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石英砂提純方法

發表作者:admin 發表日期:2016-05-27

      石英砂提純方法多樣:

      石英砂又稱矽砂,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起步較晚,並且主要用于建築工業、玻璃制造、陶瓷工業和鑄造工業,這些領域的一個共同點就是石英砂的需求量大,原料質量要求低。對于我國一些産地的優質石英砂而言,基本上不經過選礦提純或略經提純,即可滿足工業用砂需求。但國內優質石英砂資源相對較少,在對石英砂的質量指標有較高要求的情況下,必須經過提純工藝,才能達到各個尖端工業生産的要求。

      石英砂提純是除去石英砂中少量或微量杂质,获得精制石英砂或高純石英砂(如电子级产品)的高难度分离技术,在实际的石英砂提純工艺生产中,石英砂提純工艺研究主要包括以下几个方面:

      1.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,鐵質和鋁制等雜質礦物的品位則正好相反,這種現象在含有大量粘土性質礦物的石英砂中尤爲明顯。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,而且效果也是較爲明顯的。水洗、分級脫泥作爲一種礦石入選前的預處理方法,應用的較早也很普遍,但對于存在于石英砂表面的薄膜鐵和粘連性雜質礦物,其脫除效果尚不顯著。

      2.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,再經分級作業達到石英砂進一步提純的效果。目前,主要有棒摩擦洗和機械擦洗兩種方法,對于機械擦洗,一般認爲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,其次爲工藝因素,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;擦洗時間原則上以初步達到産品質量要求爲基准,不宜過長,因時間過長,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,在我國棒磨擦洗工業應用相對成熟和普遍。如對某地石英砂原礦經水洗、分級脫泥後+0.3mm以上的石英砂進行棒磨擦洗,結果表明,經磨礦擦洗後,Fe2O3從0.19%降低到0.10%,鐵的去除率達47.4%。J9九游会官网在對雲南某地石英砂礦采用加藥高效強力擦洗,配合適當的工藝和設備,結果發現比采用棒磨擦洗效果好,棒磨擦洗後收率爲49%,而加藥高效強力擦洗回收率爲73%。加藥的目的是增大雜質礦物和石英顆粒表面的電斥力,增強雜質礦物與石英顆粒相互間的分離效果。

      3.磁選

      磁选工艺的采用,可以最大限度的清除包括连生体颗粒在内的赤铁矿、褐铁矿和黑云母等弱磁性杂质矿物。强磁选通常采用湿式强磁选机或高梯度磁选机。一般而言,对杂质以褐铁矿、赤铁矿、黑云母等弱磁性杂质矿物为主的石英砂,利用湿式强磁机在10000Gs以上可以选出;对含杂以磁铁矿为主的强磁性矿物,则采用弱磁机对或中磁机进行选别效果比较好,采用强磁机对石英砂进行了实验条件研究,结果表明,磁选数和磁场强度对选除铁效果有重要影响,随磁选次数的增加,含铁量逐渐减少,而一定的磁场强度下可除去大部分的铁质,但此后磁场强度即使提高很多,除铁率也无多大变化。另外,石英砂粒度越细,除铁效果越好,其原因是细粒石英砂中含铁杂质矿物量高的缘故。当石英砂原砂中含杂质矿物较多时,仅采用擦洗、脱泥和磁选是不能将石英砂提純成高纯砂的。

      4.浮選

      考慮到含氟廢水對環境的嚴重影響,國外于70年代出現了“無氟有酸浮洗法”,如日本在實現長石與石英的分離中,采用硫酸或鹽酸(PH值=2)調漿,加高級脂肪族胺鹽和石油磺酸鈉混合捕收劑浮選獲得成功,無氟無酸浮選法是近年來大力開發的石英長石浮選分離新工藝,該方法是在自然中性介質中,利用石英、長石結構組成的差異,合理調配陰陽離子捕收劑的配比,優先浮選出長石,實現二者的分離。但無氟無酸浮選法不如HF法和酸法成熟,目前尚未見到工業生産的應用的報道,雲母與石英的等電點相近,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,可獲得很好的效果。一般而言,經過擦洗、脫泥、磁選和浮選後,石英砂的純度可達到99.3%-99.9%,基本上滿足工業用砂的需求。

     5. 酸浸

      酸浸是利用石英不溶于酸(HF除外),其他杂质矿物能被酸液溶解的特点,从而可以实现对石英的进一步提纯。酸浸常用酸类有硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸等,还原剂有亚硫酸及其盐类等。研究发现,上述酸类对石英中的非金属杂质矿物均有良好的去除效果,但对不同的金属杂质,酸的种类及其浓度影响较为显著,一般认为各种稀酸对Fe和Al的去除均有显著效果,而对Ti和Cr的去除效果则采用较浓的硫酸、王水或HF进行酸浸处理。通常使用上述酸类组成的混合酸进行杂质矿物的酸浸脱除,考虑到HF对石英的溶解作用,故HF浓度一般不超过10%。除酸的浓度外,酸的用量、酸浸时间、温度及矿浆搅拌均可以影响石英酸浸效果。酸浸各种因素的控制应根据石英最终品位要求,尽量降低酸的浓度,温度和用量,减少酸浸时间,以实现在较低的选矿成本下进行石英提纯。在一些欧美国家由于对石英中铁的要求比较严格,故比较系统的研究了石英酸浸提纯处理,并建立了酸浸的石英选矿提纯厂。经过酸浸处理后的石英砂,可获得纯度达99.99%的高純石英砂、

      6.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展起來的一種除鐵技術,據國外研究結果表明,用黑曲黴素、青黴、假單胞菌、多粘菌素、杆菌等微生物對石英表面薄膜鐵進行浸除時,均取得了良好的效果,其中以黑曲黴素浸除鐵效果最佳,Fe2O3的去除率多在75%以上,精礦Fe2O3的品位低達0.007%。並且,發現用大多細菌和黴菌預先栽培好的培養液浸出鐵的效果更好,就像其他菌種一樣是由于他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,規模化工業的生産尚需作進一步的實驗研究。

      其他石英砂提純方法

      由于不同石英砂制品對雜質礦物含量的不同要求,有時也采用一些其他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的差別,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,減輕金屬包裹體對工藝過程中的表面汙染,達到對石英砂進一步提純的效果。

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