| 設為首頁 | 加入收藏 | 廣告服務 | 關于我們 | 聯系我們 | 留言板 
非礦論壇 | 會員商務室
信息搜索:  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  首頁>非礦產品>鋯英石>正文
 
鋯英石工藝性能及其開發利用狀況

一、工藝特性及主要用途
  鋯石極耐高溫,其熔點達2750℃。并耐酸腐蝕。世界上有80%的鋯石直接用于鑄造工業、陶瓷、玻璃工業以及制造耐火材料。少量的鋯石用于鐵合金、醫藥、油漆、制革、磨料、化工及核工業。極少量的鋯石用于冶煉金屬鋯。
  含ZrO265~66%的鋯英石砂因其耐熔性(熔點2500℃以上)而直接用作鑄造廠鐵金屬的鑄型材料。鋯英石砂具有較低的熱膨脹性、較高的導熱性,而且較其他普通耐熔材料有較強的化學穩定性,因此優質鋯英石和其他各種粘合劑一起有良好的粘結性而用于鑄造業。鋯英石砂也用作玻璃窯的磚塊。而鋯英石砂和鋯英石粉與其他耐熔材料混合還有其他用途。
  鋯英石和白云石一起在高溫下反應生成二氧化鋯或鋯氧(ZrO2)。鋯氧也是一種優質耐熔材料,雖然其晶形隨溫度而變。穩定的鋯氧還含有少量的鎂、鈣、鈧或釔的氧化物,穩定的鋯氧熔點接近2700℃,它抗熱震,在一些冶金應用中比鋯英石反應差。穩定的鋯氧導熱性低,在工業鋯氧中,二氧化鉿作耐熔物使用是無害的。
  斜鋯石主要由含少量礦物雜質的二氧化鋯組成,它和鋯氧的一些性質類似。
  具有多種用途的鋯化合物是從二氧化鋯中制取的。這些化合物有多種用途,例如鐵合金、瓷釉、塑料、油漆、藥劑、磨料、防水劑、制革和蠟制品等。
  以金屬形式存在的鋯和鉿,主要用于化學工業和核反應堆工業,以及用于要求耐蝕、耐高溫、特殊熔合性能或吸收特殊中子的其他工業,在美國,鋯總消耗量中約有8%用于這些工業,而鉿金屬的唯一有意義的應用是用在軍艦的核反應堆。
  鋯和鉿金屬用多段提煉法獲得。最初鋯英石在電爐中和焦炭反應產生碳氫化鋯,然后氯化生成四氯化鋯。鎂還原四氯化鋯法(The kroll process)包括四氯化物的還原,它把鎂金屬放在一種惰性的氣體中,用來獲得海綿狀鋯金屬。
  可以用碘化物熱離解法精煉高純度鋯金屬,在這一過程中,依靠金屬和碘蒸氣在200℃的溫度下發生反應,并將易揮發的碘送往連接器中,使鋯成為易揮發碘的形態,從而與大多數雜質分離。大約在1300℃的溫度下,碘化物在加熱的燈絲上被分離。燈絲上附著高純度的鋯。釋放出來的碘從燈絲中轉移,這種產物稱為鋯晶棒。
  鋯英石按其應用領域分類見表1。
               表1 鋯英石的主要用途

應用領域
主 要 用 途
玻璃、陶瓷工業

鋯英石可作為玻璃陶瓷工業中的添加劑和遮光劑。加入20%的ZrO2可提高玻璃纖維的抗堿性和纖維的強度。含鋯的玻璃折光指數高,可取代鉛玻璃使用。加入鋯的陶瓷還具有吸收放射性功能。鈦釉中加入1~3%鋯英石可提高抗堿性能而不降低其抗酸功能。含鋯的陶瓷具有耐高溫、高壓及特殊強度

冶金工業

以ZrO2為基料的耐火材料強度高,穩定性好,并具有耐酸性,有較好的抗鋼液的侵蝕性能,在氧化和還原氣氛中穩定、熱導率低,可做高溫爐襯材料和高溫真空冶煉貴金屬和合金用的坩堝材料。也可鋪砌熔煉鋁、鉛、鉍等合金熔煉爐的爐底。細粒的鋯英石和細粒方英石組成的鋯方英石可廣泛用作電熔爐的爐頂的耐火材料
天然鋯砂粒度均勻,吸熱性好,散熱均勻,加熱時不發生多型轉化(α--β轉化),因此可做鑄造工業用的型砂。鋯砂磨細后涂于鑄型件內部,可提高鑄件成品率

原子能工業

鋯合金是原子能工業中應用較廣的材料,主要用在原子能發電站核動力艦船及潛艇等的核反應堆中

化學工業

鋯具有優異的抗腐蝕性能,用于化工設備中,如用含鋯材料制成的閥門、排氣機零件,以及在反應糟、蒸餾釜中的軋板均使用含鋯材料

其他工業

含鋯的涂料具有絕緣性,可做絕緣玻璃涂料,也可做防焦結涂料,難熔絕緣涂料,絕熱涂料。鋯英石與含鋁礦物配合可制成鋯—鋁磨料。含鋯鞣料可鞣制優質白色皮革。用鋯化合物浸漬過的織物具有防水性,耐熱性及防腐性。氧化鋯陶瓷纖維可用于生產合成紙,這種紙具有抗熱性能,化學惰性,絕熱和隔音性能


六、產品質量標準
  我國鋯英石精礦產品分六個品級,以干礦品位計算,應符合部頒YB834-87標準,我國各鋯英石生產廠家均按此標準執行。見表2:
            表2 鋯英石精礦技術要求(YB834-87)

品  級
化 學 成 分,%
二氧化(鋯+鉿)不小于
雜質  不大于
TiO2
Fe2O3
P2O5
Al2O3
SiO2
特級品
65.50
0.30
0.10
0.20
0.80
34.00
一級品
65.00
0.50
0.25
0.25
0.80
34.00
二級品
65.00
1.00
0.30
0.35
0.80
34.00
三級品
63.00
2.50
0.50
0.50
1.00
33.00
四級品
63.00
3.50
0.80
0.80
1.20
32.00
五級品
55.00
8.00
1.50
1.50
1.50
31.00

注:1.如需方對產品有特殊要求,由供需雙方商定。
2.鋯英石精礦中放射性物質含量按國家有關規定執行。
七、綜合利用工藝技術
  1.海南萬寧烏場鈦鐵礦
  萬寧縣烏場鈦鐵礦精選廠地處海南省,為我國規模較大的選鈦鐵礦及伴生有益礦物的選礦廠。現有生產能力為鈦精礦2.5萬噸,同時,還生產回收鋯英石、獨居石、錫石等有益礦物。
  (1)原礦性質
  該礦為海濱砂礦,礦石中有用礦物以鈦鐵礦、鋯英石為主。鈦鐵礦呈扁圓柱狀和渾圓粒狀。顏色為黑色,具有金屬、半金屬光澤或油脂光澤,為磁性礦物,用磁選機回收,其品位56%左右。除主要礦物外還有獨居石、金紅石、磁鐵礦、錫石及微量黃金等。鋯英石在原礦中占4%左右。脈右礦物以石英為主外還含有少量長石、云母等。礦石粒度均勻,含泥量少,有用礦物單體解離好。因此可選性好。原礦多元素分析見表3:
                表3 原礦多元素分析

元素名稱
SiO2
Fe2O3
Al2O3
CaO
MgO
V
P2O5
含量,%
81.00
1.14
2.20
1.13
1.07
0.0032
0.199
元素名稱
Mn
TR2O3
TiO2
ZrO2
Ta2O5
Nb2O5
 
含量,%
0.039
0.036
1.04
0.088
0.0016
0.0033
 

 2)選礦法及工藝流程
采用磁選和電選方法從鈦鐵礦的尾礦中回收鋯英石。
 (3)技術經濟指標  
技術經濟指標見表4。
             表4   烏場鈦鐵礦精選指標

產品名稱
產率,%
品位,%
回收率,%
備 注
鈦 精 礦
52.41
TiO250.29
79.18
含P0.0216%
金紅石精礦
0.121
TiO291.20
0.33
含P<0.05%
一級鋯精礦
4.45
ZrO264.24
38.81
含TiO20.65%
二級鋯精礦
0.99
ZrO263.08
8.48
含TiO21.50%
等外鋯精礦
1.95
ZrO250.68
13.00
含TiO212.01%
獨居石精礦
0.35
TR2O361.11
27.07
 
錫石精礦
 
Sn3.25
 
 

  2.廣東陸豐甲子鋯礦
  (1)原礦性質
  甲子鋯礦為海濱砂礦,主要礦物有鋯英石,鈦鐵礦,金紅石,獨居石等。脈石主要為細粒石英砂,粒度0.5~0.1mm,含量占總礦物量的95%以上,還有少量的長石,綠簾石,電氣石,石榴石等。礦石中絕大多數礦物呈單體存在,多富集于0.125~0.063mm粒級中。礦石中各種礦物含量列于表5。化學多元素分析列于表6。

           表5   原礦中各種礦物含量
礦物名稱
鈦鐵礦
白鈦礦
銳鈦礦
金紅石
鋯石
含量,%
7.7949
0.3032
0.0089
0.0621
0.5930
礦物名稱
獨居石
磁鐵礦
赤鐵礦
褐鐵礦
電氣石
含量,%
0.0604
0.0759
0.03111
0.0121
0.1219
礦物名稱
黃玉
綠簾石
石英
其他
 
含量,%
0.0778
0.0118
98.8386
0.0212
 

 
             表6   原礦化學多項分析
化學成份
TiO2
ZrO2
SiO2
P
Fe2O3
Al2O3
CaO
含量,%
1.20
0.50
91.60
0.017
2.95
2.22
0.26
化學成份
MgO
Nb2O5+Ta2O5
ThO2
Sn
S
合 計
 
含量,%
0.02
0.0067
0.001
0.0038
0.0038
98.3365
 

(2)選礦方法及工藝流程
  原礦采用砂泵給入選礦流程,綜合回收獨居石、鈦鐵礦、鋯英石、金紅石等,分選鋯英石采用磁選和電選法。其流程分粗選流程,精選流程,具體工藝流程見圖-2。
(3)技術經濟指標
技術經濟指標見表7。

              表7   甲子鋯礦選礦技術指標
年 份
處理量
t/h
原礦品位,%
精礦品位,%
精礦回收率,%
ZrO2
TiO2
ZrO2
TiO2
ZrO2
TiO2
1982
1983
84.50
80.95
0.356
0.1467
0.928
0.5057
9.92
8.00
21.52
20.68
57.68
60.00
48.05
45.00

  3.海南天利礦冶廠
 該廠地處海南萬寧縣,是以海濱砂礦選過鈦鐵礦以后的非磁性產品作為該廠入選原料。 (1)原礦性質:入選原料礦物種類較多,主要是鈦鐵礦和鈦鐵金紅石,另有少量的金紅石、白鈦礦和銳鈦礦、鋯英石。其他重礦物主要是石英和長石,還有少量的黑云母和白云母等。主要礦物的相對含量列于表8,原礦化學成份分析列于表9,原礦粒度分析列于表10。

             表8    原礦主要礦物相對含量
礦物名稱
鈦鐵礦
鈦  鐵
金紅石
銳鈦礦 白鈦礦
金紅石
鋯英石
磁鐵礦
其  他
重礦物
脈石礦物
總  量
含量,%
20.63
10.55
2.20
4.03
0.70
2.00
59.89
100.00

           
表9    原礦主要化學成分分析
化學成分
TiO2
ZrO2
Fe2O3
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
P2O5
Cr
含量,%
20.36
2.64
13.59
53.24
2.60
0.34
0.39
0.17
0.037

             表10    原礦粒度組成
粒  級
mm
產  率
品位,%
分布率。%
TiO2
ZrO2
TiO2
ZrO2
+0.6
1.15
1.13
0.06
0.06
0.03
-0.6+0.4
1.35
2.07
0.06
0.13
0.03
-0.4+0.25
0.85
2.08
0.08
0.08
0.03
-0.25+0.20
6.00
5.41
0.08
1.52
0.18
-0.20+0.154
41.50
16.70
0.64
32.44
10.65
-0.154+0.10
36.80
29.75
4.33
51.25
60.31
-0.10+0.074
3.75
28.02
8.70
4.92
12.35
-0.074+0.054
4.50
24.85
7.69
5.23
13.10
-0.054+0.045
2.30
27.06
3.25
2.91
2.83
-0.045
1.80
17.26
1.60
1.46
1.09
合   計
100.00
21.36
2.64
100.00
100.00

  從表中看出原礦中主要礦物鈦和鋯主要分存在0.20+0.045mm粒級內,ZrO2含量占總量的98.64%,其中在-0.154+0.10就占60.31%,這種粒度分布有利于鋯英石的浮選。   (2)選礦方法及工藝流程   本工藝流程和藥劑制度突破了傳統舊工藝,采用單一的浮選方法研究并使用了一種使鋯英石與其他礦物快速分離的BS-1和DS藥劑,該種藥劑是由多種原料合成的新型藥劑。使用此種藥劑僅用簡單的一粗一掃流程就能獲得很高的指標。同時也克服了傳統工藝使用油脂類藥劑對鋯英石精礦產品的污染。   
  高品位(59.9%)給礦的工藝流程,低品位(32.62%)給礦的工藝流程。藥劑制度列于表11。  

              表11    浮選藥劑制度
礦    樣
作 業 名 稱
藥劑名稱
藥劑用量,g/L
礦樣(一)
(品位59.98%)
 
粗 選
硫酸
BS-1
DS-1
水玻璃
4000
1250
140
260
掃 選
BS-1
DS-1
水玻璃
198
95
140
礦樣(二)
(品位32.64%)
粗選
硫酸
BS-1
DS-1
水玻璃
8600
1300
240
310
掃選
精選
BS-1
DS-1
水玻璃
硫酸
198
96
60
3000

  (3)技術經濟指標

  工業試驗技術經濟指標見表12。
            表12    工業試驗技術經濟指標
名  稱
試驗時間
給礦品位
精礦產率
精礦品位
尾礦品位
鋯的回收率
ZrO2
礦樣Ⅰ
1989.8
59.98
84.41
65.17
30.78
91.74
礦樣Ⅱ
1989.8
32.64
36.09
65.18
14.44
72.02

八、開發利用現狀及發展趨勢
  1.開發利用現狀,存在問題及解決對策  鋯英石多產于海濱砂礦,其伴生礦物以鈦鐵礦、金紅石、獨居石、榍石為主,脈石礦物以石英為主。選礦方法需重、磁、浮、電等方法聯合使用。如果沒有選擇性高的特殊藥劑,單一的浮選方法很難獲得合乎工業要求的精礦產品。鋯英石的主要選礦方法見表13。

                表13  鋯英石主要選礦方法  

選礦方法
主    要    特    點
重選法
鋯英石多賦存在鈦鐵礦中,并往往伴生有赤鐵礦、鉻鐵礦以及石榴石等重礦物,因此富集鋯英石在最初階段往往采用重選法,如用搖床先將重礦物與脈石(石英、長石、黑云母)等分開,然后再用其他選礦手段與其他重礦物分離
浮選方法
浮選常用的捕收劑為脂肪酸類,如油酸、油酸鈉;礦漿調節劑以蘇打為主,pH=7~8;抑制劑為硅酸鈉;活化劑為硫化鈉和重金屬鹽類如氯化鋯,氯化鐵
也有用草酸調節礦漿至酸性,用胺類或胺類衍生物做捕收劑
電選法
電選法是利用礦物導電性差異將鈦鐵礦、赤鐵礦、鉻鐵礦、錫石、金紅石等導電礦物與鋯英石、獨居石、石榴石、磷灰石等非導電礦物分離。電選前應預先脫泥分級,烘干加熱及加藥處理
磁選法
重礦物中磁性礦物有鈦鐵礦、赤鐵礦、鉻鐵礦、石榴石,黑云母、獨居石等;鋯英石為非磁性礦物或弱磁性礦物(某些礦床中鋯英石中含有鐵則為弱磁性)。磁選方法分干式和濕式兩種。干式磁選需將入選物料加熱干燥,分級等預處理而后才能進行分選。而濕式強磁場磁選機其分選粒度較寬、粒度下限可達20μm,因此當鋯英石粒度細時采用濕式磁選機較為適宜

  我國的鋯英石大部分產于海濱砂礦的重礦物中,鋯英石精選的原料主要來自選鈦鐵礦的尾砂,因此,其工藝流程除與選鈦鐵礦有直接關系外也與伴生的有益礦物種類相關,其原則流程見表14
           表14   鋯英石選別原則流程種類

伴生有益礦物種類
原  則  流  程
金紅石、鋯英石
電選-磁選-浮選
獨居石、鋯英石
磁選-搖床-磁選
錫石、獨居石、金紅石、鋯英石
磁選-搖床-磁選-搖床-電選-磁選

  2.發展趨勢
  鋯英石的市場供應與鈦和其它礦物的產量密切相關,其它礦物生產的市場波動會對鋯英石生產產生直接影響。因此需要繼續研究發現鋯的代用物。
  目前,分選靠近海平面和海平面以下的海濱砂中的鋯英石方法為:在采礦時用推土機剝離覆蓋層,礦砂由挖泥機抽吸,并送往濕粗選廠。粗選廠可以設置在浮動挖泥船上。在濕選時用螺旋選礦機,圓錐選礦機和洗礦槽聯合裝置來回收重精礦,輕礦物被除去。大部分粗精礦運送到精選廠,然后用重選法除去殘留的輕礦物,重精礦則在干燥窯中干燥脫水。已分離的各種重精礦用靜電分選和磁選分別獲得各種重精礦。這種獲得粗精礦的廉價方法使得可以開采重礦物平均含量不足3%的礦床,個別情況下可以開采平均含量不足1%的礦床。

        轉載請注明出處:“中國非金屬礦網” 100-su.cn

 更多關于鋯英石的內容
 ·鋯英石簡介
 ·鋯英石礦產資源分布及其礦石特征
 ·鋯英石工藝性能及其開發利用狀況
  

 
 

| 網站建設 | 會員服務 | 廣告服務 | 關于我們 | 聯系我們 | 法律聲明 |

Copyright @ 2003-2007 nmm365.cn All Righits Reserved. 版權所有 中國非金屬礦網
電話:0538-7338280 郵箱:webmaster@nmm365.cn