石英砂选矿提纯工艺研究.doc

石英砂选矿提纯工艺研究一前言石英砂又称硅砂, 是一种常见的非金属矿物原料, 其应用领域十分广泛。我国的石英砂选矿提纯及深加工开发利用的比较晚, 并且主要用于建筑工业, 玻璃制造, 陶瓷工业和铸造工业, 这些领域的一个共同点就是石英砂的需求量大, 原料质量要求低。对于我国一些产地的优质石英砂而言, 基本上不经过选矿提纯或略经提纯, 即可满足工业用砂需求。目前, 国外以美国的石英砂选矿提纯技术最为先进, 特点是工业化产量大、装备专业化和生产自动化程度高, 其产品已发展到第六代(杂质总质量分数小于 8× 10 -6, 透明度为光学级)。经过选矿提纯制成的高纯和超高纯石英砂已广泛应用于航空航天、原子能技术、激光、光缆通讯、军工等高科技领域。随着科学技术的进步, 高科技用硅的需求量也将大量增加, 而天然水晶资源的日趋枯竭使得人们不得不将目光转向天然水晶的替代品—高纯和超高纯石英砂上。因此, 积极探求和推动石英砂选矿提纯技术的进步, 实现精制石英砂、高纯和超高纯石英砂的成本、大批量工业化生产、对弥补天然水晶资源的不足, 满足高科技用硅需求具有重要的现实意义。二石英砂选矿提纯方法石英砂提纯是除去石英砂中少量或微量杂质, 获得精制石英砂或高纯石英砂( 如电子级产品) 的高难度分离技术, 近年来, 国内外对石英砂提纯工艺研究主要围绕以下几个方面进行: 1 水洗、分级脱泥石英砂中的 SiO 2 的品位随着石英砂粒度的变细而降低,铁质和铝制等杂志矿物的品位则正好相反, 这种现象在含有大量粘土性质矿物石英砂中尤为明显。所以在入选前对石英砂原矿进行水选, 分级脱泥是非常必要的, 而且效果也是较为明显的。如江苏宿迁马陵山矿石英砂原矿化学组成为: SiO 2 % 、 Fe 2O 3 % 、 AL 2O 3 % ,其粒度组成中- 粒级含量为 % 。在对原矿进行预选水洗、分级脱泥后, SiO 2 的品位上升到 % , Fe 2O 3 降低至 % , AL 2O 3 降低至 % ,除杂提纯效果较为显著。水洗、分级脱泥作为一种矿石入选前的预处理方法, 应用的较早也很普遍, 但对于存在于石英砂表面的薄膜铁和粘连性杂质矿物,其脱除效果尚不显著。 2 擦洗擦洗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和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, 主要有棒摩擦洗和机械擦洗两种方法, 对于机械擦洗, 一般认为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,砂矿擦洗浓度在 50%-60% 之间效果最好, 而且在一定程度上反而加大了石英砂提纯的难度; 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, 因时间过长, 会加大设备磨损, 提高能耗和造成选矿提纯成本的增加。由于对于某些石英砂矿, 机械擦洗擦除效果不太理想, 因此, 在我国棒磨擦洗工业应用较为普遍和相对成熟。如对某地石英砂原矿经水洗、分级脱泥后+ 以上的石英砂进行棒磨擦洗, 结果表明, 经磨矿擦洗后, Fe 2O 3从 % 降低到 % ,铁的去除率达 % 。我们在对云南某地石英砂矿采用加药高效强力擦洗