有色金属百科

霞石

2023-07-01

英文

nepheline

简介

一种碱金属铝硅酸盐矿物,铝冶金原料之一。其分子式通常写为 (Na,K)2O·Al2O3·2SiO2

天然霞石中的SiO2量稍高于分子式的SiO2含量。霞石通常和各种长石矿物伴生,形成霞石正长岩。霞石正长岩含霞石10%~50%。挪威、加拿大、格陵兰、前苏联、中国和其他许多国家的大霞石矿床均属霞石正长岩。此外,在前苏联地区还有磷灰石一霞石岩和磷霞岩 (约含霞石75%) 的巨大矿床。

霞石与石灰石在1473K温度以上反应生成铝酸钠钾和硅酸二钙。这一反应是烧结法 (见碱石灰烧结法)综合处理霞石的理论基础。20世纪40年代末,苏联即开始用烧结法处理磷灰石-霞石岩选矿的尾矿,即霞石精矿(含霞石约80%);60年代末又用烧结法处理磷霞岩,生产氧化铝、碳酸钠、碳酸钾和水泥。前苏联曾是唯一利用霞石生产氧化铝的国家。

对用烧结法处理的霞石原料的主要质量要求,是它的SiO2和Al2O3的含量比。一般规定SiO2与Al2O3的摩尔比不大于3.4,或质量比不大于2。此外,霞石原料的氧化铁含量应不大于5%。几种霞石原料的主要成分列举于表。

原料名称 主要成分(质量分数ω)/% SiO2与Al2O3的摩尔比
Al2O3 SiO2 Fe2O3 Na2O+K2O
霞石精矿
磷霞石
霞石正长岩
29.3
27.0
18~24
43.5
40.0
50~60
4.5
5.2
1~10
20.3
13.4
13~17
2.52
2.52
3.5~5.3

霞石正长岩在443K温度以上可与苛性碱溶液反应,生成SiO2与Al2O3的摩尔比为2~2.5的水合铝硅酸钠Na2O·Al2O3·2SiO2·2H2O以及硅酸钠溶液。根据这一反应可用化学选矿法选别霞石正长岩。前苏联氧化铝厂在综合处理霞石精矿中,生产1t氧化铝耗霞石精矿4~4.1t,产出碳酸钠约750kg,碳酸钾约280kg,硅酸盐水泥约10t,并实现无废渣生产。霞石的高压水化学法处理工艺有可能用于工业生产。