菱鎂礦選礦的目的是除去其有害雜質(zhì)和提高礦石品級，具體說，主要是解決硅酸鹽脈石礦物與菱鎂礦以及菱鎂礦與白云石的分離問題。
目前菱鎂礦的工業(yè)選礦方法主要有重介質(zhì)、熱選、浮選和化學(xué)選礦等。
① 熱選
“熱選”是利用高硅菱鎂礦石中主要雜質(zhì)礦物滑石或白云石、綠泥石與菱鎂礦在熱學(xué)性質(zhì)上的差異進行分選的。在煅燒過程中菱鎂礦與硅酸鹽脈石礦物分別按下式熱分解。
分解后的輕燒鎂具有脆性，松軟易碎，而脈石礦物滑石則隨溫度的升高變得堅硬，利用二者之間的硬度差與密度差進行選擇性破碎、篩分、風(fēng)選，從而菱鎂礦與其它礦物分離。“熱選”工藝流程見圖1。
圖1 “熱選”工藝流程
② 浮選
浮選是利用水鎂石和硅酸鹽礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異來進行分選的方法。水鎂石和硅酸鹽礦物的浮選分離一般是交替使用反浮選和正浮選，即先用胺類捕收劑反浮硅質(zhì)礦物，然后用脂肪酸類捕收劑浮選菱鎂礦。其原則工藝流程如圖2所示。菱鎂礦的正浮選宜在堿性條件下進行，添加水玻璃和六偏磷酸鈉咳選擇性地部分抑制白云石等含鈣礦物。
③碳化法
碳化法的工藝過程是：將菱鎂礦煅燒使其分解出MgO，即MgCO3=MgO+CO2。輕燒后的MgO進行濕磨，在磨過程中MgO與水反應(yīng)生成不溶性氫氧化鎂：MgO+H2O=Mg(OH)2。將研磨后的料漿置于壓力反應(yīng)器中，調(diào)好液固比，通入CO2，并控制一定的溫度、時間及CO2的壓力，使Mg(OH)2轉(zhuǎn)變?yōu)榭热苄蕴妓釟滏V，即：Mg(OH)2+2CO2=Mg(HCO3)2。碳化后的料漿經(jīng)澄清、過濾與洗滌之后，將濾液加熱逸出CO2，便析出堿式碳酸鎂，即：4Mg(HCO3)2= 4MgO·3CO2·4H2O+5CO2。再將堿式碳酸鎂煅燒，就可獲得高純氧化鎂。碳化法的工藝流程如圖3所示。
圖2 浮選工藝流程
圖3 碳化法工藝流程
（2）煅燒
菱鎂礦在不同溫度下煅燒可以生成物理化學(xué)性質(zhì)有明顯差異的菱鎂寬容熟料，視水分和雜質(zhì)含量的不同，菱鎂礦在400~750°C之間開始分解，經(jīng)750~1000°C的低溫煅燒，菱鎂礦中的CO2析出不完全，所得產(chǎn)品稱為輕燒菱鎂礦（輕燒鎂石、輕燒鎂、菱苦土等）。菱鎂礦經(jīng)1400~1700°C的高溫煅燒，則完全分解，生成方鎂石（MgO），所得產(chǎn)品稱為硬燒菱鎂礦（死燒菱鎂礦、僵燒鎂、燒結(jié)鎂試等）。
輕燒鎂與重?zé)V的物理化學(xué)性質(zhì)列于表4。
表4 輕燒鎂與重?zé)V的物理化學(xué)性質(zhì)
| 性質(zhì) |
輕燒菱鎂礦 |
重?zé)怄V礦 |
煅燒溫度
二氧化碳含量
體積變化
折光率
密度
顏色
外形
堅硬程度
化學(xué)活性
加水反應(yīng)
主要特征 |
750~1000°C
3~5%
減少10%
1.68~1.70
3.0~3.2g/cm3
淡黃、淡褐、灰色、白色或茶色
均質(zhì)的無固定形態(tài)
松脆、多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)
具有活性，呈堿性反應(yīng)
遇水能分解、硬化
具有高度粘結(jié)性 |
1400~1700°C
0~1%
減少23%
1.73~1.74
3.4~3.7g/cm3
茶褐色
呈六面體或八面體的結(jié)晶質(zhì)
硬脆、致密堅硬
極低，酸不易腐蝕
無
對各種熔融金屬和礦渣具有強抗腐蝕性 |
硬燒菱鎂礦在電弧爐內(nèi)加熱至2500~3000°C熔融，凝結(jié)后成為熔融氧化鎂（電熔鎂砂），由發(fā)育良好的方鎂石晶體組成，因雜質(zhì)含量少，硅酸鹽礦物含量低，并且呈孤立分布，故電熔鎂砂熔點可高達2800°C。
在煅燒過程中，菱鎂礦中的雜質(zhì)，如SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO等能與氧化鎂生成各種結(jié)晶質(zhì)和玻璃質(zhì)的礦物，如橄欖石、尖晶石、鎂硅鈣石、鈣硅酸鹽、鋁酸鹽等。另外，氧化鈣在煅燒時呈游離狀態(tài)，易吸收水分變成氫氧化鈣。因此對作為耐火材料的菱鎂礦在煅燒前所含的雜質(zhì)有嚴格的要求。雜質(zhì)的含量對其制品的耐火度、燒結(jié)性能、荷重軟化溫度、耐壓強度等有嚴重影響。
用于菱鎂礦煅燒加工的窯爐主要有反射窯、隧道窯、回轉(zhuǎn)窯或豎窯等。一般用重油、焦炭或煤粉作燃料?；剞D(zhuǎn)窯的機械化程度較高、煅燒均勻，得到的硬燒菱鎂礦硬度高、密度大。
|
