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4008com手机版厂家小科普:石英砂如何提纯?

2021-06-24

  在自然界中,以石英砂岩、石英岩和脉石英存在。石英砂岩是固结的碎屑岩石,石英碎屑含量达95%以上。在我国,石英砂矿藏分布相当广博。

  但是,石英砂中虽然主要成分是二氧化硅,但是天然石英砂矿中还含有氧化铁、粘土、云母和有机杂质,且天然石英矿石表面一般有一层铁水形成膜,所以对于很多需要石英砂的精密行业来说,石英砂的选矿提纯是不可或缺的。目前,提纯石英砂的方法主要分为两大类:物理法和化学法。

  一、物理法

  1. 色选法

  根据物料光学特性的差异,利用光电探测技术将颗粒物质分选出来。色选法的主要作用是将杂色矿分选出来,或在前期将石英块按颜色差异进行分选。

  2. 水洗和分级脱泥法

  由于石英砂矿石开采过程中会连带起大量的粘土矿物,所以要用到这种方法。这种方法是作为矿石入选前的预处理方法,应用较早,也很普遍。伴随着石英砂颗粒变细,其中二氧化硅的品味随之降低,而铁质和铝质等杂质反而升高,所以对矿物进行水洗脱泥非常有必要。

  3. 擦洗法

  擦洗是借助机械力和沙粒间的摩剥力来去除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。

  4. 磁选法

  磁选可以大限度的去除石英砂颗粒内含有的杂质。可以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。伴随磁选次数的增加,含铁量会逐渐减少,但是一定程度之后,即使加大磁场,含铁量也不会有太大变化。石英砂的粒度越细,除铁效果越好,因为细粒石英砂中含铁杂质矿物量高。

  5. 浮选法

  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。

  6. 超声波法

  超声波清洗矿物表面的原理是将超声波引入清洗液中,在清洗液中产生强烈的空化作用,空化作用产生强大的机械力,剥离附着在矿物表面的杂质。超声波振动的频率和矿物在超声波作用区的停留时间取决于表面矿物的性质及其与主要矿物的结合强度。在超声波的作用下,矿物表面的薄膜和其他杂质解离,以细泥的形式进入液相,并通过洗涤和脱水除去。

  该方法不仅可以去除石英表面的杂质,还可以去除不均匀的零件、微小的间隙和杂质,从而保证高纯度的清洗效果。为了提高超声波清洗效果,可以加入少量试剂(如碳酸钠)和表面活性剂(如水玻璃)。

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  二、化学法

  1. 酸反应法

  用盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、氟硅酸、草酸、柠檬酸、醋酸等的单种酸液及各种搭配的混合酸液对石英进行处理,使杂质发生反应进入溶液。也有资料上提及用酸蒸汽或植物混酸对石英进行处理。

  2. 络合反应法

  中性条件下使用各种铵盐:如硫酸铵、氯化铵、醋酸铵,或弱酸性条件下使用柠檬酸铵对石英进行处理。中性或弱碱性环境中使用其它络合试剂,如柠檬酸盐、EDTA钠盐。利用络合试剂的络合能力夺取杂质离子进入溶液,从而避免使用强酸强碱。

  3. 熔盐煅烧高温焙烧掺杂提纯法

  利用无机盐高温熔化或高温加热时强的反应活性与石英中杂质反应生成易溶于水或酸的物质。如硫酸氢钾熔盐,氯化钠、氯化钙、氯化镁的高温单质或混合物熔盐法,或掺入硝酸钠或硝酸铝杂质与石英高温反应,或氯化铵与石英混合后再加热至铵盐的分解温度以上。

  除了以上的方法,研究表明,黑曲霉菌株能去除石英砂中的铁,但处理时间较长。各种物理机械方法和化学方法可以使用或组合使用来从石英砂中除铁,它们的效率在很大程度上取决于矿物原料的性质。

  现在对于石英砂的提纯技术越来越先进,在实际应用中,由于石英砂所含杂质的数量和种类不同,只使用一种方法就可以生产合格砂的情况是少见的。一般都需要多种方法配合使用。

  高纯度的石英砂一直是大家所追求的,随着技术的逐步发展,国内的石英砂提纯的提高,也使得石英砂的时代即将到来。


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