硅砂是重要的工業(yè)礦物原料,廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、塑料、橡膠、磨料等工業(yè)。由于硅砂應(yīng)用廣泛,作用顯著,所以硅砂的加工生產(chǎn)也逐漸被人們所重視。那么硅砂是如何提純的?它的工藝流程是怎么樣的?
硅砂提純工藝是除去硅砂中少量或微量雜質(zhì),獲得精制硅砂或高純硅砂(如電子 產(chǎn)品)的高難度分離技術(shù),近年來,國內(nèi)外對硅砂提純工藝研究主要包括以下幾個方面:
。ㄒ唬┧础⒎ 脫泥
硅砂中的SiO2的品位隨著硅砂粒度的變細而降低,鐵質(zhì)和鋁制等雜質(zhì)礦物的品位則正好相反,這種現(xiàn)象在含有大量粘土性質(zhì)礦物的硅砂中尤為明顯。所以在入選前對硅砂原礦進行水選,分 脫泥是非常 的,而且效果也是較為明顯的。
。ǘ┎料
擦洗是借助機械力和砂粒間的磨剝力來除去硅砂表面的薄膜鐵、粘結(jié)及泥性雜質(zhì)礦物和進一步擦碎未成單體的礦物集合體,再經(jīng)分 作業(yè)達到硅砂進一步提純的效果。
(三)磁選
磁選工藝的采用,可以**限度的清除包括連生體顆粒在內(nèi)的赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母等弱磁性雜質(zhì)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(zhì)以褐鐵礦、赤鐵礦、黑云母等弱磁性雜質(zhì)礦物為主的硅砂,利用濕式強磁機在10000GS以上可以選出;對含雜以磁鐵礦為主的強磁性礦物,則采用弱磁機對或中磁機進行選別效果比較好,磁選數(shù)和磁場強度對選除鐵效果有重要影響,隨磁選次數(shù)的增加,含鐵量逐漸減少,而一些的磁場強度下可除去大部分的鐵質(zhì),但此后磁場強度即使提高很多,除鐵率也無多大變化。另外,硅砂粒度越細,除鐵效果越好,其原因是細粒硅砂中含鐵雜質(zhì)礦物量高的緣故。當(dāng)硅砂原砂中含雜質(zhì)礦物較多時,J采用擦洗、脫泥和磁選是不能將硅砂提純成高純砂的。
。ㄋ模└∵x
該方法是在自然中性介質(zhì)中,利用石英、長石結(jié)構(gòu)組成的差異,合理調(diào)配陰陽離子捕收劑的配比,優(yōu)先浮選出長石,實現(xiàn)二者的分離。但無氟無酸浮選法不如HF法和酸法成熟,目前尚未見到工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用的報道,云母與石英的等電點相近,分選難度大,采用酸性條件下陰離子捕收劑,或在堿性條件下陰-陽離子捕收劑兩種方法浮選,可獲得很好的效果。一般而言,經(jīng)過擦洗、脫泥、磁選和浮選后,硅砂的純度可達到99.3%-99.9%,基本上滿足工業(yè)用砂的需求。
(五)酸浸
酸浸是利用石英不溶于酸(HF除外),其他雜質(zhì)礦物能被酸液溶解的特點,從而可以實現(xiàn)對石英的進一步提純。
(六)其他提純方法
由于不同硅砂制品對雜質(zhì)礦物含量的不同要求,有時也采用一些其他的提純方法作進一步提純?nèi)珉娺x利用石英與雜質(zhì)礦物在電性上微小的差別,可選出微量金屬雜質(zhì)礦物;熱氯化方法可除去石英中的氣、液相雜質(zhì)和雜質(zhì)礦物,減輕金屬包裹體對工藝過程中的表面污染,達到對硅砂進一步提純的效果。
硅砂提純工藝流程很多,一般視硅砂中雜質(zhì)的種類、含量、賦存狀態(tài)以及產(chǎn)品質(zhì)量要求等確定,常見的工藝流程如下:
。ㄒ唬┎料—-分 、脫泥
(二)擦洗—脫泥—磁選
。ㄈ┌裟ゲ料——脫泥—磁選—浮選—酸浸
(四)加藥 強力擦洗—分 脫泥—磁選
硅砂提純工藝的確定:
。ㄒ唬┕枭斑x礦提純方法和工藝流程一般由以下幾點確定:a.砂中雜質(zhì)礦物的賦存狀態(tài);b.純工藝的選礦成本;c.砂制品的工業(yè)用途。
。ǘ⿲σ话愎I(yè)用途的精砂硅砂,盡可能選擇簡單的工藝流程以降低提純成本, 選用擦洗—脫泥—磁選工藝,即可滿足質(zhì)量要求。
。ㄈ⿲ψ鳛楦呖萍加蒙暗母呒兒**純硅砂,則需要進一步采用浮選和酸浸等工藝對硅砂再次提純。高純和**純硅砂的質(zhì)量要求一般為二氧化硅≥99.99%,三氧化二鐵質(zhì)量分數(shù)小于1×10-5,其提純過程不J要嚴格控制選別條件,而且對相應(yīng)提純設(shè)備要求也比較嚴格,以防止二次污染。
。ㄋ模┦褂眉铀 強力擦洗—分 —磁選這一新的提純工藝,對硅砂巖的選礦提純中能克服棒磨擦洗帶來的鐵質(zhì)二次污染,產(chǎn)率低等缺點,該工藝在實現(xiàn)硅砂低成本、 提純除雜方面很有意義。
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文章:石英砂脫水器——脫水篩