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    石英砂選礦提純工藝流程,都在這里了!

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    點擊次數:277 更新時間:2020年11月23日15:01:03 打印此頁 關閉

    石英砂又稱硅砂,是一種常見的非金屬礦物原料,經選礦提純后可制成高純石英砂,廣泛應用于玻璃、陶瓷、冶金、鑄造及耐火材料等行業。那么,目前常見的石英砂選礦提純方法及工藝流程有哪些呢?

    常見的石英砂選礦提純方法

    通常,石英砂中除了SiO2外,還含有氧化鐵、粘土、云母、有機雜質等,石英砂選礦提純就是除去石英砂中少量或微量雜質,獲得精制石英砂。目前,常見的石英砂選礦提純方法主要包括物理法和化學法兩大類。其中,物理法包括水洗與分級脫泥、擦洗法、磁選法、浮選法;化學法主要為酸浸法。

    水洗、分級脫泥法

    石英中的SiO2的品位隨著石英粒度的變細而降低,而鐵質和鋁制等雜質礦物的品位卻反而升高,這種現象在含有大量粘土性質礦物石英中尤為明顯,所以在入選前通過螺旋洗礦機、滾筒篩、水力旋流器、脫泥斗和水力分級機等設備對石英原礦進行水選,分級脫泥是非常必要的,且效果較為明顯。水洗、分級脫泥作為一種礦石入選前的預處理方法,應用較早且普遍,但對于存在于石英表面的薄膜鐵和粘連性雜質礦物,其脫除效果尚不顯著。

    擦洗法

    擦洗法主要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,以及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,石英砂擦洗法主要有棒摩擦洗和機械擦洗兩種方法。對于機械擦洗法而言,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,石英砂礦擦洗濃度在50%-60%之間效果良好,但在一定程度上也加大了石英選礦提純的難度。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,時間過長會加大設備磨損,提高能耗以及增加選礦提純成本。對于某些石英礦來說,機械擦洗擦除效果不太理想,可采用棒磨擦洗,必要時可加藥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。

    磁選法

    磁選法可盡可能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選機或高梯度磁選機。一般而言,對雜質以褐鐵礦、赤鐵礦、黑云母等弱磁性雜質礦物為主的石英,利用濕式強磁機在10000 Oe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較好。

    研究表明,磁選次數和磁場強度對磁選除鐵效果有重要影響,隨磁選次數的增加,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。

    浮選法

    浮選法主要是除去石英砂中長石、云母等非磁性伴生雜質礦。石英砂浮選法主要包括有氟浮選和無氟浮選。其中,有氟浮選是采用陽離子捕收劑和氫氟酸活化劑在酸性pH值范圍內進行,其缺點是含氟廢水對環境污染嚴重,需進行處理后排放。無氟浮選是利用石英、長石結構構成的差異,合理調配陰陽離子混合捕收劑的配比和用量,利用它們Zeta電位不同,優先浮選出長石,實現分離。

    一般而言,經過擦洗、脫泥、磁選和浮選后,石英的純度可達到99.3%-99.9%,基本上可滿足工業用砂的需求。

    酸浸法

    酸浸是利用石英不溶于酸(HF除外),其他雜質礦物能被酸液溶解的特點,從而可以實現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。研究發現,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的去除效果則采用較濃的硫酸、王水或HF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對石英的溶解作用,故HF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,以實現在較低的選礦成本下進行石英提純。

    常見的石英砂選礦提純工藝流程

    實際生產中,由于石英砂所含雜質的量和種類、含量、賦存狀態以及產品質量要求不同,單一的方法可能并不能達到石英砂選礦提純的目的,有時需幾種方法構成的聯合選礦工藝流程。常見的石英砂選礦提純工藝流程如下:

    擦洗-分級-脫泥

    石英砂在風化沉積成礦過程中,大量粘土性礦物和鐵質在石英表面形成膠結物或粘連礦物。采用擦洗-分級、脫泥工藝去除粘土雜質礦物、泥質鐵及部分薄膜鐵則是這類石英提純常用的工藝流程。該工藝一般作為原礦入選前的預處理工藝,對泥質性雜質礦物進行有效脫除。

    擦洗-脫泥-磁選法

    一般而言,石英常見雜質礦物,如褐鐵礦、電氣石、赤鐵礦和黑云母等弱磁性礦,以及磁鐵礦等強磁性礦只有采用磁選工藝才可降除。實際生產中,多采用濕式強磁機進行選別,磁場強度約在13000 Oe左右。

    棒磨擦洗-脫泥-磁選-浮選-酸浸

    石英砂原礦在經擦洗、磁選和浮選分離后,賦存較低的雜質礦物顆粒(包括單體、集合體)已基本上被清除干凈,二氧化硅純度一般可以達到99.5%-99.9%,基本上可以滿足石英砂大多數工業用途。但要求進一步作為超高純石英,就必須對以斑點和包裹體形式連生在石英顆粒表面上的雜質做酸浸處理,根據其不同的工業用途對石英不同雜質礦物(Fe、AL、Ti、Cr)的要求,進行不同濃度、配比的混合酸酸浸處理。在經過棒磨擦洗-脫泥-磁選-浮選-酸浸工藝后,可獲得二氧化硅含量為99.99%以上的高純石英。

    加藥高效強力擦洗-分級脫泥-磁選

    通過對現有擦洗設備的結構進行改進,優化技術參數,加藥高效強力擦洗和分級脫泥可除去80%以上的雜質鐵和鋁礦,磁選主要是除去含鐵雜質礦物。通過該流程處理后,可獲得二氧化硅≥99.8%,三氧化二鐵≤0.023%,三氧化二鋁≤0.05%,二氧化鈦≤0.02%的優質精制石英砂,達到了一級光學玻璃用砂的要求,并且精砂的產率高達73%,而棒磨擦洗產率僅為49%。再進行進一步的浮選和酸浸處理,能獲得二氧化硅≥99.9%,三氧化二鐵≤0.005%,三氧化二鋁≤0.05%,二氧化鈦≤0.02%的高純石英,這一工藝克服了棒磨擦洗帶來的鐵質二次污染,產率低等缺點。

    在實際選礦過程中,石英砂選礦提純方法及工藝流程的選擇往往是根據石英砂礦石性質、選廠條件、投資預算等多種因素來決定的。建議在進行選擇時,先對石英砂石本身進行了解,通過選礦試驗報告有針對性地選擇單一或聯合工藝流程,以爭取理想的技術、經濟效益。

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