锡矿副产品中锆英砂的提质：综合选矿与碱酸处理

《Powder Technology》：Upgrading zircon from tin mining by-products: Integrated beneficiation and alkali-acid processing

　　

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  采用"选矿–碱 roasted–酸浸"联合工艺对锡矿伴生锆进行提质。
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  通过矿物学和化学提纯，ZrO?含量提升至65.70 wt%。
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  微观结构和共生矿物组合控制了提质行为。
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  D50为6.96 μm以及残余Fe-Ti杂质决定了光学品质。
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  63.26%的白度和不透明釉面涂层证明了其陶瓷应用潜力。

引言

印度尼西亚拥有与东南亚锡矿带相关的重要锆矿资源，该金属成矿省从缅甸、泰国延伸至马来半岛、邦加-勿里洞及西加里曼丹。该地区的特征是富含重副矿物（如锆石、独居石、磷钇矿和钛铁矿）的花岗岩质侵入体[1]。锆石通常作为超铝硅花岗岩及相关砂矿中的关键伴生矿物出现，凸显了其作为稀土元素战略资源的重要性（Slack et al., 2022）。在邦加-勿里洞群岛，长期的风化和沉积再作用导致了广泛的冲积矿床形成。锡矿开采活动主要目标是锡石（SnO?），产生了大量重矿物副产品，包括锆石、钛铁矿、金红石、独居石和磷钇矿。尽管这些副产品具有宝贵的二次资源价值，但在用于高附加值工业应用之前，通常需要经过提质处理[2]。

锆石（ZrSiO?）因其高折射率、优异的化学稳定性和有效散射可见光的能力，被广泛用作陶瓷釉料的不透明剂。陶瓷釉料的不透明性主要取决于锆石颗粒与周围玻璃基质之间的折射率对比，但同时也受颗粒大小、粒径分布和显色杂质浓度的强烈影响。商品陶瓷级锆石通常要求ZrO?含量约为65 wt%，Fe?O?和TiO?浓度极低，中位粒径通常在6 μm以下，以实现高白度和不透明性[2]、[3]、[4]。然而，从邦加-勿里洞回收的锆石精矿通常表现出较低的ZrO?含量以及因花岗岩来源和热带风化历史而带来的较高杂质水平，从而限制了其直接工业利用。

尽管已有许多研究调查了锆石精矿的物理选矿和化学处理，但大多数侧重于锆石富集或锆回收。相比之下，关于继承性矿物学复杂性如何影响提质行为和功能性性能的研究较少，特别是对于从复杂热带锡砂矿体系中回收的锆石。已开发出各种物理和化学方法来提高锆石质量。联合选矿可以提高锆石富集效率，但后续的化学处理通常仍为实现更高的组成纯度并满足工业规格所必需[5]、[6]。碱烧后酸浸是一种成熟的路线，可破坏锆石晶格并促进共生杂质相的去除[7]、[8]、[9]。然而，这种方法主要在相对简单的海砂锆石体系中进行了研究，这些体系的矿物共生关系通常较为简单[5]、[10]。

来自热带锡砂矿体系的锆石提出了不同的加工挑战，因为其特性反映了花岗岩来源、风化和沉积再作用。此类锆石可能含有微裂纹、含Fe-Ti的共生相以及晶格结合元素（包括Hf、Sn和REE）[11]、[12]。这些特征可能影响试剂可达性、碱激活、浸出行为和杂质去除。先前对类似地质环境中含锆材料的研究主要集中在REE的存在和回收，而非用于功能性陶瓷应用的锆石提质（[12]、[13]；Prameswara et al., 2021）。

最近的研究调查了替代不透明材料和回收策略作为减少依赖传统锆基陶瓷原料的潜在途径。增白剂和替代氧化物体系已被探索，以通过可控结晶机制增强不透明性（Yildiz and Ozturk, 2015），而含氧化锆的回收材料也被提议作为替代且更可持续的陶瓷原料（Ozturk et al., 2025）。然而，从复杂锡矿副产品中回收的锆石的潜力仍相对较少被探索，特别是在矿物学特征、化学提质、粒径和光学性能方面。

因此，本研究调查了一种针对从邦加-勿里洞群岛锡矿副产品中回收的锆石的"联合选矿–碱 roasted–酸浸"路线。本研究评估了矿物学特征、提质行为、粒径分布、白度之间的关系，以及处理后的锆基材料用于陶瓷釉料应用的潜在适用性。通过整合矿物学、化学、微观结构、粒径和光学评估，本研究提供了一个矿物学驱动的框架，用于评估从非常规锡矿资源中回收的锆石的提质行为和功能性潜力，并支持其增值利用[14]。

章节摘要

材料

含锆原料来自印度尼西亚勿里洞地区冲积锡矿加工过程中产生的锡矿副产品（TBP）。样品采集自PT Delta Mineral Indonesia（PT DMI）位于东勿里洞Badau区Cerucuk的加工设施。本研究全程使用了两种代表性材料：(i) 从选矿厂溜槽排料口采集的原始锡矿副产品（RM），以及(ii) 获得的锆石精矿（HTS）

高压电选的有效性

表1展示了TBP进料经高压电选（HTS）后各产品的质量分布。锆石精矿占主导地位，约占进料总质量的70.21%。相比之下，钛铁矿占比最小（4.72%），而独居石和硅/其他组分分别贡献了12.81%和12.28%。

尽管精矿中锆石比例很高，但共生矿物如

结论

本研究表明，从勿里洞锡矿副产品中回收的锆石是一种矿物学上复杂的二次资源，其提质不能仅通过物理选矿有效实现。高压电选产生了富锆精矿，但化学分析显示Fe、Ti和Si杂质仍然存在，证实了表观矿物学富集与化学纯度之间的差异。

经NaOH碱 roasted后，再用盐酸

CRediT作者贡献声明

Armin Tampubolon：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，验证，监督，方法学，调查，形式化分析，数据整理，概念化。D.A. Noor Cahyo：撰写——审阅与编辑，调查，数据整理。Dessy Amalia：撰写——审阅与编辑，验证，软件，方法学，形式化分析，数据整理，概念化。Erika A. Dianawati：验证，资源，方法学，形式化分析，概念化。Jakah Jakah：撰写——

资金

本研究未获得公共、商业或非营利部门任何资金机构的专项资助。

未引用参考文献

[21]、[22]、[23]、[24]、[25]、[26]、[27]、[28]、[29]、[30]

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

作者感谢国家研究与创新局（BRIN）地质资源研究中心主任的机构支持。作者还感谢PT Delta Mineral Indonesia（DMI），特别是其董事Ferdi Ferary，为本研究提供了锆石材料。此外，作者感谢万隆伊斯兰大学（UNISBA）的学术合作支持，这为成功

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