2023-12-21 来源:鑫海矿装 (945次浏览)
石英是玻璃、建筑材料、电子材料等领域的主要原料,石英纯的纯度越高,应用领域越高端。若想获得高纯度的石英砂精矿,其提纯工艺流程很重要。本文以某高纯石英砂提纯案例介绍去工艺流程,并附相关工艺流程图。
该石英砂矿石的石英颗粒一般较干净, 含少量细小包裹体,除石英砂外,还含有少量赤铁矿、褐铁矿、钛铁矿、石榴子石 , 微量蒙脱石、水黑云母等。
其中主要影响石英砂纯度的杂质成分是Fe、Ti、Al、Ca 的化合物,如赤铁矿、褐铁矿、钛铁矿、石榴子石、水黑云母、蒙脱石、伊利石等。其中石榴子石由于其硬度较大, 粉碎后仍呈连生体存在。
由于石英砂矿物中铁杂质存在弱磁性特点,可采用磁选法与石英砂直接分离;而赤、褐、钛铁矿硬度与石英接近, 粉碎后只有少量单体颗粒, 绝大部分仍与石英呈连生体形态存在, 也可采用磁选使其与石英砂分离;对于蒙脱石、水黑云母、伊利石等,随着矿石被粉碎会被富集于细粒中,可通过擦洗来去除。基于该石英砂中存在的各种杂质矿物,最终通过选矿试验,为其设计了原矿-粗碎-手选-细碎-分级-磁选-浮选-酸浸-洗涤-脱水-干燥工艺流程。
高纯石破碎阶段,先采用颚式破碎机进行粗碎,碎后产物由皮带运输机传送,过程中需人工手选合理大力度石英砂,剩余矿物则由运输机送至细碎环节,采用对辊破碎机完成细碎。
分级采用圆振动筛完成,筛上物返回至细碎作业中再碎,筛下物则直接进入磁选环节。
采用干式磁选机进行初选,以去除石榴子石、赤铁矿、褐铁矿、钛铁矿及其连生体颗粒。
浮选工序主要是除去石英中的云母及Fe2O3,采用H2SO4作调整剂, pH=2.5~3,石油磺酸钠作捕收剂,松醇油作起泡剂,经浮选机浮选后,云母去除70 %左右,Fe2O3含量降至0.013%以下。
该石英砂原矿经磁选、浮选后,其纯度已到达99.6 %以上,但浮选后的石英砂颗粒中,有害成分以斑点或包裹体形态连体在表面(20~40目粒级内部还有杂质),要想脱除此部分杂质,需进行酸洗处理。
酸浸流程为:混合酸Ⅰ浸-洗涤-混合酸Ⅱ浸-洗涤流程,其中混合酸Ⅰ为HCl:H2SO4=1:0.3 , 混合酸Ⅱ为HCl、H2SO4、HNO3、HF,HF浓度不能大于10%,并按以上顺序依次投酸入槽。
适宜的酸的浓度为:Ⅰ混合酸中石英砂∶混合酸∶水=100∶55∶45 ; Ⅱ混合酸中石英砂∶混合酸∶水= 100∶60∶50,适宜的酸浸温度为38~42 ℃。
石英砂经酸浸后,表面会粘附被溶解的可溶性杂质残液, 若不进行清洗,会影响其纯度,另外,在干燥时易释放出有害酸性气体。
其流程是将全部酸浸后的石英砂,用自来水(洗3次);针对Ⅱ酸浸后的洗涤,先将其洗涤接近中性后,再用去离子水洗涤3次,所有洗涤均采,20%固体浓度。
脱水的目的是为了块烘干的速度,所选用的设备一般根据脱水要求而定,该石英砂脱水环节采用了高效浓缩机+高频脱水筛进行浓缩脱水处理,最终石英砂含水量低至15%。
该石英砂选矿干燥环节,是在120℃高温下,干燥15~20min,最终获得高纯石英砂产品。
上述是某高纯石英砂提纯的工艺流程介绍,在实际选矿过程中,石英砂如何提纯,应根据石英砂矿石性质而定,因此可先通过选矿试验,分析其矿石性质,在针对性的定制石英砂提纯工艺流程。
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