长石与石英的有效分离一直以来是选矿界的一大难点。在钾长石中,常见的脉石矿物主要有含铁矿物(如铁的氧化物、含铁角闪石)、云母类矿物(如白云母、绢云母)以及石英;石英砂中则常含长石、云母等非磁性伴生杂质矿物。
长石和石英之所以难以分选,主要原因是长石和石英在水溶液中荷电机理基本相同,两者晶体结构都是架状结构,只不过是在石英晶体结构中1/4的Si4+被Al3+取代,即为长石。由于Al3+取代Si4+,在相应的四面体构造单元中,充入K+或Na+作为金属配衡离子,以保持矿物电中性。根据K+、Na+含量分为钾长石和钠长石。
生产过程中,长石和石英的选矿分离常采用浮选法。按矿浆介质的不同,长石和石英的浮选分离主要有三种方法,即碱性浮选法、酸性浮选法和中性浮选法。
在碱性条件下,金属离子与烷基磺酸盐形成的中性配合物[如Ca(OH)+RSO3-]起关键作用,这些中性配合物与游离的磺酸盐离子给合在一起吸附在石英表面上,而在高碱条件下长石表面形成水合层。
强酸条件下,混合使用阴离子捕收剂十二烷基磺酸盐和二胺类阳离子捕收剂,阴离子捕收剂再与吸附在长石表面的二胺类捕收剂络合,形成共吸附,提升了长石表面疏水性。
长石对油酸根的吸附主要是Al3+的化学吸附,这种吸附是比较牢固的,六偏磷酸钠不能脱除这种吸附的油酸根。长石表面Al3+量少,其疏水性有限,还达不到使长石优先浮出。但是长石表面吸附的油酸根离子可作为阴离子活性质点再吸附胺类阳离子捕收剂,胺类阳离子捕收剂牢固被吸附在长石表面,使长石优先浮出,达到长石和石英分选的目的。
在中性介质中,长石和石英分选的关键是要选择合适有效的抑制剂,既能解吸石英表面吸附的油酸根离子,又能阻止胺类阳离子捕收剂在石英表面吸附。