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浅谈介绍石英砂提纯技术要点有哪些
来源:www.gzkyqshx.com 发布时间:2019/4/17 9:46:09

我国石英矿产资源丰富,分布广泛,但杂质种类较多,赋存状态复杂。贵州石英砂近年来,了解到石英砂净化和深加工技术的研究主要集中在矿物加工净化(物理、化学、生物和复合净化)、硅微粉加工(超细粉碎、球面处理)和表面改性等方面。

1. 物理净化

物理方法主要是通过水洗阶段脱泥、擦洗、磁选、浮选等方法去除石英砂中的杂质,也可以结合几种工艺进一步去除杂质。

(1)清洗-分级脱泥和擦洗

在石英砂的矿物加工过程中,小于0.1 mm的细粒度通常称为黏液。对于含有大量粘土和黏液的石英砂,随着粒度的增大,硅的品位逐渐降低,而铁、铝等杂质的含量增加。通过水洗和分级除泥,可有效提高产品质量。

对于石英砂表面的薄膜铁和黏附杂质,水洗分级除泥效果较差,需要砂粒之间的机械力和磨擦力来去除适合于砂子表面的薄膜铁和黏附杂质。分级脱泥后,可达到较好的除杂效果。

结果表明,棒磨损效果最好。棒材磨损的一般浓度在50% ~ 60%之间。棒的磨损时间应根据矿石的性质来确定,为了初期达到产品质量要求,时间不宜过长,以免造成能耗过高和设备的过度磨损。

另外,在擦洗的过程中通过添加助擦剂(如水玻璃),可降低矿物颗粒表面能,提高颗粒之间的电斥力,产生对细粒之间的分散和颗粒的分裂作用,从而起到助擦洗的作用。

2)超声波除铁法

贵阳石英砂厂家天然石英砂的颗粒表面容易受到含铁杂质的溶液污染,在表面形成铁质薄膜,造成天然石英砂含铁过高,难以除去的问题。在超声波作用下,石英颗粒表面的铁薄膜便会脱落下来,从而达到除铁等杂质的目的。

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3)重选、磁选和浮选

对于石英砂矿来说,常采用螺旋选矿机、溜槽、摇床等重选设备。

磁选法可一定程度的去除赤铁矿、褐铁矿及黑云母等铁钛杂质。

对于一些赋存在铁矿物颗粒中或赋存于黑云母、石榴石及角闪石等矿物颗粒中的铁杂质,以及赋存于长石中的铝杂质,最有效的去除方法是浮选法。目前浮选主要采用酸性条件,根据所使用的药剂不同可分为有氟浮选和无氟浮选。

但从工业生产来看,有氟浮选仍是最主要的浮选方法,其优势是提纯效果较好,技术成熟,但对设备的腐蚀作用较大,环境污染较为严重。

2、化学法提纯

提纯石英砂的化学方法主要为酸浸法,因其浸出效率高也是最常用的。相对于物理方法,化学法的成本要高,但是提纯效果要好,特别是对石英砂纯度要求较高的情况下,化学提纯更有效。

酸浸中常用的酸有硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸、草酸等。稀酸对铁、铝、镁等杂质去除效果好,而浓的硫酸、氢氟酸对钛、铬杂质去除效果好,因此在实际选矿中,混合酸对石英砂的提纯效果最佳。

草酸属于弱酸,对环境污染小,对设备的腐蚀作用少,且除铁效果明显。其反应机理是草酸与石英砂颗粒表面的铁等杂质反应生成几种络合物,从而脱离颗粒表面达到分离提纯的目的。

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此外,针对石英内部的包裹体杂质,通常采用高温氯化煅烧法去除,其原理是将石英加热到1000-1300℃,通入氯气和氯化氢混合气体,以去除气液包裹体里面的碱金属及碱土金属、过渡金属等杂质,经高温氯化后的石英砂纯度能达到99.99%以上。

3、微生物法提纯

微生物浸出是一种利用微生物的生理机能及其代谢产物经氧化、溶解及分解等作用使石英砂表面的杂质成分与石英母体分离的新型提纯方法。

由国外研究发现,使用黑曲霉、草分枝杆菌、青霉、多粘素杆菌等微生物浸出石英砂均有较好的提纯效果。

虽然微生物浸出具有更环保,更节能的除杂优势,但是其浸出时间长,浸出效率低等缺点制约了在工业上的应用。

4、联合提纯

由于不同地区的石英矿性质不同,所含杂质、嵌部粒度也不尽相同,因此,在对预处理后的石英砂进行进一步提纯制备时,需要根据石英砂本身的矿石性质采取不同的联合工艺流程,才能有针对性地除杂,得到高纯度的石英砂。

超细粉碎加工

随着高新技术领域的迅速发展,高纯石英粉作为填料材料在集成电路、催化剂、高档磨料、精细化工等领域显示出广阔的应用前景。

超细石英砂粉通常由高纯石英砂经熔融煅烧、超细粉碎、分级而成。

6. 球形化处理

球形石英粉又称球形二氧化硅粉,是以球形颗粒和二氧化硅为主要成分的非晶态石英粉材料。其制备方法包括火焰熔融法、等离子体加热炉法、化学合成法、水解法等。

目前,我国球形硅粉产品的纯度、粒度和产品质量稳定性仍远远落后于国外产品。

7. 表面改性

天然石英粉与高分子材料的亲和力较差。石英粉作为填料,经常分散不均,甚至结块,对产品质量影响很大。因此,需要对石英粉进行表面改性,使其具有活性。

硅烷偶联剂(氨基、环氧、甲基丙烯、三甲基、甲基、乙烯基)、铝酸盐偶联剂、钛酸酯偶联剂、硬脂酸络合 物偶联剂是石英砂表面化学改性常用的偶联剂,其中硅烷偶联剂主要使用。

随着科学技术的不断发展,对石英砂在下游应用市场的需求正变得越来越高,这不仅反映在纯度和粒度,而且低结晶度的方向,低放射性和球形,并逐步实现功能化、专业化和序列化根据不同用途。这必将迎来更高纯度的石英砂净化和深加工技术。发展的挑战和空间。