本发明涉及非金属选矿技术领域，具体涉及一种砂质高岭土的湿法加工工艺。
背景技术：
高岭土一般用作陶瓷生产的主要原料，还可用于涂料、工业填料和耐火材料等，广泛用于造纸、橡胶、塑料、石油精炼等工业部门。
随着优质高岭土资源越来越少，且各工业对高岭土的要求越来越高，使得选矿在高岭土矿的加工过程中越来越重要。在工业生产上，高岭土可分为干法工艺和湿法工艺两种，其中干法工艺常用于硬质高岭土的选别，湿法工艺常用于软质和砂质高岭土的选别。湿法工艺一般的工艺流程为捣浆除砂-选矿提纯-产品干燥。
捣浆除砂是指将高岭土在水中充分分散，并除去其中的砂粒及杂质。矿浆浓度是捣浆除砂的主要影响因素。浓度太高，高岭土不易分散；太低，则体积太大，耗水量多，成本增加。为了使高岭土很好的分散，可边加料边搅拌，有时可加入分散剂。
选矿提纯是指运用重磁浮等手段对高岭土进行提纯，除去高岭土矿石中的杂质物质。重选法是高岭土选矿中常用的方法，是按照高岭土矿浆中各粒级的粒度进行水力分级，一般常用设备为螺旋分级机和水力旋流器。磁选法是将矿石中具有弱磁性的铁钛矿物磁选分离，常用高梯度磁选机进行磁选作业。除了这些常规的手段外，近来又有一些新型方法对高岭土进行选矿提出，如选择性絮凝和化学处理等。单一的选矿提纯方法对高岭土的提纯效果有限，在工业上一般采用多种工艺联合生产对高岭土进行选矿提纯。
传统的水力旋流器分级存在以下缺点：(1)由于以高速运动的方式处理矿浆，设备的筒体、沙咀和给矿管等部件磨损快；(2)磨损后带来的动力损失较大；(3)给矿的压力、浓度和粒度极大地影响了分级指标；而螺旋分级机分级存在以下缺点：(1)不易获得较细的分级溢流细度，特别是要求溢流细度-0.074mm占90％以上很难实现；(2)返砂中大比重矿物富集，造成矿物过磨；(3)分级效率低，一般仅为20％-30％。(4)螺旋叶片及螺旋下端止推轴承易磨损，且检修很不方便；(5)不易于控制，控制参数繁杂，每次检修后需重新校核修正。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种工艺操作简便、流程合理、能耗低、设备使用寿命长、分离效果好的砂质高岭土的湿法加工工艺。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种砂质高岭土的湿法加工工艺，包括以下步骤：
(1)在捣浆桶中加入水、分散剂和砂质高岭土原矿，进行混合捣浆；
(2)将混合捣浆后的矿浆送入沉淀池中静态沉淀；
(3)抽取沉淀池中的上层矿浆，即为高岭土粗精矿；
(4)将沉淀池中的下层粗砂打入捣浆桶中，再加入水和分散剂，混合捣浆；
(5)重复上述步骤(2)、(3)和(4)直至高岭土回收干净；
(6)合并回收的高岭土粗精矿，在高梯度磁选机中进行磁选，得到非磁性产品和磁性产品，所述非磁性产品为高岭土精矿，所述磁性产品为含铁杂质。
本发明采用多次混合捣浆、静态沉淀和抽取上层矿浆操作回收原矿中的高岭土，然后在高梯度磁选机中进行磁选得到高岭土精矿和含铁杂质。该方法操作简便、流程合理、能耗低、设备使用寿命长、分离效果好。先将高岭土原矿进行混合捣浆使高岭土在水中充分分散，并除去其中的砂粒及杂质，加入分散剂促进高岭土的分散，然后在沉淀池中通过静态沉淀的方法将矿浆进行分级，再抽取上层的细粒高岭土，得到高岭土粗精矿。通过多次混合捣浆来提高高岭土产品的回收率，通过静态沉淀来控制高岭土产品的质量。不同矿样的矿石性质，决定了混合捣浆的次数、静态沉淀的时间。相比于现有的采用水力旋流器进行分级的方法，本发明的静态沉淀方法对设备的磨损小，动力损失小，分级效果受给矿的压力、浓度和粒度的影响小。相比于现有的采用螺旋分级机进行分级的方法，本发明的静态沉淀方法可获得细粒高岭土，分级效率较高，设备磨损小，且沉淀过程易于控制。
作为对上述技术方案的进一步改进：
优选的，所述捣浆桶中混合矿浆的质量浓度为30％-40％。矿浆浓度是混合捣浆除砂操作的主要影响因素，现有的水力旋流器和螺旋分级机分级一般要求矿浆浓度为50％-60％，在该矿浆浓度条件下高岭土不易分散，杂质夹带严重，需要添加大量的分散剂，并需要增加分选次数，才能提高精矿品质，药剂和操作成本明显增加。本发明采用静态沉淀的方法进行分级，对矿浆的浓度要求较低，在较低的矿浆浓度下即可获得良好的分级效果，精矿品质高、成本低。但矿浆浓度也不易过低，若浓度过低，则体系体积太大，耗水量多，设备库容量需加大，成本也将增加。综合各方面考虑，优选矿浆浓度在30％-40％之间效果最佳。
优选的，所述分散剂为六偏磷酸钠。使用六偏磷酸钠作为分散剂可有效地提高高岭土在水中的分散效果。
更优选的，多次混合捣浆操作中六偏磷酸钠的加入量依次减少，其中第一次混合捣浆操作中六偏磷酸钠的加入量为每吨砂质高岭土原矿中加入400-600g六偏磷酸钠，第二次混合捣浆操作中六偏磷酸钠的加入量为每吨砂质高岭土原矿中加入100-200g六偏磷酸钠。
优选的，多次混合捣浆的捣浆时间依次减少，其中第一次混合捣浆的捣浆时间为20-30min，第二次混合捣浆的捣浆时间为10-20min。混合捣浆时间控制在此范围内既可将高岭土充分分散，又可节约时间，提高效率。
优选的，多次静态沉淀的时间依次减少，其中第一次静态沉淀的时间为8-10min，第二次静态沉淀的时间为5-7min。沉淀时间可根据不同矿样具体选择，优选控制在上述沉淀时间范围内可获得较好的分级效果。
优选的，步骤(6)中，所述高梯度磁选机所用场强强度为1.2t-1.6t。在此场强强度下可高效去除高岭土粗精矿中的铁钛等杂质，提高精矿白度。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明采用多次混合捣浆、静态沉淀和抽取上层矿浆操作回收原矿中的高岭土，然后在高梯度磁选机中进行磁选得到高岭土精矿和含铁杂质的湿法加工工艺。在沉淀池中通过静态沉淀的方法将矿浆进行分级，再抽取上层的细粒高岭土，得到高岭土粗精矿。相比于现有的采用水力旋流器进行分级的方法，本发明的静态沉淀方法对设备的磨损小，动力损失小，分级效果受给矿的压力、浓度和粒度的影响小。相比于现有的采用螺旋分级机进行分级的方法，本发明的静态沉淀方法可获得细粒高岭土，分级效率较高，对设备要求不高，设备磨损小，无腐蚀，环境污染小，生产成本低，投资小，生产过程稳定，易于控制，具有良好的经济和社会效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明砂质高岭土的湿法加工工艺的工艺流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1：
本发明砂质高岭土的湿法加工工艺的一种实施例，其工艺流程图如图1所示。以广东某矿为处理对象，该矿石主要矿物为石英、钾长石、高岭石、白云母，其次为钠长石、蒙脱石、绢云母，含量较少的副矿物有褐铁矿、黄铁矿、磁铁矿等，其中高岭土的质量分数约占14％。采用如图1所示的湿法加工工艺，包括以下步骤：
(1)在捣浆桶中加入1.86-2.0吨水，通过皮带运输机将1吨原矿输送至搅拌桶中，加入六偏磷酸钠500g，混合捣浆30min；
(2)将捣浆后的矿浆用泵打入沉淀池，进行静态沉淀，沉淀时间为9min；待粗砂沉淀完毕后，将上层细粒级矿浆用泵输送至高岭土粗精矿储存池；
(3)一次捣浆后的粗砂用泵打入二次捣浆桶，加水1.1-1.2吨，六偏磷酸钠200g，混合捣浆10min；
(4)将二次捣浆的矿浆用泵打入二次沉淀池，进行静态沉淀，沉淀时间7min，待粗砂沉淀完毕后，将上层细粒级矿浆用泵输送至高岭土粗精矿储存池；
(5)二次沉淀后的粗砂含高岭土较少，直接排尾；
(6)将所获得的高岭土粗精矿用泵打入高梯度磁选机进行除铁磁选，磁选强度为1.6t，磁选精矿为含铁杂质，磁选尾矿则为高岭土精矿。
上述过程除静态沉淀外，其余作业均为连续生产过程，最终获得高岭土精矿0.12吨，选矿技术指标为：高岭土产率12％左右，al2o3含量35.73％、sio2含量45.74％，fe含量0.11％，煅烧白度82。
实施例2：
本发明砂质高岭土的湿法加工工艺的一种实施例，其工艺流程图如图1所示。以江西某矿为处理对象，该矿石主要矿物为石英、钾长石、高岭石、钠长石、云母等，含有少量的褐铁矿，其中高岭土约占20％左右。采用如图1所示的湿法加工工艺，包括以下步骤：
(1)在捣浆桶中加入1.86-2.0吨水，通过皮带运输机将原矿1吨输送至搅拌桶中，加入六偏磷酸钠600g，进行一次捣浆，混合捣浆30min；
(2)将捣浆后的矿浆用泵打入一次沉淀池，进行静态沉淀，沉淀时间9min；待粗砂沉淀完毕后，将上层细粒级矿浆用泵输送至高岭土粗精矿储存池；
(3)一次捣浆后的粗砂用泵打入二次捣浆桶，加水1.0-1.2吨，六偏磷酸钠200g，混合捣浆20min；
(4)将二次捣浆的矿浆用泵打入二次沉淀池，进行静态沉淀，沉淀时间7min，待粗砂沉淀完毕后，将上层细粒级矿浆用泵输送至高岭土粗精矿储存池；
(5)二次捣浆后的粗砂用泵打入三次捣浆桶，加水0.7-0.9吨，六偏磷酸钠100g，混合捣浆10min；
(6)将三次捣浆的矿浆用泵打入三次沉淀池，进行静态沉淀，沉淀时间4min，待粗砂沉淀完毕后，将上层细粒级矿浆用泵输送至高岭土粗精矿储存池；
(7)三次沉淀后的粗砂含高岭土较少，直接排尾；
(8)将所获得的高岭土粗精矿用泵打入高梯度磁选机进行除铁磁选，磁选强度为1.5t，磁选精矿为含铁杂质，磁选尾矿则为高岭土精矿。
上述过程除静态沉淀外，其余作业均为连续生产过程，最终获得高岭土精矿0.18吨，选矿技术指标为：高岭土产率18％左右，al2o3含量35.88％、sio2含量44.24％，fe含量0.09％，煅烧白度84。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。