)別,，均以硅氧四面體為基本結(jié)構(gòu)單元，因此在晶體結(jié)構(gòu)上存在高度的相似性,。長(zhǎng)石主要由鋁,、鈉、鉀或鈣等元素組成,，而石英主要成分為二氧化硅。盡管成分有所不同,，但由于兩者在晶體結(jié)構(gòu)及表面特性接近,，使得傳統(tǒng)的物理或化學(xué)方法難以實(shí)現(xiàn)二者的有效分離。石英與長(zhǎng)石分離的問(wèn)題一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn),，基于表面化學(xué)性質(zhì)差異的浮選法是目前應(yīng)用最為廣泛且高效的選礦方法,，選擇合適的浮選藥劑是關(guān)鍵。目前石英長(zhǎng)石浮選分離方法主要有氫氟酸法,、無(wú)氟有酸法,、無(wú)氟無(wú)酸法、無(wú)氟少酸法,。
氫氟酸法
氫氟酸法是在強(qiáng)酸性介質(zhì)中,，以氫氟酸為活化劑，采用胺類(lèi)陽(yáng)離子捕收劑優(yōu)先捕收長(zhǎng)石的一種比較傳統(tǒng)的分離長(zhǎng)石與石英的方法,。一些學(xué)者認(rèn)為氫氟酸在礦漿中主要起三方面作用：首先,，氫氟酸酸破壞了礦漿中石英、長(zhǎng)石表面的解離平衡,，自由氫離子使平衡向負(fù)電荷減少的方向移動(dòng),，導(dǎo)致石英和長(zhǎng)石表面的負(fù)電荷減少；其次,，氫氟酸在腐蝕硅氧鍵時(shí),，長(zhǎng)石表面上的Al-O易斷裂導(dǎo)致Al3+突出，活性增強(qiáng),；另外長(zhǎng)石表面的Na+,、K+和Al3+離子與溶液中形成的[SiF6]2-絡(luò)合物的離子相互作用，形成附著在長(zhǎng)石表面的絡(luò)合物,，使長(zhǎng)石表面呈電負(fù)性,。長(zhǎng)石在被氫氟酸腐蝕后，零電點(diǎn)會(huì)更低,，表面電性更負(fù),，而石英到達(dá)零電點(diǎn)附近的pH值恰好為2～3,，當(dāng)胺類(lèi)陽(yáng)離子捕收劑加入礦漿時(shí)會(huì)與長(zhǎng)石發(fā)生靜電吸附，長(zhǎng)石得以浮出,，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)石和石英分離,。
無(wú)氟有酸法
由于“有氟有酸”法分離石英和長(zhǎng)石會(huì)產(chǎn)生大量含氟廢水，嚴(yán)重危害周?chē)h(huán)境和人類(lèi)健康,，基于“無(wú)氟有酸”的高純石英浮選方法引起了研究人員的關(guān)注,。常用的酸包括硫酸、草酸,、磷酸,、鹽酸等。長(zhǎng)石的零電點(diǎn)(1.5左右)要低于石英的零電點(diǎn)(2.0左右),，當(dāng)將石英礦漿的pH通過(guò)酸堿調(diào)整劑調(diào)節(jié)至2~3時(shí),，石英表面不帶電荷，而長(zhǎng)石表面帶負(fù)電荷,，添加的陽(yáng)離子捕收劑首先吸附于呈負(fù)電性的長(zhǎng)石表面,，然后與添加的陰離子捕收劑發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),附著在長(zhǎng)石表面形成共絡(luò)合物：其具有較強(qiáng)的表面活性，可以大大增強(qiáng)長(zhǎng)石的表面疏水性,，提高長(zhǎng)石的可浮性,。因此，在混合酸體系中,，長(zhǎng)石將優(yōu)先于石英被浮選分離出來(lái)然而,這種分離方法的效果比傳統(tǒng)的含氟浮選差通常只能獲得石英砂(或長(zhǎng)石)產(chǎn)品,，不適用于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。
無(wú)氟無(wú)酸法
無(wú)氟無(wú)酸法主要是在兩種介質(zhì)條件下進(jìn)行浮選：中性條件和堿性條件,。中性介質(zhì)：學(xué)者普遍認(rèn)為：長(zhǎng)石和石英的表面在礦漿pH=6.5～7時(shí)全部呈現(xiàn)電負(fù)性狀態(tài),，兩種陰陽(yáng)離子捕收劑添加至合適的比例之后放入礦漿，陰離子捕收劑由于長(zhǎng)石表面的Al3+微區(qū),，會(huì)吸附于長(zhǎng)石而陽(yáng)離子捕收劑會(huì)由于兩者表面均為電負(fù)性而發(fā)生吸附,。長(zhǎng)石表面吸附的陰離子捕收劑會(huì)轉(zhuǎn)變成陰離子活性位點(diǎn)，進(jìn)而會(huì)再吸附陽(yáng)離子捕收劑,，由此長(zhǎng)石表面會(huì)有疏水層產(chǎn)生,，長(zhǎng)石得以?xún)?yōu)先浮出。
堿性介質(zhì)：在堿性條件下,，礦漿整體pH值為11～12,，在這種條件下的長(zhǎng)石可浮性相比于石英來(lái)說(shuō)很弱，從而石英優(yōu)先浮出,。目前主要有兩種不同的方法,，能夠?qū)崿F(xiàn)石英和長(zhǎng)石在無(wú)氟無(wú)酸法中堿性介質(zhì)下浮選分離，一種是利用在烷基二胺在堿性體系中對(duì)長(zhǎng)石,、石英捕收作用差異來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)石石英分離,；另一種是通過(guò)在礦漿中加入堿土金屬離子活化石英,，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)石石英分離。
無(wú)氟少酸法
無(wú)氟無(wú)酸法分離效果不是十分穩(wěn)定,，研究人員將目光轉(zhuǎn)向無(wú)氟少酸法嘗試對(duì)石英長(zhǎng)石進(jìn)行分離,，無(wú)氟少酸法的原理與無(wú)氟有酸法類(lèi)似。林東等以江西某鉭鈮礦尾礦為原料,，將草酸作為調(diào)整劑,、六偏磷酸鈉作為抑制劑、十二胺以及石油磺酸鈉作為陰陽(yáng)離子捕收劑,，通過(guò)浮選工藝成功獲得Na2O與K2O含量為11.45%的長(zhǎng)石精礦以及含量為92.12%的石英精礦,，可以用作市場(chǎng)制造玻璃的原料。
其他方法
隨著高純石英浮選技術(shù)的發(fā)展,，還出現(xiàn)了一些新興的浮選技術(shù),，如微生物輔助浮選。利用微生物細(xì)菌等對(duì)石英表面進(jìn)行溶解預(yù)處理,，使石英暴露出可溶性無(wú)定形形態(tài)的晶面和位點(diǎn)，有利于增強(qiáng)捕收劑與目的礦物石英之間的作用,。
參考來(lái)源：
馬曉光等.高純石英砂浮選工藝與藥劑研究進(jìn)展
張子韓等.石英-長(zhǎng)石的浮選分離工藝研究進(jìn)展
裴廣超.金屬離子對(duì)長(zhǎng)石與石英浮選行為的影響
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
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