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石英砂提纯的关键,别让这些关键因素成为你的盲点!

发表于:2024-06-27 17:59:32 作者:Lynn 浏览次数:613
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石英砂,作为一种关键的非金属矿物,因其出色的物理化学性质而被广泛应用于多个工业领域。然而,为了满足不同行业对石英产品纯度的高标准要求,须对含有杂质的原矿进行选矿提纯。在每一选矿阶段需要综合考虑多种因素,以确保石英砂精矿达到预期的质量。

1.擦洗、分级脱泥阶段的影响

擦洗和分级脱泥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、粘结及泥土等杂质矿物,并进一步擦碎未成单体的矿物集合体,再通过分级作业达到石英砂进一步提纯的过程。

影响擦洗和脱泥效果的因素包括石英砂的粒度、原矿中杂质矿物的种类及含量、擦洗机的结构特点、擦洗时间和擦洗浓度。

随着石英粒度变细,SiO2的品位降低,而铁质和铝质杂质的含量却升高,在含有大量粘土矿物的石英砂中尤为明显。然而,对于去除石英表面的薄膜铁和粘连性杂质矿物,擦洗和分级脱泥常采用螺旋擦洗机、滚筒筛、水力旋流器、脱泥斗和水力分级机等设备进行擦洗和分级脱泥,以提高处理的效果。

研究表明,擦洗浓度在50%-60%之间效果理想。擦洗时间应以满足产品质量要求为准,避免过长导致设备磨损和能耗增加。对于机械擦洗效果不理想的石英砂,采用棒磨擦洗是一个成熟的解决方案。

石英砂擦洗机

2.磁选阶段的影响因素

石英砂的磁选过程旨在去除如赤铁矿、褐铁矿等磁性杂质矿物,从而减少铁质含量,提高其使用价值和产品质量。

影响磁选效果的因素包括磁选次数、磁场强度和石英砂粒度。随着磁选次数的增加,含铁量逐渐减少;在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,除铁率也无显著变化。

另外,因为细粒石英砂中含铁杂质矿物量较高,所以石英砂粒度越细,除铁效果越好。

石英砂磁选机

3.浮选阶段的影响因素

浮选法是除去石英砂中长石、云母等非磁性伴生杂质矿。原矿性质和药剂选择及用量影响着石英砂浮选效果。

在有氟浮选过程中,使用阳离子捕收剂和氢氟酸活化剂,虽然浮选效果显著,但会产生对环境有害的含氟废水,需要经过处理才能排放。

无氟浮选利用石英和长石结构上的差异,通过合理调配阴阳离子混合捕收剂,利用它们不同的Zeta电位优先浮选出长石,实现有效分离,是一种更为环保的提纯方法。

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

石英砂浮选机

4.酸浸阶段的影响因素

酸浸是利用石英不溶于酸(HF除外),且其他杂质矿物能被酸液溶解的特点,进一步实现石英砂提纯的过程。其效果受到酸的种类、浓度、酸浸时间、温度及矿浆搅拌的影响。

不同酸对不同金属杂质的去除效果各异。单独使用硝酸酸洗,铁去除率很低;二元酸(盐酸+氢氟酸)的去除率为58.1%,而三元混酸的去除率可达67.7%。

混酸酸洗的协同效应显著提高了杂质去除效率,但需控制HF浓度一般不超过10%以避免石英溶解。稀酸对Fe和Al的去除效果显著,而较浓的硫酸、王水或HF对Ti和Cr的去除效果更佳。

使用硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸等混合酸进行酸浸脱除,可以显著提高石英砂的纯度。温度提升会加快反应速率和铁去除率,但效果随着温度的增高趋于减弱。因此,酸浸工艺应尽量降低酸的浓度、温度和用量,减少酸浸时间,以实现较低选矿成本下的高效提纯。

石英砂的选矿提纯是一个系统工程,涉及擦洗、分级脱泥、磁选、浮选和酸浸等多个阶段。每个阶段的效果都受到多种因素的影响,包括原矿性质、工艺参数、设备配置、药剂制度等。通过对这些因素的综合考虑,可以优化提纯工艺,提高石英砂的纯度,满足不同工业应用的高标准要求,从而提升选矿厂的经济效益。