干貨分享-石英砂的提純除雜方法總結(jié)
公司名稱(chēng)：鞏義市大千凈化材料有限公司 作者：Admin 發(fā)布時(shí)間：2021/10/14 19:47:20
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石英砂又稱(chēng)硅砂，是一種常見(jiàn)的非金屬礦物原料，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。我國(guó)的石英砂選礦提純及深加工開(kāi)發(fā)利用得比較晚，并且主要用于建筑工業(yè)、玻璃制造、陶瓷工業(yè)和鑄造工業(yè)，這些領(lǐng)域的一個(gè)共同點(diǎn)就是石英砂需求量大、原料質(zhì)量要求低。對(duì)于我國(guó)一些產(chǎn)地的優(yōu)質(zhì)石英砂而言，基本上不經(jīng)過(guò)選礦提純或略經(jīng)提純，即可滿(mǎn)足工業(yè)用砂需求。但大部分石英砂原料除了含有石英外，還有其他十幾種硅酸鹽礦物及金屬礦物，如角閃石、云母、綠簾石、石榴石、輝石、電氣石、剛玉、方解石及磁鐵礦、赤鐵礦、鈦鐵礦等。此外還有風(fēng)化而成的黏土礦物。因此石英砂的提純格外重要。
石英砂提純是除去石英砂中少量或微量雜質(zhì)，獲得精制石英砂或高純石英砂(如電子級(jí)產(chǎn)品)的高難度分離技術(shù)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)石英砂提純工藝研究主要圍繞著以下幾個(gè)方面進(jìn)行:
水洗、分級(jí)脫泥：
石英砂中的SiO2的品位隨著石英砂粒度的變細(xì)而降低，鐵質(zhì)和鋁質(zhì)等雜質(zhì)礦物的品位則正好相反，這種現(xiàn)象在含有大量粘土性礦物石英砂中尤為明顯。所以在入選前對(duì)石英砂原礦進(jìn)行水選、分級(jí)脫泥是非常必要的，而且效果也是較為明顯的。水洗、分級(jí)脫泥作為一種礦石入選前的預(yù)處理方法，應(yīng)用得較早也很普遍，但對(duì)于存在于石英砂表面的薄膜鐵和粘連性雜質(zhì)礦物，其脫除效果尚不甚顯著。
擦洗：
擦洗是借助機(jī)械力和砂粒間的磨剝力來(lái)除去石英砂表面的薄膜鐵、粘結(jié)及泥性雜質(zhì)礦物和進(jìn)一步擦碎未成單體的礦物集合體，再經(jīng)分級(jí)作業(yè)達(dá)到石英砂進(jìn)一步提純的效果。目前，主要有棒磨擦洗和機(jī)械擦洗二種方法。對(duì)于機(jī)械擦洗，一般認(rèn)為影響擦洗效果的因素主要是來(lái)自擦洗機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和配置形式，其次為工藝因素，包括擦洗時(shí)間和擦洗濃度。研究表明，砂礦擦洗濃度在50%～60%之間效果最好，濃度過(guò)大或過(guò)小，都會(huì)降低雜質(zhì)礦物的擦除效果，而且在一定程度上反而加大了石英砂的提純難度;擦洗時(shí)間原則上以初步達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求為基準(zhǔn)，不宜過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)闀r(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)加大設(shè)備磨損，提高能耗和造成選礦提純成本的增加。由于對(duì)于某些石英砂礦，機(jī)械擦洗擦除效果不太理想，因此，在我國(guó)棒磨擦洗工藝應(yīng)用得較為普遍和相對(duì)成熟。
磁選：
磁選工藝的采用，可以最大限度地清除包括連生體顆粒在內(nèi)的赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母等弱磁性雜質(zhì)礦物。強(qiáng)磁選通常采用濕式強(qiáng)磁磁選機(jī)或高梯度磁選機(jī)。一般而言，對(duì)含雜以褐鐵礦、赤鐵礦、黑云母等弱磁性雜質(zhì)礦物為主的石英砂，利用濕式強(qiáng)磁機(jī)在10000奧斯特以上可以選出;對(duì)含雜以磁鐵礦為主的強(qiáng)磁性礦物，則采用弱磁機(jī)或中磁機(jī)進(jìn)行選別效果比較好。結(jié)果表明，磁選次數(shù)和磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)磁選除鐵效果有重要影響，隨磁選次數(shù)的增加，含鐵量逐漸減少;而一定的磁場(chǎng)強(qiáng)度下可除去大部分的鐵質(zhì)，但此后磁場(chǎng)強(qiáng)度即使提高很多，除鐵率也無(wú)多大變化。另外，石英砂粒度越細(xì)，除鐵效果越好，其原因是細(xì)粒石英砂中含鐵雜質(zhì)礦物量高的緣故。當(dāng)石英砂原砂中含雜質(zhì)礦物較多時(shí)，僅采用擦洗、脫泥和磁選是不能將石英砂提純成高純砂的，為了進(jìn)一步提高石英砂的純度和降除雜質(zhì)含量，通常采用浮選的方法。
浮選：
浮選方法的采用是為了除去石英砂中的長(zhǎng)石、云母等非磁性伴生雜質(zhì)礦物。石英與長(zhǎng)石的分離在國(guó)內(nèi)外研究得都比較深入，在常規(guī)工藝中是采用陽(yáng)離子捕收劑和氫氟酸活化劑在酸性pH范圍內(nèi)進(jìn)行的。石英砂分選難度大，采用酸性條件下陰離子捕收劑，或在堿性條件下陰—陽(yáng)離子捕收劑兩種方法浮選，可取得很好的效果。一般而言，經(jīng)過(guò)擦洗、脫泥、磁選和浮選后，石英砂的純度可達(dá)到99.3%～99.9%，基本上滿(mǎn)足工業(yè)用砂的需求。
酸浸：
酸浸是利用石英不溶于酸(HF除外)，其它雜質(zhì)礦物能被酸液溶解的特點(diǎn)，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)石英的進(jìn)一步提純。酸浸常用酸類(lèi)有硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸等;還原劑有亞硫酸及其鹽類(lèi)等。研究發(fā)現(xiàn)，上述酸類(lèi)對(duì)石英中的非金屬雜質(zhì)礦物均有良好的去除效果，但對(duì)不同的金屬雜質(zhì)，酸的種類(lèi)及其濃度影響較為顯著。一般認(rèn)為各種稀酸對(duì)Fe和Al的去除均有顯著效果，而對(duì)Ti和Cr的去除則采用較濃的H2SO4、王水或HF酸進(jìn)行酸浸處理。通常使用上述酸類(lèi)組成的混合酸進(jìn)行雜質(zhì)礦物的酸浸脫除，考慮到HF酸對(duì)石英的溶解作用，故HF酸濃度一般不超過(guò)10%。除酸的濃度外，酸的用量、酸浸時(shí)間、溫度及礦漿攪拌均可以影響石英酸浸效果。酸浸各種因素的控制應(yīng)根據(jù)石英最終品位要求，盡量降低酸的濃度、溫度和用量，減少酸浸時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)在較低的選礦成本下進(jìn)行石英提純經(jīng)過(guò)酸浸處理后的石英砂，可獲得純度達(dá)99.99%的高純和超高純石英砂。
微生物浸出：
用微生物浸除石英砂顆粒表面的薄膜鐵或浸染鐵是新近發(fā)展起來(lái)的一種除鐵技術(shù)。據(jù)國(guó)外研究結(jié)果表明，用黑曲霉素、青霉、假單胞菌、多粘菌素桿菌等微生物對(duì)石英表面薄膜鐵進(jìn)行浸除時(shí)，均取得了較好的效果，其中以黑曲霉素菌浸除鐵效果最佳，F(xiàn)e2O3的去除率多在75%以上，精礦Fe2O3的品位低達(dá)0.007%。并且，發(fā)現(xiàn)用大多數(shù)細(xì)菌和霉菌預(yù)先栽培好的培養(yǎng)液浸出鐵的效果更好，就象其它菌種一樣是由于它們的可溶性代謝物的作用。目前微生物除鐵處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)尚需作進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。
其它提純方法：
由于不同石英砂制品對(duì)雜質(zhì)礦物含量的不同要求，有時(shí)也采用一些其它的提純方法作進(jìn)一步提純。如電選利用石英與雜質(zhì)礦物在電性上微小差別，可選出微量金屬雜質(zhì)礦物;熱氯化方法可除去石英中的氣、液相雜質(zhì)和雜質(zhì)礦物、金屬包裹體對(duì)工藝過(guò)程中的表面污染，達(dá)到對(duì)石英砂進(jìn)一步提純的目的。
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