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石英砂分类与加工方法:5种高纯石英砂提纯工艺

2023-03-06 来源:鑫海矿装 (1876次浏览)

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石英矿石加工是指去除或减少有害杂质并获得石英精矿用于冶炼或其他工业需要。高纯石英砂常用的提纯工艺有洗涤分级、擦洗、磁选、浮选、酸浸、微生物浸出等。

01石英矿的分类

石英矿的主要成分为SiO2,无色透明,质地坚硬,常含有少量杂质,呈半透明或不透明晶体。石英是一种物理化学性质非常稳定的矿产资源,晶体为三方晶系氧化物矿物。

石英在自然界分布广泛,来源多样。其中脉石英和石英岩杂质少,通常用于生产高纯或超高纯石英砂,一般用于高端领域。天然石英砂因杂质含量高、质量差,常用于玻璃、陶瓷和铸造领域。

石英砂产品按质量可分为普通石英砂、精制石英砂、高纯石英砂和电熔石英砂。

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02石英矿选矿方法

在实际生产中,石英砂选矿工艺可分为干法选矿和湿法选矿。干法选矿产品质量低,多用作建材,而湿法选矿工艺复杂,产品质量高。可以说,所有优质硅砂都是湿法选矿工艺生产出来的。

高纯石英砂常用的提纯工艺有洗涤分级、擦洗、磁选、浮选、酸浸、微生物浸出等。

1 清洗和分类

对于含有大量粘土矿物的硅砂,选矿前应进行洗选分级,以去除粘土物质,提高选矿效率,降低铁、铝等杂质矿物的品位。

另外,石英砂的粒度越细,石英砂中SiO2的品位越高,因此洗涤分级可以更好地将不同品位的石英砂分离开来。

2 石英砂擦洗

对于石英砂表面存在的薄膜铁和粘附杂质矿物,水洗去除效果不显著,需要通过擦洗工艺去除。

擦洗是利用砂粒间的机械力和研磨剥离力,去除石英砂表面的薄膜铁、粘结和泥质杂质矿物,进一步擦洗未形成单体的矿物集合体,进而进一步提纯石英砂按分级工艺。

影响石英砂机械擦洗效果的因素主要取决于擦洗机的内部结构和配置,其次是工艺因素,包括擦洗时间和擦洗浓度。

洗砂浓度在50%-60%之间效果最佳,浓度过高会在一定程度上增加石英砂净化的难度。如果时间过长,会增加设备的磨损,增加能耗,增加选矿提纯成本。

3 石英砂磁选

石英砂是一种非金属材料。为保证成品料的纯度,必须去除石英砂中所含的金属杂质,如铁矿、云母等。

对于石英矿中的弱磁性杂质,我们可以使用10,000 Oe以上的强磁选机;对于强磁性杂质,我们可以使用中型磁选机,效果很好。

在一定磁场强度的情况下,磁选次数越多,除铁效果越好,反之亦然。其次,磁选强度达到一定程度后,即使提高磁场强度,除铁效果也不会发生变化。成品石英砂粒度越细,磁选效果越好。

4 石英砂浮选

通常,石英砂中常见的矿物杂质,如长石、云母等硅酸盐矿物,大多采用浮选工艺去除。石英砂浮选除可去除云母、长石矿物外,还可浮选磷、铁等矿物,还可去除破碎、磨矿中混入的二次铁。

石英砂浮选方法主要有氟浮选和无氟浮选。其中,氟浮选是在酸性pH范围内使用阳离子捕收剂和氢氟酸活化剂进行的。

无氟浮选是利用石英和长石的结构差异,合理调整阴、阳离子混合捕收剂的配比和用量,利用它们不同的Zeta电位优先浮选长石,实现分离。

5 石英砂酸浸

酸浸利用石英不溶于酸(氢氟酸除外)的特点,其他杂质矿物可用酸溶液溶解。

酸浸常用的酸有硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸,还原剂有亚硫酸及其盐类。一般认为各种稀酸可显着去除Fe和Al,而Ti和Cr应采用浓硫酸、王水或氢氟酸进行酸浸处理。通常我们采用上述酸类组成的混合酸进行酸浸去除杂质矿物。除酸浓度外,酸的用量、酸浸时间、温度、矿浆搅拌等都会影响石英酸浸的效果。

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