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石英砂如何提纯去除杂质?石英砂提纯方法!

2024-03-04 来源:鑫海矿装 (100次浏览)

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石英砂是陶瓷、玻璃、光纤、半导体等行业的主要原材料,需通过对石英砂提纯分离出其中的矿物杂质,然后用作工业原料。其中半导体、光纤、航天等高技术领域对石英砂的纯度要求非常高,因此有效提高石英砂纯度很关键。那么石英砂该如何提纯除杂呢?其提纯工艺有哪些呢?我们一起来了解!常见的石英砂提纯工艺流程分为选前准备作业、预先选别作业、矿物分选作业及深度提纯作业四个阶段。

1、石英砂提纯选前准备作业

石英砂选前准备作业主要有煅烧、水淬、磨矿、分级等流程。该作业的主要目的是实现石英砂充分单体解离,并控制产品的粒度范围,以便于后续选别作业。

煅烧与水淬:在入磨前,需选对石英进行1000℃左右的煅烧并水淬,在高温煅烧下,石英会与脉石矿物发生晶型转变;然后进行水淬,由于脉石杂质与石英的膨胀率不同,在水淬的作用下,温度急剧下降,颗粒内部产生大量裂纹,便于碎磨作业。

磨矿与分级:产生裂纹的石英砂矿物进入磨矿系统,磨矿后包裹体杂质易暴露在石英矿粒表面,然后进行分级再磨,可强化石英与脉石矿物的单体解离效果。

石英砂提纯准备作业磨矿分级

2、石英砂提纯预先选别作业

石英砂预先选别作业主要有水洗、脱泥和擦洗。由于石英原矿在磨矿过程中,部分易泥化矿物会形成微细粒的矿泥,影响后续选别作业。因此需要进行预选选别,脱除泥质黏土矿物以及石英砂表面的薄膜铁、粘结和泥性杂质矿物。

水洗、脱泥:利用螺旋洗矿机、滚筒筛、水力旋流器、脱泥斗和水力分级机等设备对石英原矿进行水洗、脱泥。主要是去除石英砂中的黏土性矿物。

擦洗:通过给擦洗机内加入适当的药剂,来增大杂质矿与石英颗粒表面的电斥力,借助机械力和砂粒间的磨剥力,去除石英表面的薄膜铁、粘结及泥性杂质矿物和进一步擦碎未成单体的矿物集合体。

石英砂提纯预先选别擦洗作业

3、石英砂提纯分选作业

英砂矿选作业是根据石英与伴生脉石矿物间的物理 、化学特性差异进行分选的,有磁选、浮选、重选和电选几种方法。

重选石英砂提纯:利用石英砂与脉石矿物间密度的不同,在介质中受流体力和机械力的影响不同,产生松散的分层,从而矿石颗粒被分离。可用设备有:跳汰机、摇床、螺旋溜槽和离心选矿机。

磁选石英砂提纯:石英砂不具备磁选,但矿物含其他含磁性杂质,如赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、钛铁矿、黑云母等,可通过磁选法(多段弱磁-强磁法)去除其中的含铁矿物,同时,还可去除带有磁性矿物的包裹体及连生体。可用设备有:湿式强磁磁选机和高梯度磁选机。

石英砂提纯分选磁选作业

浮选石英砂提纯:一般,擦洗、重选和磁选等方法不能达到理想的脱泥效果时,需采用浮选法来完成,以去除矿物中存在的长石、云母以及各种非磁性伴生杂质。浮选分为有氟浮选和无氟浮选两种。其中,有氟浮选是在酸性pH值范围内,采用阳离子捕收剂和氢氟酸活化剂实现浮选;无氟浮选是利用石英与长石结构、成分的不同,适当调整阳离子混合捕收剂比例,对长石进行有限浮选,实现分离。常用的浮选设备有机械搅拌式浮选机(如SF型、JJF型、BF型)和充气搅拌式浮选机(KYF型、XCF型)等。

4、石英砂深度提纯作业

石英砂深度提纯作业主要是因为仅通过常规选别方法,不能有效去除包裹体及晶格中杂质,致使石英砂纯度不高。因此采用高温(气氛)焙烧和酸浸法进行深度提纯。

高温(气氛)焙烧:通过添加氯气、HCl,在800~1600℃条件下高温焙烧,包裹体受热急剧膨胀、破裂,使其中的杂质暴露至石英表面,在此过程中,杂质伴随石英晶体结构转变过程迁移至石英表面;或者在高温气氛(如HCl)的作用下,与晶格中的杂质发生反应,使得杂质转移至石英表面,然后通过酸浸使杂质脱除。

酸浸:将石英砂加入到混合酸液中,在常温下,间隙搅拌浸出,一般时间为24h;若在加热的条件下,采用搅拌浸出,时间一般为2~6h,洗涤干燥即可。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。

石英砂深度提纯酸洗作业

以上便是石英砂除杂提纯的主要方法及流程,在实际选矿过程中,石英砂除杂提纯方法的选择需根据所含杂质类型及含量而定,因此需进行选矿试验,通过试验分析,设计适合的石英砂提纯工艺方案及成套的石英砂提纯设备

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