【石英砂提純】高純石英砂磁選-浮選-酸浸工藝流程介紹

石英產(chǎn)品在高新技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如電子材料、二氧化硅薄膜材料、光纖通訊電纜材料、石英坩堝、石英玻璃、半導(dǎo)體用硅等，這些高性能材料對原料質(zhì)量要求嚴(yán)格，需要較高純度的二氧化硅。國內(nèi)外一般采用天然水晶石作為這些材料的原材，但由于天然水晶石原料短缺，且價格昂貴，需求價格低廉、品質(zhì)優(yōu)質(zhì)的高純石英砂是解決此問題的途徑之一。本文將為您介紹一種高純石英砂提純工藝，即石英砂磁選-浮選-酸浸工藝流程。

一、高純石英砂磁選工藝

影響石英純度的雜質(zhì)主要有賦存鋁元素的黏土礦石和鐵的氧化物。其中，鐵的氧化物主要包含是鐵礦和褐鐵礦，由于這類礦物的硬度與石英接近，在粉碎過程中難以實(shí)現(xiàn)單體解離，大多數(shù)都是與石英顆粒呈現(xiàn)連體形態(tài)，因此采用磁選分離的方法可有效去除這一類雜質(zhì)。

進(jìn)行磁選時，一般選用濕式強(qiáng)磁選方法進(jìn)行初選，可盡可能地清除包括連體顆粒以及包裹體在內(nèi)的赤鐵礦、褐鐵礦、水黑云母。另外，為了提高分離效果，磁選時應(yīng)注意給礦濃度、磁場強(qiáng)度和沖洗水量。

二、高純石英砂浮選工藝

如上所屬，黏土礦物也是影響石英純度的雜質(zhì)之一。當(dāng)?shù)V石中向蒙脫石、水黑云母、伊利石等礦物隨著粉碎和分級脫泥，部分黏土雜質(zhì)可以隨著泥化而去除，但還存在一些不具水化特點(diǎn)的片狀結(jié)構(gòu)成分。處理這種雜質(zhì)時，可采用云母浮選工藝進(jìn)行分離。采用云母浮選分離法時，一般根據(jù)礦物原料的性質(zhì)可以分為兩種方法：

方法一：在堿性礦漿中，采用陰離子捕收劑，通過正浮選可直接選出石英，云母進(jìn)入尾礦。

方法二：在酸性礦漿中，采用陽離子捕收劑，通過反浮選選出云母，尾礦石英則進(jìn)行回收。

這兩種方法都是根據(jù)石英與云母表面物化性質(zhì)差異，在選礦藥劑作用下表現(xiàn)出對氣泡的不同親和力。前者更適用于結(jié)構(gòu)較為簡單的低品位石英原料，而后者更適用于高品位石英原料的浮選。同時，浮選時應(yīng)控制浮選藥劑的用量，捕收劑和起泡劑用量組合，盡量使其在浮選過程呈現(xiàn)互補(bǔ)的作用，這樣可以增加精礦產(chǎn)率，雜質(zhì)去除效果較好。

三、高純石英砂酸浸工藝

經(jīng)過磁選和浮選分離之后，原礦中賦存較多雜質(zhì)的集合體顆粒已經(jīng)基本被清除，但還存在一些有害成分一半點(diǎn)或者包裹體的形態(tài)存在于石英顆粒上。為了去除這類有害雜質(zhì)，需要對石英進(jìn)行酸浸處理。因?yàn)槭⒛退幔℉F除外），其他則會被酸溶解成可溶性化合物，從石英顆粒上脫離于液體中，然后經(jīng)過固液分離和凈水洗滌進(jìn)行去除。由于有害成分大都以礦物集合體的形式存在，可采用混酸酸浸，產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)具有更強(qiáng)的溶解雜質(zhì)的作用。

另外，進(jìn)行酸浸時需要注意一下幾個方面：

酸液濃度：當(dāng)酸液濃度過低時，除雜效果不明顯且產(chǎn)量低、耗時長；當(dāng)酸液濃度過高時，不但相應(yīng)提純成本增加，而且酸液會加劇設(shè)備腐蝕，石英洗滌次數(shù)增加，同時還會造成洗滌水排放治理困難等問題。因此需要嚴(yán)格控制酸液的濃度，避免造成原材料和設(shè)備的損失。

反應(yīng)溫度：冷酸處理需要較長的時間，而熱酸可加快雜質(zhì)的溶解速度。對酸液進(jìn)行加溫時，應(yīng)根據(jù)酸液的種類。硫酸熱穩(wěn)定性較好，適宜在高溫條件處理；鹽酸具有易氣化和便于回收的特點(diǎn)，因此酸浸溫度可適當(dāng)降低。

酸浸時間：適當(dāng)?shù)乃峤r間可保證酸與雜質(zhì)進(jìn)行充分的反應(yīng)。一般情況下，隨著時間的延長，除雜效果逐漸提高。反應(yīng)最初效果較為明顯，但隨著酸液濃度的降低，雜質(zhì)溶解速度降低，因此酸浸時間不易過長，3-12小時內(nèi)效果較好。酸浸反應(yīng)過程中，可加強(qiáng)攪拌，一方面增加酸液與石英顆粒表面接觸的機(jī)會，另一方面。顆粒之間的相互碰撞和摩擦可使溶解出來的雜質(zhì)不沉積字石英顆粒表面，有利于提高酸浸除雜效果。

四、高純石英砂洗滌工藝

經(jīng)過酸浸處理的石英砂粒表面沾有殘液進(jìn)和被浸出的可溶性雜質(zhì)，由于在干燥環(huán)境下，酸性液體受熱蒸發(fā)會釋放出有害氣體，污染環(huán)境和腐蝕設(shè)備，同時表面的可溶性雜質(zhì)會降低二氧化硅的純度，所以需要對酸浸后的石英砂進(jìn)行洗滌處理。

洗滌是一個擴(kuò)散的過程，洗滌過程中可進(jìn)行攪拌來提高擴(kuò)散的速度，利于提高洗滌效果。因?yàn)槭⑸盀槊軐?shí)顆粒，其污染只發(fā)生在顆粒表面，因此可先用凈水洗滌，當(dāng)呈中性時，可使用離子水沖洗，脫除凈水。

以上即為高純石英砂磁選-浮選-酸浸工藝。當(dāng)使用硅石提取高純度石英砂時，需要注意原料、選礦技術(shù)的選擇。因此，為選擇高效的選別工藝流程，對原料需要進(jìn)行選礦試驗(yàn)分析，確定礦石成分、特點(diǎn)。鑫海礦裝可為您提供石英砂礦業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)，包含選礦試驗(yàn)、選礦工藝設(shè)計、成套設(shè)備生產(chǎn)與采購以及后續(xù)的運(yùn)輸和安裝。如有需要，歡迎咨詢。