中国粉体网讯 蓝晶石属于蓝晶石族高铝矿物，岛状结构硅酸盐矿物，与红柱石、硅线石成同质多象，是一种极富开发潜能的矿种。蓝晶石矿床以区域变质型为主，主要产于片岩、片麻岩和石英岩中，其矿物组成复杂，常与石榴子石、云母、石英、斜长石等矿物共生。
目前，世界上蓝晶石的分布较为广泛，主要分布于加拿大、美国、南非、奥地利、印度、澳大利亚等国家，但其中多数为贫矿。我国也有着丰富的蓝晶石矿物资源，通过大量的普查勘探工作，已发现蓝晶石矿20余处，主要分布在河南、新疆、江苏、内蒙古等地。
蓝晶石由于其矿石性质常被用作生产耐火材料、氧化铝、硅铝合金和耐火纤维等，广泛应用于冶金、陶瓷、耐火材料、玻璃、机械、电力和化工等领域，在煅烧形成莫来石后，更是有着耐火度高、耐热载荷大、抗化学腐蚀、热膨胀性低、抗磨性和绝缘性强、热震机械强度大等一系列优良特点。目前，针对蓝晶石回收率低，选矿成本高，选出产品精矿品位低，杂质含量高等问题，尚未有一种成熟且适应性强的处理工艺。同时现代工业生产中，作为重要的工业基础原料，蓝晶石的需求量不断增加，然而随着矿石资源的贫化以及对精矿品位的提高，又使得蓝晶石的分选变得更加困难。因此，改进选矿工艺、处理中低品位矿石、合理利用蓝晶石资源已成为亟待解决的问题。
1选矿工艺
1.1磁选
蓝晶石是非磁性矿物，但常与石榴子石、黑云母等含铁物共生，并含有少量的磁铁矿和磁黄铁矿，这些含铁矿物混于蓝晶石矿中，会严重影响蓝晶石精矿的品质，从而导致产品的耐火度降低，力学强度变弱，且使产品线性膨胀率受到影响。因此为了分选出高品质的蓝晶石，以达到工业要求，通常利用磁选对重选或浮选后的精矿进行除铁作业，降低蓝晶石中的铁含量，或者用于入选原料的准备作业，以便回收或除去磁选产品，减少后续工作量，从而提高蓝晶石精矿产品的质量。
在国外，为提升蓝晶石精矿品质，对如何去除蓝晶石矿中的含铁矿物作了大量研究，并将成果应用于生产实践中，取得了巨大效益。美国弗吉尼亚州东岭蓝晶石矿浮选后的精矿中，铁含量过大，不能满足工业要求。美国蓝晶石矿业公司针对该蓝晶石性质，采用了两段磁选工艺对该浮选精矿进行处理。
生产实践中，首先经过湿式强磁选进行初步除铁，然后经过沸腾炉干燥和迥转窑煅烧，除去影响除铁效果的药剂覆盖层，再经干式强磁选，得到最终精矿，符合国家行业标准对蓝晶矿精矿的要求。印度在处理含云母的蓝晶石石英岩时，通常在浮选后进行湿式强磁选作业，以降低浮选精矿中的铁含量。通过试验表明，分选不同地区且蓝晶石含量为20%～57%的蓝晶石矿时，利用湿式强磁的工艺方法处理浮选精矿，能显著提升精矿品质，获得合格的蓝晶石精矿。当然，在国内对该问题也作了大量研究并取得了许多成果。甘肃某低品位难选蓝晶石与黑云母、石榴子石等含铁物共生，并含有少量磁铁矿和磁黄铁矿，铁质量分数为7.37%，含铁量偏高。
洪欢欢等根据该矿石性质，对其浮选后的精矿进行了磁选作业。试验首先利用SLon-100周期式脉动高梯度磁选机对原矿进行除铁试验，确定感应强度为1.0T，脉动频率为800r/min，然后经过3次反浮选、1次粗选、3次精选、1次高梯度磁选的闭路试验，最终获得Al2O3品位为55.32%，回收率为63.21%的精矿。
路洋等针对沭阳低品位蓝晶石矿石进行选矿试验。所取矿样中含铁2.78%，并赋存于具有弱磁性的赤褐铁矿、钛铁矿、钙铁榴石以及黑云母中。根据矿石性质，利用SLon-100周期式脉动高梯度磁选机对原矿进行强磁选除铁作业，并在试验确定的优化条件下，对先磁选后浮选和先浮选后磁选两种流程进行了比较。试验表明，先强磁选后浮选流程的精矿回收率为76.32%，远高于先浮选后强磁选流程的64.93%。采用磁选对原矿进行预先处理，再经过闭路处理，最终得到精矿回收率达到了81.24%，且品位为55.46%，试验结果较为理想。
聂轶苗等针对来自河北某地的石榴石蓝晶石片(麻)岩，首先采用磁选对该矿进行除铁作业，除去了原矿中绝大部分含铁脉石矿物，得到铁含量为4.73%的强磁尾矿，为后序作业提供了有利保障。然后经过一次粗选、二次精选的浮选工艺流程，获得Al2O3品位61.88%，产率为4.76%的高品位的蓝晶石精矿。
蓝晶石矿中所含的磁性物通常比例很小，且磁性弱，粒度细，常规磁选机不容易去除。对于矿物组成复杂，难以去除含铁矿物的蓝晶石矿，采用高效节能的磁选设备是提高该类矿石精矿品位的有效途径。张大勇等针对河北某含铁杂质的蓝晶石矿，利用LGS系列立式感应湿式强磁选机进行磁选作业。通过试验确定了磁选条件，最终得到TFe为13.41%、回收率为88.96%的强磁选精矿，同时，尾矿中Al2O3为22.38%，含铁为1.56%。LGS系列立式感应湿式强磁选机是一种高效、节能、稳定的强磁湿选设备，通过该磁选机的使用，有效地降到了蓝晶石矿中铁的含量，为后序作业提供了有利保障。
北京矿冶研究总院将自主研制开发的GCG型双通道四辊强磁选机应用于河北某蓝晶石厂，取得了良好的效果。该设备采用双通道的给矿方式，每个通道安有两个分选辊，使原矿经过两次连续分选，从矿冶而提高了分选精度，同时，由于该强磁选机具有磁路结构紧凑、漏磁少、磁利用率高等特点使得除铁效率大幅提升。最终通过试验，获得的蓝晶石精矿产率为90.37%、含铁量为1.02%，比原流程中利用筒式干选机获得的精矿铁含量下降了37.8个百分比。GCG型双通道四辊强磁选机被用于非金属矿选矿厂流程末端的干法强磁选，能大幅提高精矿质量，具有广阔的前景。
1.2重选
重力选矿是根据矿物之间比重的差异，在介质中速率大小及方向的不同，来分离混合矿粒的。重选法多用于结晶粒度较粗和混合嵌布型的蓝晶石矿物，相对于浮选、重选回收蓝晶石矿来说工艺流程简单、成本低、且对环境友好。美国赛洛选厂利用风力摇床对破碎筛分后的蓝晶石矿进行重选作业，而后对分选后的精矿进行磁选，最终得到Al2O3品位为85%，回收率为80%的蓝晶石精矿，在取得经济效益的同时，使当地环境得到了保护。苏联选矿研究设计院针对苏联嘉普什-曼尤克矿床下部受铁质污染的蓝晶石矿石进行了选矿试验。针对该矿为粗粒浸染的特点，采用了重选的工艺方法，利用重悬浮液和重介质旋流器，得到含54.3%、回收率59.5%的蓝晶石精矿，再进一步磁选除铁后，达到工业生产指标。对于有用矿物与脉石矿物、有害矿物密度差异不大的蓝晶石矿，利用适当的分级设备对原矿进行预先分级，效果显著。
赖群生等针对隐山蓝晶石矿区中品位矿石各矿物间密度差异不大的性质，在重选之前先利用干式筛分对原矿进行预先分级，然后再利用摇床对矿石进行分选。每次分选出精矿后，对富中矿进行再次分选。最终得到蓝晶石精矿产率达到30%～35%，回收率达40.6%。由于蓝晶石矿石资源的逐渐贫化，单一的重选方法已无法得到高品位的蓝晶石。所以，目前重选一般作为辅助手段，与浮选组成联合工艺对矿石进行处理。对于处理量大，精矿产率低的低品位蓝晶石来说，利用重选对原矿进行预先富集，可减少后序工艺的入选量，提高进入下一阶段的矿石入选品位，提高蓝晶石精矿品位。
岳铁兵等针对某中低品位蓝晶石石英岩型矿石嵌布粒度粗及粗级易浮的特性，采用摇床对该矿石的粗级别颗粒进行富集。试验结果表明，经过摇床重选预先富集，减少了蓝晶石过磨，经过浮选，使得最终获得的蓝晶石精矿品位达到54.19%，总回收率达到55%。试验结果较为理想，大幅降低了成本。某些蓝晶石矿中矿物组成十分复杂，通过单一的浮选流程所得到的精矿常常不能满足国家行业标准，而利用重选的方法对精矿进行进一步处理，可使精矿质量得到显著提高。南阳某低品位难选蓝晶石矿的浮选精矿中K2O、Na2O含量超标，金俊勋等根据该矿性质，利用重选(摇床)工艺对浮选精矿进行了进一步处理。最终经脱泥—浮选—重选闭路流程，获得Al2O3品位为55.62%，Al2O3回收率为49.58%，蓝晶石含量为86.50%，蓝晶石回收率为84.77%，K2O、Na2O含量分别为0.24%、0.22%，Fe2O3含量为0.84%，TiO2含量为0.94%的精矿，符合现行国家行业标准(YB4032-91)中LJ-55对蓝晶石精矿的要求。
1.3浮选
浮选是分选蓝晶石最常用的方法，利用浮选能够有效去除石英与白云母等杂质，提高Al2O3含量，并且在处理细粒浸染矿石时，可获得高质量的产品。一般蓝晶石的浮选可在酸性、碱性或中性介质中进行，分选时具体的选矿流程、浮选条件以及药剂制度等要根据所处理矿石的具体情况而定。同时，采用浮选选别蓝晶石时，要注意磨矿细度、脱泥效果、浮选时间等因素对浮选的影响。
1)在酸性介质中浮选
蓝晶石。在酸性介质中选别又称为酸法，采用酸法浮选蓝晶石通常使用磺酸盐类捕收剂，抑制剂一般采用水玻璃、蚁酸或乳酸，利用硫酸或氢氟酸调节酸度，pH值在3.5～4.5为最佳〔28〕。王磊对邢台魏鲁地区某低品位蓝晶石矿进行了选矿试验研究。根据矿石性质，采用了酸法工艺处理磁选后的精矿。经过试验确定了最佳磨矿细度-74μm占65%以及20μm适宜脱泥粒度下限，然后利用磺油酸钠作为粗选捕收剂，最终通过开路试验流程，得到Al2O3品位为58.37%，回收率为56.02%的最佳分选指标。河北邢台魏鲁地区某蓝晶石矿通过弱磁—强磁选后，除去了大部分含铁矿物，而蓝晶石则基本进入了磁选尾矿中。
根据该矿石性质，张晋霞等利用酸法对该磁选尾矿进行了详细的浮选试验研究。试验在pH为3.5左右时，选用新型药剂LJ-2作为捕收剂，并在精选阶段加入硫酸，最终通过1次粗选、4次精选的单一浮选工艺后，获得了Al2O3品位为60.06%，产率为11.61%，回收率为37.71%的高纯蓝晶石精矿，为今后该类型蓝晶石矿的开发利用提供了试验依据。
柏帆等:蓝晶石选矿工艺的研究进展对于一般的蓝晶石矿，酸法选别的技术相对成熟，药剂制度简单，且流程结构稳定，能够高效地选别蓝晶石，是目前分选蓝晶石的主流选别流程。吴燕妮等针对内蒙某蓝晶石矿进行了可选性试验研究。根据矿石性质，分别对脱泥—碱性介质浮选—磁选和脱泥—磁选—酸性介质浮选两种工艺流程进行开、闭路试验。试验结果表明，在酸性介质中浮选相对于在碱性介质中，其可选性好，富集比大，回收率较高。最终采用脱泥—磁选—酸性介质浮选工艺流程，得到了Al2O3品位为56.16%，回收率为69.30%，SiO2品位为40.62%的蓝晶石精矿。
FDAyhan在酸性介质中，对产于土耳其比特利斯马西弗(BitlisMassif)的蓝晶石矿采用“三段浮选”工艺，即云母浮选—氧化铁浮选—蓝晶石浮选工艺对矿石中的蓝晶石进行选矿富集。试验结果表明，在最佳浮选条件下，获得了Al2O3品位为56.6%、回收率为51.14%的蓝晶石精矿，其中含SiO239.01%、Fe2O30.8%、TiO20.18%、Na2O0.09%、K2O0.1%和MgO0.02%。
2)在碱性介质中浮选
蓝晶石在碱性介质中选别蓝晶石时，一般以皂类或脂肪酸及其盐类作捕收剂，以碳酸钠为酸性调整剂，pH值保持在6～8为最佳。采用该流程具有减少药剂用量，结构流程简单的优点，且相对于酸法而言，对设备的损害较小，能提高设备的利用率，但其选别过程不稳定，脂肪酸及其盐类捕收剂受温度影响较大，不利于最终选别指标。
任子杰等采用碱性流程处理江苏某低品位难选蓝晶石的强磁尾矿。通过试验确定了最佳工艺条件，选用油酸钠作为捕收剂，水玻璃作为抑制剂，最终通过一次粗选、四次精选的浮选流程，得到了Al2O3品位为55.13%、回收率为61.67%的最终精矿，达到了工艺指标。该试验利用简单的选矿流程，便得到了合格精矿，极大地降低了选矿成本，为选厂带来了较为可观的利益。在处理某些储量小的蓝晶石矿时，利用碱法可较好的保护设备，降低选矿成本。
潘迪来针对新疆某尚未开发且储量小的蓝晶石矿，经综合考虑后，决定在碱性介质下对该矿石进行选矿试验。试验首先对矿石进行浮选作业，采用脂肪酸药7#作为蓝晶石捕收剂，得到了较好的精矿回收率和品位，然后再利用磁选降低浮选精矿中的含量。通过试验，最终获得了Al2O3含量超过58%、Fe2O3含量小于1.41%的蓝晶石合格精矿产品，为该地的蓝晶石矿提供了技术支持。
3)在中性介质中浮选
蓝晶石在中性介质中浮选蓝晶石相对于酸性或碱性而言，在环境污染、设备腐蚀、成本高等问题上有着显著的改善。河北邢台卫鲁地区某蓝晶石矿选矿流程中强磁选后的非磁性产品中，蓝晶石质量分数为35%～45%，云母质量分数为20%～25%，石英质量分数为20%～25%，其他质量分数为5%～10%。
张晋霞等针对该蓝晶石强磁尾矿性质，采用了中性条件下浮选的工艺方法对其进行处理。试样经脱泥后，在磨矿细度为-74μm质量分数占65.00%的最佳磨矿细度条件下，选用十二胺盐酸盐作为捕收剂，柴油作为辅助捕收剂，最终获得产率为14.28%，Al2O3品位为60.31%，蓝晶石品位为96.16%的高纯蓝晶石精矿。在保证精矿产品质量的同时，延长了设备的使用寿命，也使当地环境免于破坏。
目前，在中性介质中浮选蓝晶石的研究已得到国内外专家的高度重视，在关键技术上的突破以及新型药剂的研发等发面取得了许多成果。中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所对甘肃复杂大型蓝晶石矿进行了综合利用研究。该团队针对原矿石性质，研发了在中性条件下分选蓝晶石的关键技术及新型浮选药剂Z-401，最终通过原矿—破碎—干磁抛尾—磨矿—螺旋溜槽抛尾—再磨—蓝晶石浮选—磁选除铁的工艺流程，得到蓝晶石精矿产率7.15%，Al2O3品位58.74%，Al2O3回收率20.97%，蓝晶石矿物量95.26%，矿物回收率75.53%技术指标。该试验有效地避免了酸性条件下分选带来的酸耗量大、设备腐蚀、污染环境等种种问题，且指标稳定，促进了蓝晶石选矿技术的进步。
1.4重浮联合工艺
重浮联合选别工艺是目前分选蓝晶石的一种重要工艺，主要用于处理粗粒嵌布或混合型的蓝晶石矿石。原理是首先将矿石分成粗细两个粒级，再利用重选对粗粒级进行富集，细粒级则用浮选法回收。通过两种工艺的联合，充分发挥自身优势，实现优势互补，进一步提高精矿品位，以最经济的方式获得了最大的利益。混合型蓝晶石矿在破碎时，矿石中粗粒级蓝晶石时常出现过粉碎现象，从而降低蓝晶石的回收率，而利用重选对粗粒进行富集，可有效解决这一问题。
美国艾特浩蓝晶石矿属于混合嵌布型蓝晶石矿，针对该矿性质，选厂采用了重选法处理粗粒，浮选法处理细粒的工艺方法。首先将磨矿后的矿物分成粗矿冶细两个粒级，粗粒级利用摇床进行重选，细粒级则用浮选法回收。通过重—浮联合选矿工艺，有效地避免了粗粒蓝晶石的过粉碎，使回收率得到显著提高，同时也保证了精矿中粗粒级的比例。石英型蓝晶石矿是蓝晶石的主要来源之一，而石英型蓝晶石矿又属于难选矿石，单一的选矿流程难以得到高质量的产品。重浮联合工艺能很好地利用该类型蓝晶石矿中各矿物间的性质差异，高效回收蓝晶石。隐山蓝晶石矿中石英型蓝晶石矿石占总资源量的60%。
郭珍旭等根据石英型蓝晶石矿性质，采用了重浮联合的选矿工艺对该矿进行了详细的选矿试验。通过重选抛尾—中矿浮选的闭路选流程试验，最终得到产率为30.86%，Al2O3品位为51.67%，蓝晶石矿物含量为79.60%，回收率为82.88%的蓝晶石精矿。该试验利用重浮联合的选矿工艺，获得了较好的选矿指标，为难选石英型蓝晶石矿的选别提供了参考。
2结语
通过综合分析可以看出：
1)蓝晶石由于其优良的特性，被广泛应用于各个领域，随着现代工业的快速发展，对于蓝晶石的需求量也在不断增加，而在蓝晶矿日益枯竭的情况下，为保持蓝晶石工业的持续发展，迫切需要加大对低品位难选的蓝晶石矿的研究，以解决产品质量低、成本高等一系列问题。
2)蓝晶石矿中常含有难以去除的含铁矿物，一般的磁选设备难以高效提纯。大力发展和采用高效节能的磁选技术，特别是高效节能的磁选设备的研制，能够有效提高蓝晶石精矿质量。
3)磁选和重选常用于蓝晶石矿的预富集和抛尾，通过磁选与重选作业，能显著提升蓝晶矿的精矿品位，降低选矿成本，提高蓝晶石的综合利用价值。
4)蓝晶石在不同的pH介质中使用不同的药剂进行浮选，但目前常规的浮选药剂都没有取得很好的效果，并且对环境产生不利影响。在人们环保意识逐步增强的今天，研发更高效、更环保的浮选药剂是目前蓝晶石分选的主要研究方向和发展趋势。
5)目前，浮选依旧是选别蓝晶石矿的主要方法，但随着矿石的逐渐贫细杂化，且对蓝晶石精矿品质的要求不断提高，单一的浮选流程，已很难得到高品质的蓝晶石精矿。因此，加强理论研究，开发新型蓝晶石选矿工艺，提升蓝晶石矿资源综合利用率，是每个选矿工作者努力的方向。
（中国粉体网编辑整理/茜茜）
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