中國(guó)粉體網(wǎng)訊  石英砂又稱硅砂,是一種應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛的非金屬礦物原料。在石英砂中,主要礦物是石英,另外還常含有一些其它雜質(zhì)礦物,其中含鐵元素的雜質(zhì)礦物有:針鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、鈦鐵礦、磁黃鐵礦、電氣石、角閃石、黑云母等。這些含鐵雜質(zhì)或鑲嵌于石英顆粒中,或附于石英表面。由于這些含鐵雜質(zhì)的存在大大降低了石英砂的使用價(jià)值,影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

  石英砂除鐵方法

1 機(jī)械擦洗除鐵

機(jī)械擦洗是借助機(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。對(duì)于機(jī)械擦洗, 一般認(rèn)為影響擦洗效果的因素主要是來(lái)自擦洗機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和配置形式 ,其次為工藝因素, 包括擦洗時(shí)間和擦洗濃度。

2 磁選除鐵

石英砂中主要礦物——石英, 是反磁性物質(zhì) ,在磁場(chǎng)中不能被磁化。而石英砂中含鐵的雜質(zhì)礦物:赤鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦等,大部分都是磁性物質(zhì)在磁場(chǎng)中可以被磁化。在磁選工藝上就是利用這一性質(zhì)上的差異 ,通過(guò)磁選除去石英砂中的這些含鐵雜質(zhì)礦物。

3 超聲波除鐵

超聲波是一種依靠媒質(zhì)來(lái)傳播的高頻率 (頻率大于 20000Hz)聲波,它具有機(jī)械能,在傳播的過(guò)程中會(huì)與媒質(zhì)發(fā)生相互作用,產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)及空穴效應(yīng)。當(dāng)超聲波在水 (或溶液 )中發(fā)出時(shí) ,會(huì)產(chǎn)生許多壓縮 、膨脹區(qū)域 ,導(dǎo)致了無(wú)數(shù)微氣泡(空化泡 )的形成和破裂 ,這種情況被稱為空化現(xiàn)象 。在空化過(guò)程中,液體內(nèi)部壓強(qiáng)發(fā)生突變 ,從而伴有沖擊波,其壓力可達(dá)幾千至幾萬(wàn)個(gè)大氣壓。在這種沖擊波的作用下, 粘附在顆粒表面的含鐵雜質(zhì)便從顆粒表面脫落下來(lái)進(jìn)入液相 ,從而達(dá)到除鐵的目的。超聲波除鐵主要是除去顆粒表面的次生鐵薄膜(即“薄膜鐵 ”)。鐵質(zhì)薄膜結(jié)合牢固, 在選礦中使用的機(jī)械擦洗方法不能使其分離出來(lái)。用超聲波技術(shù)處理含 “薄膜鐵 ”的天然硅砂具有時(shí)間短效率高的特點(diǎn)。

4 浮選除鐵

浮選法主要是用來(lái)分離石英砂中的長(zhǎng)石 ,但也可以用來(lái)除去石英砂中的云母等粘土礦物以及次生鐵。最典型的工藝流程是以氫氟酸為活化劑 ,在強(qiáng)酸性條件下(pH2～3)采用胺類陽(yáng)離子捕收劑進(jìn)行浮選。

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)周圍生態(tài)環(huán)境的破壞很大。第二種是無(wú)氟有酸法。這種方法的最大優(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)備有較高要求。第三種是無(wú)氟無(wú)酸法。在自然pH條件下,通過(guò)對(duì)陰陽(yáng)離子捕收劑的合理調(diào)配,創(chuàng)造一個(gè)獨(dú)特的高濃度礦漿浮選環(huán)境 ,達(dá)到優(yōu)先浮選雜質(zhì)礦物的目的。但由于這種方法對(duì)原砂處理及礦漿環(huán)境有較嚴(yán)格的要求,生產(chǎn)上不容易控制,目前未能得到廣泛應(yīng)用。

5 酸浸除鐵

酸浸除鐵是利用石英不溶于酸 (HF除外 ), 含 Fe的雜質(zhì)礦物能被酸液溶解的特點(diǎn), 從而可以實(shí)現(xiàn)從石英砂中除去含鐵礦物的目的。酸浸法不僅可以從石英砂中除去含鐵礦物 ,對(duì)石英中的非金屬雜質(zhì)礦物均有良好的去除效果。一般來(lái)說(shuō)使用硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸費(fèi)用高,而且對(duì)環(huán)境影響大。利用草酸與礦粒表面的Fe3+反應(yīng)生成絡(luò)合物再溶于水,從而達(dá)到除鐵的目的,但這種情況下鐵的溶解機(jī)理有別于無(wú)機(jī)酸對(duì)鐵礦物的溶解。使用草酸除鐵主要優(yōu)點(diǎn)在于,浸出時(shí)形成了可溶性絡(luò)合物,該絡(luò)合物在微生物和日光作用下均可被分解。

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(fā)展起來(lái)的一種除鐵技術(shù),目前處于實(shí)驗(yàn)室和小型試驗(yàn)的研究階段。據(jù)國(guó)外研究結(jié)果表明,黑曲霉菌、青霉菌、梨形毛菌等微生物對(duì)石英表面氧化鐵進(jìn)行浸除時(shí),均取得了較好的效果。研究還發(fā)現(xiàn)用細(xì)菌和霉菌預(yù)先栽培好的培養(yǎng)液浸出鐵的效果更好。厭氧菌種分解鐵的速率比需氧菌種要慢些。不同氧化鐵礦物的細(xì)菌浸出靈敏性不同,從褐鐵礦中溶解鐵比從針鐵礦中要慢,但是比從赤鐵礦中要快得多。

結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)不同的行業(yè)對(duì)石英砂中SiO2和鐵元素含量要求不一樣。可以根據(jù)石英砂的用途、石英巖中SiO2的含量以及生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模大小等因素來(lái)選擇不同的除鐵方法。機(jī)械擦洗除鐵技術(shù)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)量大,但除鐵率低。磁選法除鐵和浮選法除鐵應(yīng)用的領(lǐng)域廣泛,適用于大規(guī)模生產(chǎn),而且除鐵效果較好。超聲波除鐵適用于對(duì)產(chǎn)品純度要求高、用量少的生產(chǎn)企業(yè)。酸浸法除鐵成本高工藝復(fù)雜,但通過(guò)酸浸法可獲得高純石英砂,此方法適用于高純石英砂產(chǎn)品的行業(yè)。微生物除鐵現(xiàn)在技術(shù)還不完善,目前還處于實(shí)驗(yàn)階段。