杏彩体育:石英砂提纯工艺流程

　　石英砂提纯工艺流程主要包括粗选、破碎、水淬、粉碎、分级、擦洗、化学酸浸、浮选（有氟浮选和无氟浮选）、重选、磁选和微生物浸除等工序。实际生产过程中，往往是多种方法配合应用，以提高石英砂品位和产量，充分利用资源。

　　石英砂提纯工艺流程原理：原矿硅石经洗矿机洗去泥沙，粗破后，将合格石英料投入焙烧炉中，在850℃-980℃温度下焙烧6个小时，焙烧后将石英料拖入清水中进行水淬，再经人工拣选出去除杂质后送入进行破碎并过筛，再将通过筛网的石英砂送入磁选机，磁选后石英砂投入到配有HCl和HF混合酸的酸缸中浸泡一周，再经浮选、脱水、烘焙、冷却、包装，制得高纯石英砂。

　　2、破碎：采用专业将石英原矿破碎至粒径为1-20mm的颗粒;脉石英或石英岩等粒度较大的矿石开采出来过后首先从原矿中挑选出灰度较小、纯度较高的颗粒，再将挑选出来的矿石送入颚式或圆锥内破碎，通过圆振筛与破碎设备构成的回路来确保破碎产品的粒度。破碎产品再利用制砂机进行制砂作业，最终获得具有一定粒度的石英砂。

　　3、水淬：将被烧后的石英颗粒置于冷水中快速冷却，以达到去除矿物内部的汽泡、水纹以及一些包裹的杂质的目的，使矿物裂开。石英煅烧水淬处理也称热力破碎，是指石英在高温煅烧时会发生晶形转变(α石英→β石英→β鳞石英)，从而使体积增大，晶体中原有的缺陷程度变得更严重，当水淬时晶体体积突然变小，晶体缺陷处的内应力迅速增大促使晶体在缺陷处破裂的一种方法。晶体在缺陷处破裂，使原石英中的包裹体和裂隙中的杂质暴露在颗粒表面，酸处理时就能易于除去。

　　4、粉碎：采用湿磨或干磨将原料制成粒径在5-50μm的超细石英砂;石英砂磨矿作业通常采用一段或格子型球磨机+溢流型球磨机两段磨矿，第二段磨矿作业与螺旋分级机或水力旋流器构成闭路循环，以此保证磨矿细度。针对传统磨机磨损快、能耗大等缺点，鑫海等大型矿机制造商对球磨机进行了一系列改造，如采用新型耐磨橡胶衬板，改滚动轴承为滑动轴承、磨机大型化等措施，在提高磨机作业率的同时也延长了设备使用寿命，为企业创造了经济效益。

　　5、磁选：选用磁场强度为50-15000高斯的高梯磁磁选选矿设备，除去矿中的磁性矿物，如：褐铁矿、赤铁矿、云母、石榴子石、黄铁矿、钛铁矿等。工艺中一般至少安排两段磁选，领先段磁选主要目的是除去矿中的强磁性物，避免对后续工作的不利影响。第二段磁选主要是去除矿中的弱磁性、极弱磁性矿物。领先段磁选一般采用永磁强磁筒式磁选机，磁场一般6000-8000高斯左右。第二段磁选一般采用永磁高梯度磁选机或者电磁感应式磁选机，前者因能耗小、重量轻、磁场梯度更高、投资相对省，相对后者更为市场所接受。有人认为就是降铁的作用，其实不然，实践证明，磁选在一定程度上可以降低铝、钾、钠等杂质的含量，并且磁选能去除的杂质有些是酸洗、浮选都无法去除的。磁选在高纯石英的制备工艺中是不可缺少的重要工艺环节。

　　6、分级：利用分级设备按标准将原料分成多种粒度范围产品，在后续处理中，根据粒度范围均进行分别处理;分级设备可分为筛分机和气流分级设备。可根据产量和对粒度范围的要求来进行选择。

　　7、焙烧：采用专业焙烧炉，将石英原矿颗粒在300℃-1500℃的条件下焙烧2-5小时;氯化焙烧是去除石英晶格杂质的主要方法，不同的氯化剂与晶格杂质作用方式和效果存在较大差异。（具体效果可联系小编，小编可提供较为详细的资料。

　　8、水碎：将被烧后的石英颗粒迅速置于室温热水中冷却，溶去焙烧生成的易溶性物质，并通过对水加热0.5-2小时，以增加该部分可溶性物质在水中的溶解度。

　　9、浮选：向水碎后的石英砂细粉加入浮选剂，将比重小于1的杂质除去。主要是除去非磁性杂质，如：长石、纯净的白云母等。

　　11、干燥：先将去离子水洗后的石英砂进行风干(晾干)等除去大批量的水，然后再在特种干燥设备中进行干燥，并加热至100℃-200℃;

　　12、酸浸：将干燥后的石英砂加入浸渍槽，在干燥高温的条件下迅速加入酸浸所用的酸(硫酸、盐酸、硝酸或氢氟酸)，酸的浓度为5%-20%，在30℃-100℃的条件下恒温搅拌2-24小时，除去石英砂细粉中的微量金属和非金属杂质;酸浸是高纯石英砂提纯工艺中的重要工序之一，无论是制备电光源用石英玻璃，还是用于制备光伏以及半导体器件用的石英原料，都必须采用的工序。酸浸主要是为了去除溶于酸的金属氧化物和部分硅酸盐矿物以及矿中易溶铝、铁等微量杂质。在经历焙烧水淬、拣选、强磁选后，大多数氧化物及杂质矿物已被去除，但还有部分氧化物及杂质矿物处在晶界、微裂隙及晶体内，去除有些困难，因此采用长时间的酸浸，以去除此类杂质。当然工艺为了达到目的可能根据原矿的情况做适当的调整，比如两段酸洗、前期酸浸，总之，为了制得高纯石英，能用的手段尽可能用，能想的办法尽可能想。有些工艺中会加入等工艺对酸洗效果的保障。

　　在实际生产中石英砂提纯工艺流程可以分为干式提纯工艺流程与湿式提纯工艺流程，干式选矿产品品质较低，大多作为建材原料，而湿式选矿工艺复杂，所得的产品品质高，可以说所有的高品质石英砂都是由湿式选矿工艺制得。高纯石英砂常用的提纯工艺有水洗、分级脱泥；擦洗；磁选；浮选与酸浸微生物浸出等，另外电选与热氯法为石英砂进一步提出工艺。

　　石英砂提纯工艺流程常用的石英砂提纯方法介绍：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。

　　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擦洗机、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。

　　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。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。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。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。

　　1. 石英砂擦洗-分级、脱泥提纯工艺流程。石英砂在风化沉积成矿过程中，大量黏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、脱泥工艺去除黏土杂质矿物、泥质铁及部分薄膜铁。

　　2. 石英砂擦洗-脱泥-磁选提纯工艺流程。一般而言，石英砂常见杂质矿物，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奥斯特左右。

　　3. 石英砂棒磨擦洗-脱泥-磁选-浮选提纯工艺流程。棒磨擦洗工艺的采用一方面强化了擦洗效果，另一方面由于适量钢棒的存在，可以改变原砂的粒度组成，为石英砂进一步的分选提供了矿物学基础。浮选是为了降除长石，国外多采用氢氟酸浮选。

　　4. 石英砂棒磨擦洗-脱泥-磁选-浮选-酸浸提纯工艺流程。石英砂原矿经过擦洗、磁选和浮选分离后，附存较多的杂质矿物颗粒已基本被清除干净，二氧化硅纯度一般可以达到99.5-99.9%基本上满足石英砂大多数工业用途。但要进一步作为超高纯石英砂，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作酸浸处理，根据不同的工业用途对石英砂不同杂质矿物的要求，进行不同浓度、配比的混合酸酸浸处理。

　　5. 石英砂加强药效强力擦洗-分级脱泥-磁选提纯工艺流程。对现有擦洗设备的结构改进，通过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SiO2≥99.8%，FeO3≤0.023%，Al2O3≤0.05%的优质精制石英砂。达到了一级光学玻璃用砂的要求。

　　在实际选矿过程中，石英砂提纯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工艺流程，以争取理想的技术、经济效益。