長石分類、應(yīng)用及加工工藝詳解
長石是長石族礦物的總稱，是一類常見的含鉀、鈉、鈣及鋇等堿金屬和堿土金屬的鋁硅酸巖礦物，其主要化學(xué)成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣、氧化鋇。
根據(jù)長石礦礦物的晶系及結(jié)構(gòu)特征，可將其分為鈉長石和斜長石兩個亞族。
鉀鈉長石亞族：包括透長石、正長石、冰長石、微斜長石、天河石、歪長石等。
斜長石亞族：包括鈉長石、更長石、中長石、拉長石、鈣長石等。
根據(jù)長石礦礦床成因及礦物性質(zhì)分類，可分為：偉晶巖型長石礦、巖漿巖型長石礦。
偉晶巖型長石礦：該類礦床主要賦存于偉晶巖區(qū)，其圍巖多為古老的沉積變質(zhì)的片麻巖或混合巖化片麻巖。
我國開采的長石礦床多為偉晶巖型礦床，如：湖南衡山、山東臨朐、河南盧氏等。
巖漿巖型長石礦：該類礦床產(chǎn)于酸性、中酸性及堿性巖漿巖中，以堿性巖漿巖為主，礦石包含霞石正長巖、霞石正長斑巖礦床，其次為花崗巖、白崗巖礦床以及正長巖、石英正長巖礦床等。如：云南個舊、安徽鳳陽等。
按照長石礦物組成，可分為鉀長石、鈉長石、鈣長石和鋇長石。
鉀長石：是硅氧四面體組成架狀結(jié)構(gòu)的鉀、鈉、鈣的硅酸鹽礦物，其化學(xué)式為KAlSi3O8；其中K2O16.90%，Al2O318.3%，SiO264.7%。
鈉長石：其晶體常呈現(xiàn)平行的板狀，甚至葉片狀，后者稱為葉鈉長石。分子式為NaAlSi3O8，其中Na2O11.8%，Al2O319.5%，SiO268.7%，往往還含有少量KAlSi3O8。
鈣長石：分子式為CaAl2Si2O8。其中CaO占20.1%，Al2O3占36.7%，SiO2占43.2%。
鋇長石：化學(xué)組成BaAl2Si2O8，其中BaO占40.9%，Al2O3占27.1%，Si〇2占32.0%。
長石熔點在1100℃-1300℃之間，化學(xué)穩(wěn)定性好，長石礦的用途較廣泛，可用于各種玻璃、磨料、鉀肥、工藝石料和寶石原料、化工原料等行業(yè)中應(yīng)用。
1、玻璃領(lǐng)域
長石是玻璃混合料的主要成分之一，長石中的鈉長石可以作為玻璃纖維原料使用，其具有抗化學(xué)腐蝕和耐高溫性能，能夠顯著提高玻璃材料的質(zhì)量和性能；而堿長石含氧化鋁高，鐵質(zhì)含量低，作為平板玻璃及各種玻璃制品的原料，可降低玻璃熔化溫度，可以節(jié)省堿的用量。此外，長石融溶后變成玻璃的過程比較緩慢，結(jié)晶能力小，可以作為玻璃的加工和成型助劑，能夠提高玻璃的成型速度和成型精度，長石還可以用來調(diào)節(jié)玻璃的粘性，一般各種玻璃混合料用鉀長石或鈉長石。
玻璃工業(yè)對長石的要求
平板玻璃用長石的化學(xué)成分及水分要求
2、陶瓷領(lǐng)域
長石是一種重要的陶瓷原材料，因具有較高的耐高溫性能和強(qiáng)度，能夠提高陶瓷制品的韌性和硬度，可以用于制作瓷磚、陶器、瓷器、石英表面等陶瓷制品。同時也可以變相提高制品的美觀度。其中在搪瓷配料中主要用長石和其他礦物原料摻配成琺瑯，摻入量通常為20%-30%以上。陶瓷釉料主要由長石、石英和粘土原料配成，其中長石含量可達(dá)15%-35%以上。
電陶瓷工業(yè)對鉀長石質(zhì)量要求
陶瓷工業(yè)對鉀長石的要求
無線電陶瓷原料對長石的要求
日用陶瓷中作配料和釉料的長石要求
3、化工領(lǐng)域
長石含有豐富的鋁和硅元素，可以作為一種重要的工業(yè)原材料，用于制造油漆、涂料、化肥、橡膠等化工產(chǎn)品。長石可以充當(dāng)防火劑、填料、增效劑等作用，能夠顯著提高化工產(chǎn)品的品質(zhì)和品位。其中鉀長石是生產(chǎn)鉀肥的原料之一。
鉀肥用鉀長石的要求
長石中賦存的主要有害礦物主要是鐵礦物，其他雜質(zhì)礦物有粘土、云母、石榴子石、電氣石、綠泥石、石英等。
隨著長石礦資源的減少和質(zhì)量下降，以及對產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，礦山綜合利用的發(fā)展也在推動選礦加工方法的不斷創(chuàng)新。除了傳統(tǒng)的破碎、磨礦、磁選除鐵外，近年來還引入了重選、浮選、高梯度磁選等更復(fù)雜的分選作業(yè)，以實現(xiàn)除去石英、云母、含鐵鈦礦物的目標(biāo)。
由于長石與石英等雜質(zhì)在物性、化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面相近，因此長石與石英等雜質(zhì)的浮選分離比較困難。但隨著光電分選技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備引入了人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，推出的人工智能分選機(jī)在長石與石英分選應(yīng)用上做出重大突破，設(shè)備能夠精準(zhǔn)識別并分選。其中涉及到偉晶巖型石英礦種長石分離、白硅白鉀分選。
根據(jù)長石礦的礦石性質(zhì)，一般采用的選礦原則工藝流程如下：
（1）偉晶巖中產(chǎn)出的優(yōu)質(zhì)長石：光電分選/手選-破碎-磨礦（或水碾）-分級。
（2）風(fēng)化花崗巖中的長石：破碎-磨礦-分級-浮選（除鐵、云母）-浮選（石英、長石分離）。
（3）細(xì)晶巖中的長石（一般含云母，有時含鐵）：破碎-磨礦-篩分-磁選。
（4）長石質(zhì)砂礦：水洗脫泥-篩分（或浮選分離石英等）。
長石是陶瓷、玻璃等制造業(yè)的重要原料。隨著玻璃和陶瓷產(chǎn)品的不斷升級，對高純度低鐵長石原料的需求也在不斷增加。盡管我國擁有豐富的長石資源，但一般都含有較高的鐵含量，并且長石礦中還含有一定量的石英，因此必須經(jīng)過除鐵提純才能使用。目前，我國長石加工存在一些問題，如磨礦效率低、選礦工藝技術(shù)落后、生產(chǎn)設(shè)備老化等，尚未形成規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化。
由于國內(nèi)缺乏大型優(yōu)質(zhì)長石礦床，長石資源短缺。隨著建筑業(yè)迅速發(fā)展和人們生活水平提高，對建筑材料的需求量增加，尤其是對高檔陶瓷的需求量增加，導(dǎo)致對優(yōu)質(zhì)長石的需求量增加。因此，長石的選礦加工勢在必行。
傳統(tǒng)的加工工藝己經(jīng)不能滿足市場的需求，隨著長石選礦技術(shù)的進(jìn)步，未來長石選礦的發(fā)展方向?qū)Ⅲw現(xiàn)在如下幾個方面：
（1）為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，未來的長石加工企業(yè)應(yīng)該根據(jù)礦石的質(zhì)量差異和對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，采用光電分選、重選、磁選、浮選等多種選礦方法。此外，可以考慮采用復(fù)合的選礦手段來提升產(chǎn)品質(zhì)量。
（2）隨著優(yōu)質(zhì)長石資源的消耗，直接可用的長石資源變得稀缺。長石的使用廠家對產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，因此需要引入新的生產(chǎn)技術(shù)。近年來，光電選礦技術(shù)隨著人工智能的發(fā)展得以突破，其中以名德光電推出的人工智能分選機(jī)在長石石英分離方面表現(xiàn)較為出色。
未來，為了滿足市場對優(yōu)質(zhì)長石原料的需求，利用名德人工智能分選機(jī)對長石石英分離，將是長石選礦業(yè)發(fā)展的重要方向。
（3）在有資源和市場的地區(qū)建設(shè)大型選礦廠、實現(xiàn)規(guī)模效益。
（4）為了充分利用現(xiàn)有資源，將實現(xiàn)對長石產(chǎn)品的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，以確保資源的有效利用，并滿足不同客戶的需求。
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