장석에 대한 기본 지식 및 불순물 제거 방법

01요약

장석은 대륙 지각에서 가장 흔한 광물 중 하나입니다. 주요 구성 성분은 SiO₂입니다.₂알₂O₃, 케이₂오, 나₂O 등. 칼륨, 나트륨, 칼슘, 소량의 바륨 및 기타 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 함유하고 있습니다. 전략적 비금속 광물 자원인 장석 광물은 지구 지각에 널리 분포하며, 석영을 제외하고 가장 널리 분포하는 규산염 암석 형성 광물입니다. 약 60%는 마그마암, 30%는 변성암, 10%는 퇴적암에서 발견되며, 지구 전체 무게의 50%를 차지합니다. 장석 광물에는 동형성이 잘 발달되어 있으며, 화학 조성은 종종 O 등으로 표현됩니다._xAb_yAn_z(x+y+z=100), 여기서 Or, Ab 및 An은 각각 칼륨 장석, 알비나이트 및 칼슘 장석의 세 가지 구성 요소를 나타냅니다.

장석의 융점은 일반적으로 약 1300℃이고 밀도는 약 2.58g/cm³입니다.³모스 경도 6.5, 비중은 2.5~3 사이로 변동하며, 취성이 있고 압축 저항성이 우수하며, 분쇄성 및 발달 성능이 좋고 쉽게 부서집니다. 화학적 안정성이 뛰어나고 내식성이 우수하지만 고농도의 황산과 불산에는 약합니다. 용융 기능을 돕고 세라믹 및 유리 산업에서 플럭스로 흔히 사용됩니다. 굴절률과 복굴절률이 낮습니다. 유리 같은 광택을 가지고 있지만 불순물을 함유하고 있어 색상이 다를 수 있습니다. 대부분의 장석 광물은 유리 및 세라믹 산업의 원료로 사용되며, 비료 처리, 연마재 및 공구, 유리 섬유 등의 산업에도 사용될 수 있습니다.

02 장석 품질에 영향을 미치는 요인

첫 번째는 Fe, Ti, V, Cr, Mn, Cu 등과 같이 염색 능력을 가진 원소입니다.

일반적인 상황에서 철과 티타늄이 주요 염색 원소이며, 다른 원소의 함량은 매우 적어 백색도에 미치는 영향은 미미합니다.

두 번째 유형은 흑운모, 루틸, 녹니석 등과 같은 암흑색 광물입니다. 광석 내 암흑색 광물의 함량은 낮지만 장석 정광의 품질에 큰 영향을 미칩니다. 세 번째 유형은 장석과 함께 침전된 유기 탄소로, 광석에 회흑색을 띠게 합니다. 대부분의 경우 유기 탄소는 고온에서 쉽게 제거되며 백색도에는 큰 영향을 미치지 않습니다. 산업 제품의 주요 구성 요소는 철, 티타늄, 철이며, 제품 표면에 검은 반점이 나타나고 칼슘 함량이 너무 높으면 제품 표면이 고르지 않게 됩니다. 따라서 장석 광물의 품질을 향상시키려면 암흑색 광물과 칼슘 함량을 줄여야 하며, 특히 산화철을 제거해야 합니다.

장석에 존재하는 철은 주로 다음과 같은 형태를 띤다. 1. 주로 적철석, 자철석, 갈철석의 단일 입자 또는 집합체 형태로 존재하며 입자 크기는 0.1mm 이상이다. 구형, 침상형, 편상형 또는 불규칙한 형태를 띠며 장석 광물 내에 고도로 분산되어 있어 제거가 용이하다. 2. 장석 표면은 철 산화물로 오염되어 있으며, 철 산화물은 스며든 형태로 존재하거나, 균열, 광물, 장석의 벽개면을 따라 침투하여 분포한다. 철 염료에 의해 형성된 철 산화물은 철 제거를 매우 어렵게 만든다. 3. 흑운모, 갈철석, 황철석, 페로티타늄 광석, 각섬석, 에피도트 등과 같은 철 함유 맥석 광물 형태로 존재한다.

03 장석 광석의 일반적인 선광 방법

현재 국내 장석 광석 정제의 주요 공정 흐름은 일반적으로 "분쇄 - 분쇄 분류 - 자력 분리 - 부유선별"이며, 장석 광물 불순물 함량 및 맥석 광물 함유 특성에 따라 수작업 분리, 탈착, 분류 등의 작업이 수행됩니다.

(1) 분쇄 및 연삭

장석의 분쇄는 조분쇄와 정분쇄로 나뉩니다. 대부분의 광석은 조분쇄와 정분쇄의 두 가지 공정을 거쳐야 합니다. 조분쇄에는 주로 턱형 크러셔가 사용되며, 정분쇄 장비로는 주로 임팩트형 크러셔, 해머형 크러셔 등이 사용됩니다.

장석의 분쇄는 크게 건식 분쇄와 습식 분쇄로 나뉜다.

습식 분쇄는 건식 분쇄보다 효율이 높으며, 과분쇄 현상이 발생하기 어렵습니다. 분쇄 장비로는 주로 볼밀, 로드밀, 타워밀, 샌딩밀, 진동밀, 공기흐름밀 등이 있습니다.

(2) 세척 및 탈점토

장석 광석은 형성 과정에서 다소간 점토를 함유하게 됩니다. 세척은 주로 장석에 포함된 점토, 미세 진흙, 운모 등의 불순물을 제거하기 위한 것입니다. 세척을 통해 철 함량을 줄일 수 있습니다.₂O₃광석의 K 함량을 개선하고, 또한 K 함량을 향상시킵니다.₂오와 나트륨₂광석 세척은 점토, 미세 진흙, 운모와 같은 조대 광물을 물의 흐름 작용을 이용하여 분리하는 공정으로, 조대 광물을 제거하는 데 사용됩니다. 일반적으로 사용되는 광석 세척 장비로는 스크러빙 머신, 진동 스크린, 광석 세척 탱크 등이 있습니다.

진흙 제거의 주된 목적은 파쇄 공정에서 발생하는 원광석과 중간 등급의 이차광석을 제거하고, 후속 분말 선별 공정에 미치는 영향을 방지하는 것입니다. 일반적으로 사용되는 제거 장비로는 유압 사이클론, 분류기, 원심분리기, 탈기 장치 등이 있습니다.

(3)자기 분리

다양한 광석 간의 자기적 차이를 이용하여 외부 자기장의 작용 하에 철을 제거하는 공정을 자분리라고 합니다. 장석은 자성이 없지만 철은 자성을 띕니다.₂O₃장석에 포함된 운모는 자성이 약하기 때문에 외부 자기장을 강화하면 Fe2O3, 운모 및 장석을 분리할 수 있습니다. 현재 중국에서 일반적으로 사용되는 자분리 장비는 주로 희토류 롤러 자분리기, 영구 자석 드럼 자분리기, 습식 자석판 자분리기, 수직 링 고경사 자분리기, 전자기 슬러리 고경사 자분리기 및 초전도 고강도 자분리기 등이 있습니다.

(4)부유

부유선별법은 분쇄된 원료 펄프에 조절제, 집진제, 발포제 등의 첨가제를 넣어 철 불순물이 기포에 부착되도록 하는 방법입니다. 이렇게 기포는 펄프 용액과 함께 분리되고, 이후 기계적으로 긁어내어 철 불순물과 원료의 미세 분말을 분리합니다. 부유선별법은 장석의 불순물 제거에 효과적인 방법으로, 철, 운모 등의 불순물을 제거하는 동시에 칼륨과 나트륨 함량을 증가시킬 수 있습니다. 광물의 종류에 따라 집진제의 선택은 달라지지만, 역부유선별 공정을 적용할 수도 있습니다.