矿业固废“变身”高纯硅源

我国作为矿产资源大国，在金属矿开采与选别过程中产生了大量尾矿，其中高岭土尾矿、钨尾矿、锂尾矿等各类尾矿中蕴藏着丰富的石英资源。这些尾矿不仅占据大量土地、带来环境压力，其蕴含的石英矿物更因高SiO2含量及潜在工业价值，成为资源循环利用的重要方向。本文聚焦不同类型尾矿中石英的赋存特征与提纯技术，综述近年来相关领域的研究成果与应用进展，以期为尾矿资源化高效利用提供参考。

01

高岭土尾矿：石英高效提纯的典型范式

我国高岭土资源丰富，储量达75239.66万吨，高岭土伴生型石英砂广泛存在于我国福建漳州、江西宜春、广西北海等地，是除石英岩矿、风积型石英砂、海相沉积型石英砂外重要的玻璃硅质原料。

代雷孟等针对广东某高岭土尾矿中0.6～8mm粒级样品，采用“陶瓷球磨矿—分级—3段磁选”物理方法提纯处理，获得的磁选精砂产率为66.1%，SiO2含量为99.65%、Al2O3含量为0.12%，Fe2O3含量为0.0092%，满足Fe2O3含量小于0.01%的低铁石英砂质量要求。采用“陶瓷球磨矿—分级—2段磁选—酸浸”化学方法提纯处理，在HF用量20kg/t，草酸用量30kg/t条件下，酸浸精砂Fe2O3含量0.0071%，可制备满足Fe2O3含量小于0.0080%的低铁石英砂质量要求。

胡廷海等对广西某高岭土尾矿进行擦洗、磨矿、分级、强磁选和浮选获得Fe2O3含量为74μg/g、SiO2品位为99.89%、SiO2回收率为94.61%的石英砂。

02

钨尾矿：多矿物协同回收的技术突破

市场上对石英的要求较高，通常石英的SiO2品位需>95%才能具有经济效益，因此在钨尾矿中分选石英时通常需要预处理和充分提纯。

多数选矿厂采用反浮选工艺回收石英，赵伟康团队对江西某黑钨尾矿采用“磨矿-磁选-反/正浮选”工艺，通过调控磁选机脉动冲次，以十二胺为捕收剂进行正浮选及反浮选，最终获得SiO2品位98.92%的石英精矿。

孔建军团队则采用“磨矿-磁选-脱泥-浮选”无氟少酸工艺，通过YF-1捕收剂浮选云母、Ba²+活化石英、YF-2抑制长石，实现石英（SiO2品位99.2%）、长石（K2O+Na2O含量13.16%）及云母的高效分选。

孙宁团队利用阴阳离子组合捕收剂TB-1/TB-2脱除云母，再通过TY-1抑制长石、TH-1活化石英，获得SiO2品位98.51%的石英产品及高钾钠长石精矿，凸显了药剂制度优化对多矿物综合回收的关键作用。

范仕清等，对该尾矿进行了磁选除铁、沉降脱泥、浮选初步脱铝硅矿物、再磨解离脱泥、浮选再脱除铝硅矿物，最终得到SiO2品位99.50%，总回收率23.27%的石英精矿，实现了钨尾矿中的石英提纯回收，最终的石英产品可用来制作人造石英石板材。

03

锂系尾矿：新能源产业的配套资源开发

在伟晶岩型锂辉石选矿中，75%的尾矿成分为石英与长石。蒋朋等以川西锂辉石尾矿为对象，采用H2SO4调节pH、Na2SiF6抑制长石、CY-501捕收剂浮选，经1粗1扫2精流程获得SiO2品位96.64%的石英精矿，满足平板玻璃及器皿玻璃原料标准。

直接浮选开路试验流程

锂被广泛应用于新能源、航空航天等领域，锂云母是我国提炼锂的主要矿物原料，我国每年产生的锂云母尾矿超1200吨。向丞睿团队通过“筛分-磁选-擦洗-浮选-酸浸”工艺，使SiO2含量从73.75%提升至99.90%，Fe2O3含量降至87.21μg/g，达到光伏玻璃用砂标准，为锂产业尾矿的高值化利用开辟了新路径。

锂云母尾矿提纯制备高纯石英砂技术路线

04

其他金属尾矿：石英资源的多元化利用

石墨尾矿：面临残留药剂与杂质处理难题，凯盛石墨碳材料公司通过“浮选—两次煅烧—两次酸浸”工艺，从尾矿中提取纯度99.5%-99.95%的石英颗粒，突破了高附加值利用瓶颈。

钼尾矿：刘佳团队采用碱法浮选获得SiO2含量98.14%的石英精矿；秦传明团队通过预筛分、磁选及两段浮选，实现石英（SiO2品位96.63%）与长石的高效分离，但细粒分选效率低、药剂选择性不足等问题仍待解决。

不同地区钼尾矿的主要化学成分

铁尾矿与黄金尾矿：铁尾矿通过“磨矿—磁选—浮选—酸洗—改性”工艺可制备SiO2品位超99.9%的高纯石英砂；河南、新疆等地黄金尾矿经磁选-脱泥-酸浸等工艺，回收的石英精矿达到玻璃、陶瓷原料标准，实现了脉型金矿尾矿的资源再利用。

05

小结

当前尾矿石英提纯技术虽已取得显著进展，但仍面临细粒矿物解离不充分、药剂污染及复杂矿相体系分离效率低等挑战。

未来研究需聚焦三大方向：一是开发绿色工艺，推广无氟少酸浮选、生物浸出等环境友好型技术，降低化学药剂消耗与污染风险；二是引入智能分选技术，通过AI视觉识别、超导磁选等智能化装备提升微细粒矿物分选精度；三是强化全产业链协同，结合玻璃、光伏、半导体等下游需求，构建“尾矿预处理—高纯石英制备—高值产品开发”一体化产业链，推动尾矿资源从“被动处理”向“主动利用”转型。

我国尾矿石英资源的高效利用，既是解决矿业环境问题的关键举措，也是缓解硅质原料短缺的战略选择。通过工艺创新与产业协同，有望将尾矿“包袱”转化为绿色发展“资源库”，为“双碳”目标下的循环经济发展提供重要支撑。

参考来源：

代雷孟等.高岭土尾矿制备光伏玻璃用低铁石英砂选矿试验研究

李柯等.尾矿制备相变材料研究进展

向丞睿等.江西某锂云母尾矿制备高纯石英砂试验研究

申畅等.钼尾矿综合利用研究进展

赖才书等.某选硫尾矿回收明矾石和石英试验研究

中国粉体网.只要功夫深，尾矿变“高纯石英砂”就成真

国家知识产权局；凯盛科技

注：图片非商业用途，存在侵权告知删除！进粉体产业交流群请加中国粉体网编辑部微信：18553902686