中國粉體網(wǎng)訊 長石和石英作為地殼中普遍存在且儲量豐富的礦物，在多個領域發(fā)揮著關鍵作用。長石是長石族礦物的總稱，是地殼中分布最廣的硅酸鹽礦物，主要化學成分包括鉀、鈉等堿金屬元素和鈣、鋇等堿土金屬元素，長石的類型和主要成分由骨架中所含金屬陽離子決定，如鉀長石、鈉長石、鈣長石等，應用領域廣泛，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。
石英是一種堅硬、耐磨、化學性質穩(wěn)定的硅酸鹽礦物，作為一種重要的戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源，廣泛應用于玻璃制造、軍事裝備、半導體技術以及太陽能產(chǎn)業(yè)等眾多高科技領域，具有不可或缺的價值與潛力。
長石和石英同屬于架狀硅酸鹽礦物類別，均以硅氧四面體為基本結構單元，因此在晶體結構上存在高度的相似性。長石主要由鋁、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構及表面特性接近，使得傳統(tǒng)的物理或化學方法難以實現(xiàn)二者的有效分離。石英與長石分離的問題一直是國內外學者研究的熱點，基于表面化學性質差異的浮選法是目前應用最為廣泛且高效的選礦方法，選擇合適的浮選藥劑是關鍵。目前石英長石浮選分離方法主要有氫氟酸法、無氟有酸法、無氟無酸法、無氟少酸法。
氫氟酸法
氫氟酸法是在強酸性介質中，以氫氟酸為活化劑，采用胺類陽離子捕收劑優(yōu)先捕收長石的一種比較傳統(tǒng)的分離長石與石英的方法。一些學者認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、長石表面的解離平衡，自由氫離子使平衡向負電荷減少的方向移動，導致石英和長石表面的負電荷減少；其次，氫氟酸在腐蝕硅氧鍵時，長石表面上的Al-O易斷裂導致Al3+突出，活性增強；另外長石表面的Na+、K+和Al3+離子與溶液中形成的[SiF6]2-絡合物的離子相互作用，形成附著在長石表面的絡合物，使長石表面呈電負性。長石在被氫氟酸腐蝕后，零電點會更低，表面電性更負，而石英到達零電點附近的pH值恰好為2～3，當胺類陽離子捕收劑加入礦漿時會與長石發(fā)生靜電吸附，長石得以浮出，實現(xiàn)長石和石英分離。
無氟有酸法
由于“有氟有酸”法分離石英和長石會產(chǎn)生大量含氟廢水，嚴重危害周圍環(huán)境和人類健康，基于“無氟有酸”的高純石英浮選方法引起了研究人員的關注。常用的酸包括硫酸、草酸、磷酸、鹽酸等。長石的零電點(1.5左右)要低于石英的零電點(2.0左右)，當將石英礦漿的pH通過酸堿調整劑調節(jié)至2~3時，石英表面不帶電荷，而長石表面帶負電荷，添加的陽離子捕收劑首先吸附于呈負電性的長石表面，然后與添加的陰離子捕收劑發(fā)生絡合反應,附著在長石表面形成共絡合物：其具有較強的表面活性，可以大大增強長石的表面疏水性，提高長石的可浮性。因此，在混合酸體系中，長石將優(yōu)先于石英被浮選分離出來然而,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(或長石)產(chǎn)品，不適用于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。
無氟無酸法
無氟無酸法主要是在兩種介質條件下進行浮選：中性條件和堿性條件。中性介質：學者普遍認為：長石和石英的表面在礦漿pH=6.5～7時全部呈現(xiàn)電負性狀態(tài)，兩種陰陽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石表面的Al3+微區(qū)，會吸附于長石而陽離子捕收劑會由于兩者表面均為電負性而發(fā)生吸附。長石表面吸附的陰離子捕收劑會轉變成陰離子活性位點，進而會再吸附陽離子捕收劑，由此長石表面會有疏水層產(chǎn)生，長石得以優(yōu)先浮出。
堿性介質：在堿性條件下，礦漿整體pH值為11～12，在這種條件下的長石可浮性相比于石英來說很弱，從而石英優(yōu)先浮出。目前主要有兩種不同的方法，能夠實現(xiàn)石英和長石在無氟無酸法中堿性介質下浮選分離，一種是利用在烷基二胺在堿性體系中對長石、石英捕收作用差異來實現(xiàn)長石石英分離；另一種是通過在礦漿中加入堿土金屬離子活化石英，實現(xiàn)長石石英分離。
無氟少酸法
無氟無酸法分離效果不是十分穩(wěn)定，研究人員將目光轉向無氟少酸法嘗試對石英長石進行分離，無氟少酸法的原理與無氟有酸法類似。林東等以江西某鉭鈮礦尾礦為原料，將草酸作為調整劑、六偏磷酸鈉作為抑制劑、十二胺以及石油磺酸鈉作為陰陽離子捕收劑，通過浮選工藝成功獲得Na2O與K2O含量為11.45%的長石精礦以及含量為92.12%的石英精礦，可以用作市場制造玻璃的原料。
其他方法
隨著高純石英浮選技術的發(fā)展，還出現(xiàn)了一些新興的浮選技術，如微生物輔助浮選。利用微生物細菌等對石英表面進行溶解預處理，使石英暴露出可溶性無定形形態(tài)的晶面和位點，有利于增強捕收劑與目的礦物石英之間的作用。
參考來源：
馬曉光等.高純石英砂浮選工藝與藥劑研究進展
張子韓等.石英-長石的浮選分離工藝研究進展
裴廣超.金屬離子對長石與石英浮選行為的影響
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
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