近两年，随着十四五规划的逐步实施，光伏行业的爆发式发展如期而至，其基础材料光伏超白玻璃所用的低铁石英砂也呈现了需求量明显上升的态势。但是，随着高品质石英资源的逐渐减少，低铁石英砂的产量很可能出现缺口，寻找石英资源的替代品成为重要课题。
而高岭土尾矿就是其中之一，当人们专注于高岭土的选矿提纯及深加工时，却忘记了尾矿的价值，将大量高岭土尾矿露天堆弃，或者作为建筑用砂低价出售，造成了资源的浪费。本文将介绍一个高岭土尾矿新用途：制备低铁石英砂。
该项目是利用福建一批高岭土尾矿为原料进行选矿提纯试验研究。工艺流程为：磨矿-水力分级-磁选-浮选，最终获得0.6~0.125mm粒级含量大于95%，SiO2为99.62%，Al2O3为0.065%，Fe2O3为92×10-6的石英精砂，满足光伏玻璃用低铁石英砂的质量要求。
1.高岭土尾矿的成分
尾矿中主要杂质化学成分为Al2O3、Fe2O3、K2O。结合XRD图片分析，尾矿中主要含有高岭土、长石、云母、氧化铁浸染型石英等杂质矿物。
2.方案制定
根据目前国内外光伏玻璃企业对适应原料的质量控制指标，结合高岭土尾矿化学成分、矿物组分、粒度分布等特征，制定了试验研究方案如下图：
3.高岭土尾矿制备低铁石英砂的过程
（1）磨矿
光伏超白玻璃用石英砂的粒度要求是0.6~0.125mm，为了达到此要求，同时达到棒磨擦洗使石英砂和杂质矿物充分解离的目的，磨矿分级产品采用XMB2420湿式棒磨机与标准筛，标准筛筛网为0.6mm和0.125mm。磨矿质量浓度为50%，磨矿时间4.5min，装球量11kg。
（2）分级与磁选
为控制石英砂中细粒级同时去除细粒级云母及高岭土等粘土矿物，含量满足光伏超白玻璃用石英砂粒度-0.125mm含量≤5%的要求，进行水力分级试验，处理后分级沉砂0.6~0.125mm含量≥95%，粒度组成满足要求。
磁选可去除分级沉砂中的磁性矿物，降低Fe2O3含量，经试验确定一段磁选为中磁，背景磁感应强度为0.4T，二段强磁选确定采用一道，背景磁感应强度为1.3T，此时磁选精砂SiO2含量为98.65%，Al2O3含量为0.12%，Fe2O3含量为0.021%。
（3）浮选
浮选的主要目的是实现石英与长石及含铁杂质矿物的有效分离。设定叶轮转速1800r/min，添加体积浓度25%的稀硫酸调整矿浆pH值为2，浮选药剂选择阳离子胺类捕收剂DDA与阴离子磺酸盐类捕收剂SDS混合药剂。SDS与DDA的质量比3:1。
利用pH条件下矿物荷电不同的性质进行浮选分离，当pH=2时，长石荷负电被阳离子捕收剂吸附，赤铁矿及表面浸染石英荷正电被阴离子捕收剂吸附，表面洁净的石英不被吸附。
最终获得的浮选精砂SiO2含量99.62%，Al2O3含量0.065%，Fe2O3含量92×10-6，TiO2含量0.025%。
4.结语
通过上述试验过程与试验结果可知，利用高岭土尾矿制备光伏超白玻璃用低铁石英砂是完全可行的，这不仅为大量的高岭土尾矿找到了新的利用方向，也为石英原矿寻到了替代品，可谓一举两得，是充分利用不可再生资源的好举措。
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参考文献：《高岭土尾矿制备光伏玻璃用低铁石英砂的提纯试验研究》
