2023-04-26 来源:鑫海矿装 (1085次浏览)
石英砂是光纤通讯、微电子、太阳能等领域的重要原材料,若应用于其中,需对石英砂进行选矿提纯,但石英砂矿物中杂质类型较多,若杂质元素较多,将会影响其性能品质。若铁杂质较多,会影响石英砂的光透率和电导率;钾、钠等碱金属杂质含量较多,则会降低石英砂制品的耐高温性能,因此,石英砂除铁很有必要。
目前,石英砂提纯除铁方法主要有磁选、酸洗、浮选等,其中磁选除铁应用为多。那么在磁选除铁过程中,有哪些因素会影响其效果呢?下面我们一起来了解!
磁选前石英砂中铁含量与粒径负相关;铁去除率与粒径正相关,且粒径较大时,铁去除率上升较快,随着粒径减小,铁去除率趋于平缓,粒径150~180m时上限去除率24.9%,是425~880m时去除率的2.8倍。细化矿石的粒度,可以促使铁和其它矿物颗粒分离,提高其纯度,但粒径进一步变小,磁选去除率不再提高,分离效果减弱。
在石英砂酸洗过程中,若单独使用硝酸酸洗,铁去除率很低;二元酸(盐酸+氢氟酸)去除率为58.1%,仅次于三元混酸67.7%去除率,但盐酸和氢氟酸单独使用时,会有较好的效果。
如图显示,三元混酸酸洗除铁效果很好。其中,盐酸具有良好的金属溶解能力,且对铁离子有络合性;硝酸能有效的氧化金属元素生成可溶性盐,但单独使用时效果并不理想;氢氟酸对二氧化硅、云母、长石等有较好的溶蚀作用,加入氢氟酸可明显提升除铁效果;混酸酸洗可产生协同效应,有利于提高杂质去除效率。
在不同温度下酸洗铁去,铁去除率随着时间延长而变大,酸洗温度较高时去除率较大,且去除率曲线短时间内上升较快,随后趋于平缓。
当90℃水浴时,酸洗180min时达到拐点,反应至360min,铁去除率上限值达88.3%,此时铁杂质含量为24.76g/g;当在20、40、60、75和90℃下反应至1440rain时,铁去除率分别是27.4%、48.5%、81.5%、84.8%和87,其中60、75和90℃反应至1440rain铁去除率相近,60℃铁去除率比40℃铁去除率提高了33%,而75℃铁去除率只比60℃时提高3.3%。由此可知,酸洗温度的提升会加快反应速率和提高铁去除率,但这种提升效果会随着温度的增高趋于减弱。
铁去除率随着时间延长和酸浓度增高而变大,我们可将铁去除率曲线分为三个阶段:
10~60min斜率较大,反应激烈;
60~360min斜率减小,反应放缓;
360~1440min斜率趋近零,反应极其缓慢。
当酸洗反应至1440min时,酸浓度由1:1到1:4铁去除率分别为87.1%、84.3%、81.5%、66.4%和63.3%,酸浓度1:1时去除率高,且酸浓度1:1到1:2三个浓度下铁去除率接近,酸浓度1:3和1:4去除率接近,对比于酸浓度1:3、1:2时有较大提升率。酸液浓度增大会推动反应的正向进行,激活更多的活化分子,提升除铁率,但浓度过高会迅速生成产物层限制反应进行,铁去除率增幅变缓。
以上便是石英砂磁选除铁时的四大影响因素,在实际选矿厂中,石英砂除铁应进行选矿试验分析,然后根据其铁杂质特点设计适合的石英砂除铁工艺方案,规避各种影响因素,以提高石英砂纯度,提高选矿厂经济效益。