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石英砂除鐵方法

發表作者:admin 發表日期:2017-08-24

    石英砂除鐵方法

    石英砂是一种重要的非金属矿物原料,用途广泛。而石英砂铁元素的含量直接影响到产品的质量,本文综述了機械擦洗除鐵、磁選除鐵、超聲波除鐵、浮選除鐵、酸浸除鐵、微生物除鐵等方法优缺点。随着微电子、光电等行业的发展,高純石英砂的优良性能使其他粉末无法替代的,市场前景极为广阔。

    石英砂又稱矽砂,是一種重要的非金屬礦物原料,廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶金、建築、化工、塑料、橡膠、磨料等工業。鳳陽石英砂主要用于制造玻璃,而石英砂中鐵元素的含量直接影響到産品的質量,高新技術領域對石英砂的純度要求即爲苛刻:一般要求SIO2含量大于99.99%,雜質含量,尤其是鐵雜質含量,被限制在很低的範圍內,因此在生産過程中提高石英砂的品味降低鐵元素的含量就顯得非常重要。

    鳳陽石英砂中,主要礦物是石英,另外還含有一些其他雜質礦物,其中含鐵元素的雜質礦物有:赤鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦等。這些含鐵雜質或鑲嵌于石英顆粒中,或附于石英表面。由于這些含鐵雜質的存在大大降低了是石英砂的使用價值,影響産品的質量,如在玻璃生産中,含鐵雜質對玻璃的生産和質量都會産生較大的危害,特別是對玻璃熔制過程中的熱力學性質和玻璃成品的透光性。目前用于除鐵技術主要有以下方法:

    1.機械擦洗除鐵

    機械擦洗是借助機械外力和砂粒間的碰撞與摩擦來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,從而達到除鐵的目的。目前,擦洗技術主要是棒磨擦洗和機械擦洗。與其它除鐵工藝相比較該工藝具有以下特點:一是産品質量好、可以達到浮法玻璃對優質矽砂的質量要求;二是産量大。現在一些小規模的生産企業和加工企業使用這種方法除鐵的較多,因爲它成本低操作簡單,但除鐵率相對較低。

    2.磁選除鐵

    磁选分为干选和湿选。干选和湿选两种工艺进行比较发现,湿式强磁选存在磁选机耗电量大、介质易磨损、生产用水量大、运行和维修成本高等缺陷。干式强磁选工艺操作方便,运行和维修成本比湿式低。在磁选工艺中,湿式强磁选机可以最大限度地清除包括连生体颗粒在内的赤铁矿、褐铁矿和黑云母等弱磁性杂质矿物。一般二样,对含杂以弱磁性杂质矿物为主的石英砂,利用湿式强磁机在10000奥斯特以上可以选出;对含杂质以磁铁矿为主的强磁性矿物,则采用弱磁机或中磁机 进行选取效果比较好。在生产中采用湿式强磁机最佳可获得Fe2O3爲0.036%的優質石英砂精礦。濕式強磁選機除鐵效果受給料量、沖洗水量、磁場強度等參數英雄愛那個,其中以磁場強度影響最大。另外,磁選次數越多,石英砂粒度越細,除鐵效果越好。

    3.超聲波除鐵

    超聲波除鐵主要是除去颗粒表面的次生铁薄膜(即“薄膜铁”)。铁质薄膜结合牢固,在选矿中使用的机械擦洗方法不能使其分离出来。用超声波技术处理含“薄膜铁”的天然硅砂具有时间短效率高的特点。在处理十分钟时,除铁率一般可达46%-70%。在采用超聲波除鐵应注意及时排除废液,防止因二次粘附而降低除铁效果。超声波清洗与化学药剂(分散剂)相结合,除铁率可以提高15-30%。超聲波除鐵对于硅砂这种廉价资源来说,目前还显得比较昂贵,在大型选矿厂应用仍有困难,但用于那些要求纯度高、用量少的生产领域是可能的。

    4.浮選除鐵

    浮選法可分爲三種:第一種是有氟有酸法。這種方法因其浮選效果好、容易控制、指標穩定而被廣泛采用。但氟離子對土地的侵蝕作用及對周圍生態環境的破壞很大。第二種是無氟有酸法。這種方法的最大優點是避免使用對環境有破壞性作用的氟離子,生産指標穩定,但強酸對選礦設備的腐蝕作用不容忽視。對浮選設備有較高要求。第三種是無氟無酸法。在自然PH條件下,通過對陰陽離子捕捉劑的合理調配,創造一個獨特的高濃度礦漿浮選環境,達到優先浮選雜質礦物的目的。但由于這種方法對原砂處理及礦漿環境有較嚴格的要求,生産上不容易控制,目前未能得到廣泛應用。

    5.酸浸除鐵

    酸浸除鐵式利用石英不溶于酸(HF除外),含Fe的杂质矿物能被酸液溶解的特点,从而可以实现从石英砂中除去含铁矿物的目的。酸浸法常用酸类有硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸等。对Fe、AL、Mg的脱除,上述酸均有效果。研究发现盐酸对铁的去除效果比硫酸要好。一般来说使用硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸费用高,而且对环境影响大。

    外國學者F·維格裏奧等人使用草酸作浸出劑除去石英砂礦物中的鐵。這種方法是利用草酸與礦粒表面的Fe3+反應生成絡合物再溶于水,從而達到除鐵的目的,但這種情況下鐵的溶解機理有別于無機酸對鐵礦物的溶解。使用草酸除鐵主要優點在于,浸出時形成了可溶性絡合物,該絡合物在微生物和日光作用下均可被分解。另外用草酸除鐵對礦石的粒度有一定的要求,一般要求把礦石磨細到平均粒徑20um左右,在處理礦石3h以上,除鐵率可達80-100%。經過酸浸處理後,可獲得SIO2纯度达99.99%,Fe含量≤235ppm的高純石英砂。

    6.微生物除鐵

    用微生物浸除石英砂顆粒表面的薄膜鐵或浸染鐵是新近發展起來的一種除鐵技術,目前處于實驗室和小型試驗的研究階段。據國外研究結果表明,黑曲黴菌、青黴菌、梨型毛菌、假單胞菌類、杆菌類、多粘芽胞杆菌、乳酸小球菌等微生物對石英表面氧化鐵進行浸除時,均取得了較好的效果,其中以黑曲黴素菌浸除鐵效果最佳,Fe2O3的去除率最高大88.8%,石英砂中Fe2O3的品味低達0.008%。

    综上所述,不管是那种除铁方法,在石英砂提纯的整个工艺过程中,都有不可替代的作用。在实际应用中,往往是先用物理方法作预处理,如水洗和分级脱泥、擦洗、磁选、浮选和超声波法,除去大部分的杂质,再进行化学方法即酸浸法和络合法,进一步除去石英砂中的微量杂质。但是化学方法所使用的酸液对环境有着严重的污染,这就需要凯时APP正规网站寻求一种新的、无污染的提纯方法并结合化学、物理、机械化学、电磁(波)化学等专业知识,研究高純石英砂的提纯技术是今后重要的经济效益和社会效益。尤其是随着微电子、光电等行业的发展,高純石英砂的优良性能是其他粉末无法替代的,市场前景即为广阔。

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