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行业资讯
一文了解5类石英砂除杂提纯工艺,4种相关设备!
添加日期:2020-08-25    阅读:1601次

石英砂又称硅砂,是一种常见的非金属矿物原料,经选矿提纯后可制成高纯石英砂,广泛应用于玻璃、陶瓷、冶金、铸造及耐火材料等行业。

通常,天然石英砂和石英砂岩的主要矿物是石英,另外通常还伴生有一些其他杂质矿物,主要为云母类矿物、长石类矿物以及铁铝金属氧化矿物等,这些杂质的混入大大降低了石英砂的价值,影响了产品质量。因此,为满足工业应用需求,通常需要对石英砂进行除杂、提纯等操作。

石英砂除杂工艺是将原料石英砂,通过擦洗脱泥、磁选、溜槽重选、浮选、酸洗或几种方法联合作业,去除石英砂中的矿物杂质,获得粒度和杂质含量均符合要求的高纯石英砂。

一、水洗、分级脱泥与擦洗

石英砂中的SiO2的品位随着石英砂粒度的变细而降低,铁质和铝制等杂质矿物的品位则正好相反,这种现象在含有大量粘土性质矿物石英砂中尤为明显。所以在入选前对石英砂原矿进行水选,分级脱泥是非常必要的,而且效果也是较为明显的。

擦洗法主要是借助机械力和砂粒间的磨剥力来除去石英砂表面的薄膜铁、粘结及泥性杂质矿物,以及进一步擦碎未成单体的矿物集合体,再经分级作业达到石英砂进一步提纯的效果。

所需设备:高效搅拌式擦洗机

二、磁选法

磁选法是去除原料中含铁杂质的有效方法之一。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。

由于原料中所含的赤铁矿、褐铁矿和黑云母等矿物具有弱磁性,利用湿式强磁选机在磁场强度为8×105A/m(安培/米)以上时可选出;而对含杂以磁铁矿为主的强磁性矿物,则采用弱磁选机或中磁选机进行选别。为进一步去除其他少量的弱磁性矿物(如角闪石、辉石以及磁性矿物与石英的连生体)时,可再采用磁场强度大于12000高斯的高梯度磁选机进行二级磁选。

所需设备:磁选机

三、浮选

石英砂浮选法主要包括有氟浮选和无氟浮选。其中,有氟浮选是采用阳离子捕收剂和氢氟酸活化剂在酸性pH值范围内进行,其缺点是含氟废水对环境污染严重,需进行处理后排放。

无氟浮选是利用石英、长石结构构成的差异,合理调配阴阳离子混合捕收剂的配比和用量,利用它们Zeta电位不同,优先浮选出长石,实现分离。

采用三级浮选工艺流程分别去除石英砂中的云母类矿物和长石类矿物。一级浮选是在中性或弱酸性环境下,采用相应的药剂制度从浆体中浮选出含铁的泥质物;二级浮选是在中性或弱酸性环境下,采用相应的药剂制度从浆体中浮选出云母类矿物以及云母与石英的连生体;三级浮选是在中性或弱酸性环境下,采用相应的药剂制度从浆体中浮选出长石类矿物以及长石与石英的连生体。

所需设备:浮选机

四、色选

色选是根据物料光学特性的差异,利用光电探测技术将颗粒物料中的异色颗粒自动分拣出来。色选机主要由给料系统、光学检测系统、信号处理系统和分离执行系统组成。

运用该技术的色选机,已广泛应用于农业、食品业、工业、矿业等,可分选米类、豆类、芝麻、珍珠、玉石、塑料、金属、矿石等物料。既可以提高物料的品质,增加附加值,又可保障食用、使用时的安全性。而且,当异色颗粒与正常颗粒在大小、密度十分接近的情况时,色选成了唯一可行的分拣方式。

所需设备:光电色选机

五、酸洗

酸洗主要是为了消除石英砂原料石英石,硅藻土载体表面吸附,减少色谱峰脱层载体在生产加工前需进行酸洗处理。

酸洗法分为单酸酸洗和混酸酸洗,常用的酸类包括硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸等。其原理是利用石英不溶于酸(氢氟酸除外),其它杂质矿物均能被酸液溶解的特点,从而实现对硅质原料进行进一步提纯的化学处理方法。

酸洗提纯会产生大量的含酸、高盐度、高色度、高浊度废水,特别是含氟废水,不妥善处理势必会造成及其严重的环境污染。石英砂酸洗废水中一般含有氢离子、氟离子、固体悬浮物、重金属离子等,其处理难点就在于如何有效的去除氟离子。

结语

高纯石英已成为新能源、光导纤维、激光、信息技术、航空航天、微电子等高技术领域不可替代的关键原材料。随着中国制造2025的不断推进,突破高纯石英砂加工技术困境也愈发重要。

由于不同地区的石英矿性质不同,所含杂质、嵌部粒度也不尽相同,因此,在对预处理后的石英砂进行进一步提纯制备时,需要根据石英砂本身的矿石性质采取不同的联合工艺流程,才能有针对性地除杂,得到高纯度的石英砂。

来源:中国粉体网

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