干貨分享-石英砂的提純除雜方法總結
公司名稱：鞏義市大千凈化材料有限公司 作者：Admin 發(fā)布時間：2021/10/14 19:47:20
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石英砂又稱硅砂，是一種常見的非金屬礦物原料，其應用領域十分廣泛。我國的石英砂選礦提純及深加工開發(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)，這些領域的一個共同點就是石英砂需求量大、原料質量要求低。對于我國一些產地的優(yōu)質石英砂而言，基本上不經過選礦提純或略經提純，即可滿足工業(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，獲得精制石英砂或高純石英砂(如電子級產品)的高難度分離技術。近年來，國內外對石英砂提純工藝研究主要圍繞著以下幾個方面進行:
水洗、分級脫泥：
石英砂中的SiO2的品位隨著石英砂粒度的變細而降低，鐵質和鋁質等雜質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。所以在入選前對石英砂原礦進行水選、分級脫泥是非常必要的，而且效果也是較為明顯的。水洗、分級脫泥作為一種礦石入選前的預處理方法，應用得較早也很普遍，但對于存在于石英砂表面的薄膜鐵和粘連性雜質礦物，其脫除效果尚不甚顯著。
擦洗：
擦洗是借助機械力和砂粒間的磨剝力來除去石英砂表面的薄膜鐵、粘結及泥性雜質礦物和進一步擦碎未成單體的礦物集合體，再經分級作業(yè)達到石英砂進一步提純的效果。目前，主要有棒磨擦洗和機械擦洗二種方法。對于機械擦洗，一般認為影響擦洗效果的因素主要是來自擦洗機的結構特點和配置形式，其次為工藝因素，包括擦洗時間和擦洗濃度。研究表明，砂礦擦洗濃度在50%～60%之間效果最好，濃度過大或過小，都會降低雜質礦物的擦除效果，而且在一定程度上反而加大了石英砂的提純難度;擦洗時間原則上以初步達到產品質量要求為基準，不宜過長，因為時間過長，會加大設備磨損，提高能耗和造成選礦提純成本的增加。由于對于某些石英砂礦，機械擦洗擦除效果不太理想，因此，在我國棒磨擦洗工藝應用得較為普遍和相對成熟。
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的赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母等弱磁性雜質礦物。強磁選通常采用濕式強磁磁選機或高梯度磁選機。一般而言，對含雜以褐鐵礦、赤鐵礦、黑云母等弱磁性雜質礦物為主的石英砂，利用濕式強磁機在10000奧斯特以上可以選出;對含雜以磁鐵礦為主的強磁性礦物，則采用弱磁機或中磁機進行選別效果比較好。結果表明，磁選次數(shù)和磁場強度對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;而一定的磁場強度下可除去大部分的鐵質，但此后磁場強度即使提高很多，除鐵率也無多大變化。另外，石英砂粒度越細，除鐵效果越好，其原因是細粒石英砂中含鐵雜質礦物量高的緣故。當石英砂原砂中含雜質礦物較多時，僅采用擦洗、脫泥和磁選是不能將石英砂提純成高純砂的，為了進一步提高石英砂的純度和降除雜質含量，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石、云母等非磁性伴生雜質礦物。石英與長石的分離在國內外研究得都比較深入，在常規(guī)工藝中是采用陽離子捕收劑和氫氟酸活化劑在酸性pH范圍內進行的。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—陽離子捕收劑兩種方法浮選，可取得很好的效果。一般而言，經過擦洗、脫泥、磁選和浮選后，石英砂的純度可達到99.3%～99.9%，基本上滿足工業(yè)用砂的需求。
酸浸：
酸浸是利用石英不溶于酸(HF除外)，其它雜質礦物能被酸液溶解的特點，從而可以實現(xiàn)對石英的進一步提純。酸浸常用酸類有硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸等;還原劑有亞硫酸及其鹽類等。研究發(fā)現(xiàn)，上述酸類對石英中的非金屬雜質礦物均有良好的去除效果，但對不同的金屬雜質，酸的種類及其濃度影響較為顯著。一般認為各種稀酸對Fe和Al的去除均有顯著效果，而對Ti和Cr的去除則采用較濃的H2SO4、王水或HF酸進行酸浸處理。通常使用上述酸類組成的混合酸進行雜質礦物的酸浸脫除，考慮到HF酸對石英的溶解作用，故HF酸濃度一般不超過10%。除酸的濃度外，酸的用量、酸浸時間、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，減少酸浸時間，以實現(xiàn)在較低的選礦成本下進行石英提純經過酸浸處理后的石英砂，可獲得純度達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)展起來的一種除鐵技術。據(jù)國外研究結果表明，用黑曲霉素、青霉、假單胞菌、多粘菌素桿菌等微生物對石英表面薄膜鐵進行浸除時，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0.007%。并且，發(fā)現(xiàn)用大多數(shù)細菌和霉菌預先栽培好的培養(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驗室研究階段，規(guī)?；I(yè)生產尚需作進一步的試驗研究。
其它提純方法：
由于不同石英砂制品對雜質礦物含量的不同要求，有時也采用一些其它的提純方法作進一步提純。如電選利用石英與雜質礦物在電性上微小差別，可選出微量金屬雜質礦物;熱氯化方法可除去石英中的氣、液相雜質和雜質礦物、金屬包裹體對工藝過程中的表面污染，達到對石英砂進一步提純的目的。
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