【石英砂提纯】高纯石英砂磁选-浮选-酸浸工艺流程介绍

石英产品在高新技术领域应用广泛，如电子材料、二氧化硅薄膜材料、光纤通讯电缆材料、石英坩埚、石英玻璃、半导体用硅等，这些高性能材料对原料质量要求严格，需要较高纯度的二氧化硅。国内外一般采用天然水晶石作为这些材料的原材，但由于天然水晶石原料短缺，且价格昂贵，需求价格低廉、品质优质的高纯石英砂是解决此问题的途径之一。本文将为您介绍一种高纯石英砂提纯工艺，即石英砂磁选-浮选-酸浸工艺流程。

一、高纯石英砂磁选工艺

影响石英纯度的杂质主要有赋存铝元素的黏土矿石和铁的氧化物。其中，铁的氧化物主要包含是铁矿和褐铁矿，由于这类矿物的硬度与石英接近，在粉碎过程中难以实现单体解离，大多数都是与石英颗粒呈现连体形态，因此采用磁选分离的方法可有效去除这一类杂质。

进行磁选时，一般选用湿式强磁选方法进行初选，可尽可能地清除包括连体颗粒以及包裹体在内的赤铁矿、褐铁矿、水黑云母。另外，为了提高分离效果，磁选时应注意给矿浓度、磁场强度和冲洗水量。

二、高纯石英砂浮选工艺

如上所属，黏土矿物也是影响石英纯度的杂质之一。当矿石中向蒙脱石、水黑云母、伊利石等矿物随着粉碎和分级脱泥，部分黏土杂质可以随着泥化而去除，但还存在一些不具水化特点的片状结构成分。处理这种杂质时，可采用云母浮选工艺进行分离。采用云母浮选分离法时，一般根据矿物原料的性质可以分为两种方法：

方法一：在碱性矿浆中，采用阴离子捕收剂，通过正浮选可直接选出石英，云母进入尾矿。

方法二：在酸性矿浆中，采用阳离子捕收剂，通过反浮选选出云母，尾矿石英则进行回收。

这两种方法都是根据石英与云母表面物化性质差异，在选矿药剂作用下表现出对气泡的不同亲和力。前者更适用于结构较为简单的低品位石英原料，而后者更适用于高品位石英原料的浮选。同时，浮选时应控制浮选药剂的用量，捕收剂和起泡剂用量组合，尽量使其在浮选过程呈现互补的作用，这样可以增加精矿产率，杂质去除效果较好。

三、高纯石英砂酸浸工艺

经过磁选和浮选分离之后，原矿中赋存较多杂质的集合体颗粒已经基本被清除，但还存在一些有害成分一半点或者包裹体的形态存在于石英颗粒上。为了去除这类有害杂质，需要对石英进行酸浸处理。因为石英耐酸（HF除外），其他则会被酸溶解成可溶性化合物，从石英颗粒上脱离于液体中，然后经过固液分离和净水洗涤进行去除。由于有害成分大都以矿物集合体的形式存在，可采用混酸酸浸，产生的协同效应具有更强的溶解杂质的作用。

另外，进行酸浸时需要注意一下几个方面：

酸液浓度：当酸液浓度过低时，除杂效果不明显且产量低、耗时长；当酸液浓度过高时，不但相应提纯成本增加，而且酸液会加剧设备腐蚀，石英洗涤次数增加，同时还会造成洗涤水排放治理困难等问题。因此需要严格控制酸液的浓度，避免造成原材料和设备的损失。

反应温度：冷酸处理需要较长的时间，而热酸可加快杂质的溶解速度。对酸液进行加温时，应根据酸液的种类。硫酸热稳定性较好，适宜在高温条件处理；盐酸具有易气化和便于回收的特点，因此酸浸温度可适当降低。

酸浸时间：适当的酸浸时间可保证酸与杂质进行充分的反应。一般情况下，随着时间的延长，除杂效果逐渐提高。反应最初效果较为明显，但随着酸液浓度的降低，杂质溶解速度降低，因此酸浸时间不易过长，3-12小时内效果较好。酸浸反应过程中，可加强搅拌，一方面增加酸液与石英颗粒表面接触的机会，另一方面。颗粒之间的相互碰撞和摩擦可使溶解出来的杂质不沉积字石英颗粒表面，有利于提高酸浸除杂效果。

四、高纯石英砂洗涤工艺

经过酸浸处理的石英砂粒表面沾有残液进和被浸出的可溶性杂质，由于在干燥环境下，酸性液体受热蒸发会释放出有害气体，污染环境和腐蚀设备，同时表面的可溶性杂质会降低二氧化硅的纯度，所以需要对酸浸后的石英砂进行洗涤处理。

洗涤是一个扩散的过程，洗涤过程中可进行搅拌来提高扩散的速度，利于提高洗涤效果。因为石英砂为密实颗粒，其污染只发生在颗粒表面，因此可先用净水洗涤，当呈中性时，可使用离子水冲洗，脱除净水。

以上即为高纯石英砂磁选-浮选-酸浸工艺。当使用硅石提取高纯度石英砂时，需要注意原料、选矿技术的选择。因此，为选择高效的选别工艺流程，对原料需要进行选矿试验分析，确定矿石成分、特点。鑫海矿装可为您提供石英砂矿业全产业链服务，包含选矿试验、选矿工艺设计、成套设备生产与采购以及后续的运输和安装。如有需要，欢迎咨询。