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石英砂选矿提纯五大方法、四大工艺流程,帮你了解石英砂提纯全过程

发表于:2020-08-27 17:57编辑:lynn文章来源:www.6038.com矿装 浏览次数:
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石英砂应用范围广泛,在玻璃、陶瓷、防火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料等方面都有广泛应用。石英砂可分为普通石英砂、精制石英砂和高纯石英砂。其中高纯石英砂需要经过选矿提纯后才能制成,提纯全过程较为复杂,这里就为您先容常见的五种石英砂选矿提纯方法和四种石英砂6038.com流程。

石英砂

常见的石英砂选矿提纯方法

通常,石英砂中除了SiO2外,还含有氧化铁、粘土、云母、有机杂质等,石英砂选矿提纯就是除去石英砂中少量或微量杂质,获得精制石英砂。目前,常见的石英砂选矿提纯方法主要包括物理法和化学法两大类。其中,物理法包括水洗与分级脱泥、擦洗法、磁选法、浮选法;化学法主要为酸浸法。

水洗、分级脱泥法

石英中的SiO2的品位随着石英粒度的变细而降低,而铁质和铝制等杂质矿物的品位却反而升高,这种现象在含有大量粘土性质矿物石英中尤为明显,所以在入选前通过螺旋洗矿机、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选,分级脱泥是非常必要的,且效果较为明显。水洗、分级脱泥作为一种矿石入选前的预处理方法,应用较早且普遍,但对于存在于石英表面的薄膜铁和粘连性杂质矿物,其脱除效果尚不显著。

水洗分级脱泥法

擦洗法

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。目前,石英砂擦洗法主要有棒摩擦洗和机械擦洗两种方法。对于机械擦洗法而言,影响擦洗效果的因素主要是来自擦洗机的结构特点和配置形式,其次为工艺因素,包括擦洗时间和擦洗浓度。

擦洗机
擦洗机

研究表明,石英砂矿擦洗浓度在50%-60%之间效果良好,但在一定程度上也加大了石英选矿提纯的难度。擦洗时间原则上以初步达到产品质量要求为基准,不宜过长,时间过长会加大设备磨损,提高能耗以及增加选矿提纯成本。对于某些石英矿来说,机械擦洗擦除效果不太理想,可采用棒磨擦洗,必要时可加药增大杂质矿物和石英颗粒表面的电斥力,增强杂质矿物与石英颗粒相互间的分离效果。

磁选法

磁选法可尽可能地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,利用湿式强磁机在10000 Oe以上可以选出;对含杂以磁铁矿为主的强磁性矿物,则采用弱磁机或中磁机进行选别效果较好。

磁选机
磁选机

研究表明,磁选次数和磁场强度对磁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纯成高纯砂的。

浮选法

浮选法主要是除去石英砂中长石、云母等非磁性伴生杂质矿。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。

浮选机
浮选机

一般而言,经过擦洗、脱泥、磁选和浮选后,石英的纯度可达到99.3%-99.9%,基本上可满足工业用砂的需求。

酸浸法

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。

酸浸法

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。

常见的石英砂选矿提纯工艺流程

实际生产中,由于石英砂所含杂质的量和种类、含量、赋存状态以及产品质量要求不同,单一的方法可能并不能达到石英砂选矿提纯的目的,有时需几种方法构成的联合6038.com流程。常见的石英砂选矿提纯工艺流程如下:

擦洗-分级-脱泥

石英砂在风化沉积成矿过程中,大量粘土性矿物和铁质在石英表面形成胶结物或粘连矿物。采用擦洗-分级、脱泥工艺去除粘土杂质矿物、泥质铁及部分薄膜铁则是这类石英提纯常用的工艺流程。该工艺一般作为原矿入选前的预处理工艺,对泥质性杂质矿物进行有效脱除。

擦洗法

擦洗-脱泥-磁选法

一般而言,石英常见杂质矿物,如褐铁矿、电气石、赤铁矿和黑云母等弱磁性矿,以及磁铁矿等强磁性矿只有采用磁选工艺才可降除。实际生产中,多采用湿式强磁机进行选别,磁场强度约在13000 Oe左右。

棒磨擦洗法

棒磨擦洗-脱泥-磁选-浮选-酸浸

石英砂原矿在经擦洗、磁选和浮选分离后,赋存较低的杂质矿物颗粒(包括单体、集合体)已基本上被清除干净,二氧化硅纯度一般可以达到99.5%-99.9%,基本上可以满足石英砂大多数工业用途。但要求进一步作为超高纯石英,就必须对以斑点和包裹体形式连生在石英颗粒表面上的杂质做酸浸处理,根据其不同的工业用途对石英不同杂质矿物(Fe、AL、Ti、Cr)的要求,进行不同浓度、配比的混合酸酸浸处理。在经过棒磨擦洗-脱泥-磁选-浮选-酸浸工艺后,可获得二氧化硅含量为99.99%以上的高纯石英。

分级脱泥

加药高效强力擦洗-分级脱泥-磁选

通过对现有擦洗设备的结构进行改进,优化技术参数,加药高效强力擦洗和分级脱泥可除去80%以上的杂质铁和铝矿,磁选主要是除去含铁杂质矿物。通过该流程处理后,可获得二氧化硅≥99.8%,三氧化二铁≤0.023%,三氧化二铝≤0.05%,二氧化钛≤0.02%的优质精制石英砂,达到了一级光学玻璃用砂的要求,并且精砂的产率高达73%,而棒磨擦洗产率仅为49%。再进行进一步的浮选和酸浸处理,能获得二氧化硅≥99.9%,三氧化二铁≤0.005%,三氧化二铝≤0.05%,二氧化钛≤0.02%的高纯石英,这一工艺克服了棒磨擦洗带来的铁质二次污染,产率低等缺点。

在实际选矿过程中,石英砂选矿提纯方法及工艺流程的选择往往是根据石英砂矿石性质、选厂条件、投资预算等多种因素来决定的。建议在进行选择时,先对石英砂石本身进行了解,通过选矿试验报告有针对性地选择单一或联合工艺流程,以争取理想的技术、经济效益。

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