石英砂是一種重要的工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于石英玻璃、陶瓷、冶金、化工等領(lǐng)域。隨著工業(yè)的發(fā)展，對(duì)高純度的石英砂的需求量也在逐年增加。為此，我們深化了對(duì)石英砂提純工藝的研究。

石英中的雜質(zhì)主要為氧化鐵及氧化鋁等金屬氧化物，其中，部分以氧化膜的形式附著在石英顆粒表面，有的則以黏土礦物(如高嶺土、伊利石、云母等)的形式混入。因此，石英砂提純方法及工藝流程的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展也主要體現(xiàn)在對(duì)鐵質(zhì)和鋁質(zhì)的有效脫除上。石英提純工藝主要分為初提純和精提純兩大類，高品位礦石初提純常采用的是磁選法和浮選法。精提純主要是采用化學(xué)方法進(jìn)行，使物料中雜質(zhì)組份的化學(xué)組成發(fā)生變化，并進(jìn)行分離。

一、石英初提純選礦工藝

1、擦洗

擦洗是借助機(jī)械外力和砂粒間的碰撞與摩擦來(lái)除去石英砂表面的薄膜鐵及粘附在石英砂表面的含鐵礦物，從而達(dá)到除鐵的目的。目前，擦洗技術(shù)主要是棒磨擦洗和機(jī)械擦洗。與其它除鐵工藝相比較該工藝具有以下特點(diǎn)：一是產(chǎn)品質(zhì)量好、可以達(dá)到浮法玻璃對(duì)優(yōu)質(zhì)硅砂的質(zhì)量要求；二是產(chǎn)量大。但除鐵率相對(duì)較低。

2、磁選

磁選工藝可以盡可能地清除包括連生體顆粒在內(nèi)的赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母等弱磁性雜質(zhì)礦物。強(qiáng)磁選通常采用濕式磁選機(jī)或高梯度磁選機(jī)。

磁選次數(shù)和磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)磁選除鐵效果有重要影響，隨磁選次數(shù)的增加，含鐵量逐漸減少；而一定的磁場(chǎng)強(qiáng)度下可除去大部分的鐵質(zhì)，但此后磁場(chǎng)強(qiáng)度即使提高很多，除鐵率也無(wú)多大變化。另外，石英砂粒度越細(xì)，除鐵效果越好，其原因是細(xì)粒石英砂中含鐵雜質(zhì)礦物量高的緣故。

3、浮選

浮選法可分為三種：第一種是有氟有酸法。這種方法因其浮選效果好、容易控制、指標(biāo)穩(wěn)定而被廣泛采用。但氟離子對(duì)土地的侵蝕作用及對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的破壞很大。第二種是無(wú)氟有酸法。這種方法的大優(yōu)點(diǎn)是避免使用對(duì)環(huán)境有破壞性作用的氟離子，生產(chǎn)指標(biāo)穩(wěn)定，但強(qiáng)酸對(duì)選礦設(shè)備的腐蝕作用不容忽視。對(duì)浮選設(shè)備（浮選機(jī)）有較高要求。第三種是無(wú)氟無(wú)酸法。

二、石英精提純選礦工藝

一般而言，經(jīng)過(guò)初提純，石英砂中SiO2含量可達(dá)99.3%～99.9%。要獲得更高的純度，需進(jìn)行精提純。

1、酸浸

酸浸是利用石英不溶于酸(HF除外)，其他雜質(zhì)礦物能被酸液溶解的特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)石英的進(jìn)一步提純。酸浸常用酸類有硫酸、鹽酸、硝酸、醋酸和氫氟酸。還原劑有亞硫酸及其鹽類等。上述酸類對(duì)石英中的非金屬雜質(zhì)礦物均有較好的去除效果。經(jīng)過(guò)酸浸處理后的石英砂，可獲得純度達(dá)99.99%的高純和超高純石英砂。

2、微生物浸出

用微生物浸出石英砂顆粒表面的薄膜鐵或浸染鐵，是近發(fā)展起來(lái)的一種除鐵技術(shù)。目前，微生物除鐵處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，規(guī)模化生產(chǎn)尚需進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

通過(guò)上述的擦洗、磁選、浮選、酸浸等一系列工藝生產(chǎn)的高純石英砂，已基本滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求。制備高純石英砂，重點(diǎn)是浮選和酸浸處理，特別是浮選藥劑和酸浸時(shí)酸的選擇；隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，無(wú)氟浮選工藝和藥劑的研究是今舌研究的重點(diǎn)。

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