霞石正长岩(Nepheline-Syenite)

如题所述

一、概述

含霞石5%以上的正长岩称为霞石正长岩,属高碱性长石质深成岩。霞石为碱性架状硅酸盐,其性质见表3-24-1。

表3-24-1 霞石的物理化学性质

霞石正长岩的矿物成分主要为正长石、微斜长石、钠长石、霞石;次要矿物有霓辉石、霓石、钠闪石等。霞石正长岩根据霞石及其他矿物的含量可划分很多种类,见表3-24-2。

我国霞石正长岩主要分布于山西、河北、辽宁、四川、云南、安徽、广东、湖北、新疆等9个省、自治区,其分布总面积>160km2。河南省共发现两处霞石正长岩矿,一处位于安阳九龙山,另一处位于方城。

表3-24-2 霞石正长岩矿石类型

我国霞石正长岩地质工作起步较晚,目前尚无矿床勘探资料的报道。

二、霞石正长岩的主要用途及质量要求

1.工业要求

目前,我国对霞石正长岩矿床尚无统一的工业要求。作为玻璃、陶瓷原料用的霞石正长岩,要求其霞石含量>20%,化学成分中Na2O/K2O≈1,当Na2O/K2O>2时,可作为优质玻璃原料。

2.霞石正长岩的主要用途

霞石正长岩的主要用途见表3-24-3。

表3-24-3 霞石正长岩的主要用途

3.质量标准

由于我国对霞石正长岩的开发利用起步较晚,因此目前尚未制定统一的标准,只是根据用户不同需要有产品质量要求。在国外,霞石正长岩的生产国家有美国、加拿大、原苏联、挪威等国。表3-24-4~表3-24-6列出了加拿大、挪威有关公司产品质量要求。

表3-24-4 30目玻璃级霞石正长岩标准产品规格

表3-24-5 国外陶瓷级霞石正长岩标准产品规格

表3-24-6 体质染料和填料级霞石正长岩的标准性能

注:本表为加拿大霞石正长岩产品特性,迈因克斯原文为Minex。

三、霞石正长岩的选矿提纯

霞石正长岩除含有霞石、正长石、钠长石外,还含有杂质矿物,如黑云母、钛铁矿、磁铁矿、石榴子石、硫化矿等,必须经过选矿提纯除去杂质矿物,使之精矿产品符合玻璃、陶瓷等原料要求。根据霞石正长岩中矿物组成不同,采用不同的选矿方法。多数采用磁选法,达到除去含铁矿物的目的,也有采用浮选提纯霞石。原则工艺流程见表3-24-7。

表3-24-7 主要工艺流程

选矿实例1 南江霞石选矿厂

南江坪河霞石矿位于四川大巴山。该矿石主要由霞石、钙霞石、正长石、钠长石、方解石、白云母、黑云母和普通辉石组成,还含有少量黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等。其精矿产品主要是代碱用于玻璃、陶瓷工业,对精矿中含铁量有严格要求,原则工艺流程见图3-24-1。原矿化学多项分析和精矿产品指标分别见表3-24-8和表3-24-9。

表3-24-8 原矿化学多项分析

表3-24-9 霞石正长岩选矿产品指标

图3-24-1 南江坪河霞石选矿工艺流程

选矿实例2 北端霞石正长岩选矿厂(挪威)

主要矿物是霞石和条纹长石,占90%;其余矿物有磁铁矿、黑云母、角闪石、辉石、方解石和榍石等。选矿流程见图3-24-2。其选矿产品分为三级:玻璃级、琥珀级、陶瓷级,化学成分见表3-24-10。

图3-24-2 挪威北端霞石正长岩选矿流程

表3-24-10 挪威霞石正长岩产品的化学成分

四、霞石正长岩开发利用现状

霞石正长岩在世界范围内分布较广,但仅有加拿大、挪威、原苏联、美国、巴西五国对霞石正长岩开发利用水平较高。全世界霞石正长岩年产量85万t,其中加拿大两家公司总生产能力超过60万t。在加拿大77%左右的霞石正长岩用于生产玻璃,在挪威玻璃级霞石正长岩占其总产量的88%以上。

我国对霞石正长岩的开发处于起步阶段,1993年四川南江建成我国第一个霞石正长岩选矿厂,生产能力为5万t/a。90年代初河南安阳完成了霞石正长岩选矿中试,产品送杭州玻璃厂进行应用试验。

金寨县霞石正长岩位于安徽省金寨县响洪甸水库旁。采用的选矿工艺流程为:原矿→破碎→磨矿→弱磁选→脱泥→强磁选→精矿入池。精矿中Fe2O3含量稳定在0.4%以下,K2O+Na2O含量达14%以上。首期日处理矿石100t选厂已建成投产,产品供给玻璃厂和陶瓷厂。

皖西霞石正长岩采用磨矿→脱泥→弱磁→强磁选工艺,获得钾长石精矿粉。利用钾长石精矿粉生产13X沸石、碳酸钾、碳酸钠、白炭黑。工艺流程为:钾长石精矿粉

焙烧→熟料→水热合成→过滤(母液处理)→13X沸石、碳酸钾、碳酸钠、白碳黑。实验产出的13X沸石分子筛对水的吸附量为25.44mg/g干基,达到了GB7820-92对13X沸石分子筛的要求。白炭黑的纯度为95.17,达到了GB10517-89要求。碳酸钾的纯度为96.08,达到了GB1587-92中工业碳酸钾合格品的要求。

在陶瓷工业中,霞石正长岩是一种低耗能、快速、高效原料。国外低温烧成陶瓷坯体的配方,霞石精矿占全部配料的54%。在每100kg玻璃混合料中,加入7%的霞石正长岩精矿,可节碱1.1kg。四川会理美术玻璃厂的配方,霞石精矿占用料中的6.2%。

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