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作者:巩义市盛世净水材料有限公司时间:2024-06-29 10:32:10
石英砂属非金属矿物,用途非常广泛,在玻璃制品、建材、防水防腐材料等传统领域及技术产业(如:电子材料、光纤通讯、SiO2薄膜材料等)领域都有应用。其中技术产业是新兴产业,发展前景高,但是该领域对石英砂的纯度要求非常苛刻,一般要求SiO2含量大于99. 99%,杂质尤其是铁的杂质被限制在很低的范围内,因此石英砂除铁很有必要。
目前,常见的石英砂除铁方法有机械擦洗除铁法、磁选除铁法、浮选除铁法、酸浸除铁法、重选除铁法、超声波清洗法、微生物除铁法等。
一、石英砂机械擦洗除铁法
机械擦洗方法主要借助机械的外力及矿物间的碰撞、摩擦的方法,去除石英砂表面的薄膜铁和粘附在石英砂表面的含铁矿物。其擦洗方法有两种,一种是机械擦洗法,另一种是棒磨擦洗法。
机械擦洗法:一般砂矿的擦洗浓度在50%~60%之间效果为宜,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,否则会造成设备过磨损。
棒磨擦洗法:该方法需采用加药强力擦洗,搭配合理的工艺及设备,效果较好。其中药剂能够增大杂质矿与石英表面的电斥力,进而强化了两者间的分离。
该种除铁方法可使终产品达到浮法玻璃对硅砂的质量要求,且质量好、产量大。
二、石英砂磁选除铁法
石英属非磁性矿物,在磁场中不易被磁化。而铁杂质(赤铁、磁铁、褐铁、针铁矿等)大部分都是磁性矿物,可被磁化。因此磁选法除铁主要是利用这一性质上的差异,除去了石英砂中的这些铁杂质矿物。
石英砂磁选除铁法可分为湿式磁选和干式磁选两种方法。
湿式磁选法:对于弱磁性矿物(如赤铁矿、褐铁矿和黑云母等),可利用湿式强磁选机,在10000奥斯特以上,能大限度地清除(包括连生体在内)杂质矿物,其次数越多,石英砂粒度就越细,效果也越好。但湿式强磁选机的耗电量大、易磨损、成本高,且生产过程中用水量较大。
对于强磁性铁矿石(磁铁矿)则适于用弱磁机或中磁机除杂,效果较好。
干式磁选法:多采用干式强磁机进行除杂,其工艺操作方便,运行和维修成本比湿式磁选机低。
三、石英砂浮选除铁法
石英砂浮选除铁方法是以氢氟酸为活化剂,在强酸性条件下(pH2~3)采用胺类阳离子捕收剂进行浮选。浮选铁时可用NaOH抑制被金属离子活化的石英。方法可分为有氟有酸法、无氟有酸法和无氟无酸法。
有氟有酸法:该方法容易控制、浮选效果好,浮选指标较稳定,但氟离子的存在,对周边土地及环境造成了很大的破坏。
无氟有酸法:该方法生产指标稳定,对周边土地及环境无伤害,但因强酸,腐蚀性较强,因此对浮选机的要求较高。
无氟无酸法:该方法是在自然pH条件下,通过对阴阳离子捕收剂的合理调配,创造一个独特的高浓度矿浆浮选环境,达到优先浮选杂质矿物的目的。但该方法对原砂处理及矿浆环境的要求较高,目前应用并不广泛。
四、石英砂酸浸除铁法
石英砂不溶于酸(氟化氢除外),而含铁杂质矿物能被酸溶解,基于此特点,采用酸浸法能有效从石英砂中去除铁杂质。除此外,还能去除使用中的非金属杂质。酸浸法常见的酸类有硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸等。
一般,在石英砂中存在的有害成分是以矿物集合体形式存在,单一酸浸出效果不好,多采用混合酸浸出法。
需注意的是,各种酸的配比、加入顺序、温度、酸浸时间、矿物粒度及矿浆搅是否均匀等都会对杂质矿物的去除有较大影响。
五、石英砂重选除铁法
重选通常可以有效地用于石英砂的整个粒径范围。当石英砂中的铁主要以重矿物(相对密度>2.9)形式存在时,应首先考虑重选。但对于混合颗粒、片状颗粒、轻矿物颗粒和中等密度矿物,重选难度较大。
六、超声波清洗法
超声波除铁主要是去除颗粒表面的二次铁膜。用超声波技术处理10分钟,其除铁率一般可达46%~70%。为提高超声波清洗效果,可加入少量试剂(如碳酸钠)和表面活性剂(如水玻璃)。超声波除铁目前对于石英砂的选矿成本相对较高,在大型选矿厂应用尚有一定难度,但对于纯度要求高的,低产量是可以的。
七、微生物除铁法
石英砂颗粒表面薄膜铁或浸铁微生物浸出是一种除铁新技术,目前处于实验室和小试研究阶段。微生物黑曲霉浸出对除铁有很好的效果。Fe2O3去除率高达88.8%,石英砂中Fe2O3品位低至0.008%。
以上便是七种常见的石英砂除铁方法,无论哪种除铁方法,均需根据石英砂矿石性质、选矿厂条件及投资预算成本等多重因素来决定,因此,想要选择适合自己选矿厂的除铁工艺,需进行选矿试验,通过实验结果进行针对性地选择,才能获得理想的技术、经济效益。
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