沸石是沸石族礦物的總稱,是一種架狀的含水鋁硅酸鹽礦物,常見(jiàn)的有斜發(fā)沸石絲光沸石、菱沸石、毛沸石片沸石等,具有獨(dú)特的離子交換性、離子交換性、催化性、熱穩(wěn)定性和耐酸性等,廣泛應(yīng)用于建材、離子交換、催化裂化、日用輕工、造紙和塑料等領(lǐng)域。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平的提高,預(yù)計(jì)未來(lái)沸石將能在環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療保健、土壤修復(fù)、國(guó)防電子、水處理等領(lǐng)域具有更大的高值化利用前景。沸石的具體介紹可以看下:沸石介紹這篇經(jīng)驗(yàn)。

中國(guó)沸石資源儲(chǔ)量全球第一,主要分布在華北、東北、華中、華東地區(qū),目前,我國(guó)已發(fā)現(xiàn)沸石產(chǎn)地400余處,總儲(chǔ)量達(dá)40億噸,絕大部分類型為斜發(fā)沸石,少部分為絲光沸石,且品位普遍不高。我國(guó)各省的沸石品位概況如下:

省份 一般品位/% 最高品位/%
黑龍江 60 75-80
吉林 50 70-80
遼寧 30-50 60-70
河北 50 73-85
河南 50-60
內(nèi)蒙 48.52
江蘇 40-60
福建 20-43 50-60
廣西 23-61
廣東 60.78
浙江 40-60 70-80
安徽 40-70
山西 57
山東 45.25 65.4
新疆 42-50 78
海南 15-30 50
云南 40-50 60
四川 60
西藏 80
青海 50 73

天然沸石的組成礦物除大部分為沸石外,還常常伴有蒙脫石、絹云母、角閃石、石英、蛋白石、玉髓、長(zhǎng)石和鐵、鈦氧化物等雜質(zhì)。雜質(zhì)的存在既降低了有用組分在礦物材料中的含量,又對(duì)其應(yīng)用產(chǎn)生不利影響。另外,天然沸石含有著色礦物(鐵、鈦礦物等),還降低了原料自身的白度。這些無(wú)疑使以利用沸石礦物為目的的應(yīng)用,在范圍與深度上都受到制約。選礦提純可除掉脈石礦物,富集沸石,是提高沸石綜合利用價(jià)值的重要手段,其方法主要為重選法、浮選法、磁選法、化學(xué)處理及其聯(lián)合工藝,具體工藝根據(jù)礦石組成礦物的性質(zhì)確定。

1、沸石重選法提純

重選是依據(jù)沸石與其他脈石礦物之間存在硬度和可粉碎性的差異,經(jīng)合理的粉碎解離,彼此間呈現(xiàn)粒度分布差別,因此借助分級(jí)手段實(shí)現(xiàn)分離。

日本板谷沸石加工廠采用純干法重選流程,精選含蛋白石、石英、長(zhǎng)石及一些有機(jī)物雜質(zhì)的天然沸石。礦石經(jīng)粗破碎、篩分后,再經(jīng)多次粉碎、分級(jí),最后按粒度的差異分選出不同質(zhì)量的沸石產(chǎn)品。日本高島加工廠則采用濕法粉碎和分級(jí)流程處理天然沸石。

除采用常規(guī)的分級(jí)方法外,美國(guó)布伊沸石礦和中國(guó)浙江沸石礦的重選流程中還采用了搖床和連續(xù)水吸器等設(shè)備?;跀U(kuò)大沸石與其他礦物粒度差異及分散的重要性,還進(jìn)行了在重選分離體系中,水玻璃和聚丙烯酰胺的應(yīng)用試驗(yàn),并取得了一定效果。

2、沸石磁選法提純

磁選主要是除去沸石中具有磁性的含鐵礦物等雜質(zhì)。磁選法和含磁選的聯(lián)合選礦方法主要用來(lái)處理含鐵量較高的天然沸石原材料。

3、沸石重選、浮選聯(lián)合提純

重選和浮選聯(lián)合方法選別天然沸石的代表性工藝為預(yù)先脫泥分級(jí)反浮選工藝。

例如,主要由鈣型絲光沸石(約50%-55%)、鈣型斜發(fā)沸石(約20%-25%)、鈣型蒙脫石(約3%-7%)和石英、長(zhǎng)石(約2%-4%)組成的天然沸石選礦工藝為:磨礦后預(yù)先脫除-9μm礦泥,再經(jīng)分級(jí)并用搖床除掉石英和長(zhǎng)石等脈石礦物。搖床精礦細(xì)磨至-38μm,再脫除-9μm礦泥,然后用浮選回收絲光沸石。最終分別獲沸石含量約80%和75%的兩種絲光沸石精礦,產(chǎn)率分別為23.39%和20.58%

4、沸石化學(xué)法提純

磁選和重選等常規(guī)選礦方法僅能除掉天然沸石中嵌布較粗的各種鐵礦物及其連生體,而對(duì)微細(xì)粒嵌布的鐵礦物和以類質(zhì)同象方式存在于沸石晶格中的鐵則效果較差,因此,單一通過(guò)物理選礦的方式提高產(chǎn)品白度,效果十分有限。采用化學(xué)處理方法,可最大限度地除掉各種形態(tài)的含鐵雜質(zhì),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的進(jìn)一步增白。

通過(guò)化學(xué)處理去除天然礦石中的少量含鐵礦物,一般采用單一酸處理、加還原劑酸處理和加絡(luò)合劑酸處理三種方法。

單一酸處理是將試樣中的含鐵礦物通過(guò)與酸作用形成Fe3+或Fe2+而溶出,并隨水洗除掉,但提出增白幅度有限。

加還原劑酸處理,還原劑、酸和三價(jià)鐵礦物經(jīng)反應(yīng)生成Fe2+,而Fe2+的水解程度大大低于Fe3+,所以可減輕鐵離子羧基化物的二次著色污染,提高增白穩(wěn)定性。

加絡(luò)合劑酸處理,絡(luò)合劑可將酸溶出的Fe3+反應(yīng)生成可溶性并穩(wěn)定存在的絡(luò)離子形式。這一方法既避免了單一酸處理時(shí)Fe3+水解而形成羧基化物的二次污染,又消除了加還原劑酸處理時(shí),殘留Fe2+在空氣中重新氧化成Fe3+而使產(chǎn)品逐漸返黃的現(xiàn)象。

化學(xué)增白在改善天然沸石外觀性能的同時(shí),還導(dǎo)致礦物晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。研究表明,天然沸石經(jīng)單一硫酸處理后,斜發(fā)沸石結(jié)晶構(gòu)造發(fā)生了以結(jié)晶程度有選擇性破壞為特征的整體變形,結(jié)構(gòu)中Al/Si值有所降低。硫酸與Na2S2O4共處理則導(dǎo)致斜發(fā)沸石的晶化程度增強(qiáng)。沸石的物化性能無(wú)疑會(huì)隨之發(fā)生不同程度的變化。