硼鈣石原石常混雜石英、方解石、黏土、鈉硼鹽等雜質,市麵提純分為物理選礦提純、濕法化學精製兩大類,工業生產按照礦石雜質類型搭配工藝,從低品位原礦加工成高純度工業級硼鈣石粉料。
一、預處理破碎磨礦
開采後的大塊硼鈣石先經顎破、細碎分級,再送入球磨機研磨,根據礦物嵌布粒度磨至合適細度。磨礦粒度直接決定後續除雜效果,黏土雜質多的礦石搭配濕式擦洗,利用水流衝刷剝離附著在礦石表麵的泥質、可溶性鈉鹽雜質,初步洗掉表層可溶性雜料,減少後續藥劑與原料損耗。分級篩分後分出粗粒尾礦與待精選礦漿,粗廢石直接排尾。
二、重選提純
依托硼鈣石與脈石密度不同分選,多用於低品位原礦初選。選用重介質分選或者水力跳汰設備,調配懸浮重液,密度偏大的方解石、重晶石下沉分離,輕質黏土、石英隨溢流排出,硼鈣石中間粒級富集。重選優勢是不用化工藥劑、生產成本低,缺點提純上限有限,僅能完成粗提,產品無法滿足玻纖、精細化工用料標準,一般作為浮選前置預處理。
三、浮選精選
浮選是規模化提純硼鈣石的核心手段,主流流程采用一次粗選、兩到三次精選、一次掃選閉環工藝。
礦漿調配至固定濃度,調整水體酸堿度後依次添加抑製劑與捕收藥劑,抑製劑用來壓製石英、碳酸鹽脈石上浮,捕收藥劑改變硼鈣石顆粒表麵特性,讓硼鈣石依附氣泡上浮形成泡沫精礦,泥沙、鈣鹽雜質沉入槽底成為尾礦。粗選泡沫經過多輪精選進一步剔除夾帶雜質,掃選回收粗選尾礦裏殘留的細小硼鈣石顆粒,提升原料回收率。浮選之後精礦經過壓濾、水洗、低溫烘幹,可大幅提升硼鈣石品級,去除大部分矽酸鹽與碳酸鹽雜質,是陶瓷、阻燃用料常用提純路線。
部分黏土共生嚴重礦石采用反浮選工藝,藥劑優先浮起脈石雜質,硼鈣石留在礦漿底部,規避黏土和硼鈣石上浮特性相近難以分離的難題。
四、濕法化學提純
針對浮選仍殘留可溶性鈉鹽、微量鈣鎂雜質的礦石,采用水溶除雜、酸浸精製兩種模式。
1.水溶除雜:溫水浸泡礦粉,礦石內部混雜的鈉類硼鹽溶於水中,經過多次攪拌浸洗、壓濾分離,濾餅即為脫鈉硼鈣石,反複水洗可把產品堿含量控製在極低範圍,適配高端玻纖生產需求。
2.溫和酸溶精製:低溫環境下用稀酸浸泡粗硼鈣石粉料,方解石、白雲石類碳酸鹽雜質被溶解分離,硼鈣石理化性質穩定不易損耗,固液分離後多次清水洗滌濾餅,除去殘留酸根,烘幹得到超高純硼鈣石成品。
五、水熱精製提純
低品位硼鈣石原料裝入密閉反應釜,加水調配礦漿,控溫加壓進行水熱轉化處理,礦石中雜相礦物在高溫水環境下分解,可溶性雜質進入液相,壓濾分離母液後固體物料經水洗幹燥,雜質去除率高,多用於精細硼化物原料深加工,缺點設備投入偏高,多用於精細化工廠配套提純。
綜上,從物理選礦到濕法精製的多級提純工藝,可靈活把控硼鈣石純度指標。經過針對性提純後的硼鈣石,雜質含量可控、品質均勻,既能滿足普通陶瓷、填充料的基礎使用需求,也可達到無堿玻璃、高端新材料的嚴苛用料標準,助力下遊行業穩定生產。