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山东石英砂厂浅谈高纯石英砂磁选提纯

点击次数:  更新时间:21/09/25 08:19:09 来源:www.ynshiyingsha.com关闭
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一、高纯石英砂介绍
高纯石英砂作为高科技领域必不可少的基础材料,应用越来越广泛。
高纯石英砂,顾名思义,就是纯度高杂质少的石英砂,SiO₂含量大于99.9%(3N),主要应用于通讯、电子、光伏等高科技领域,是所有石英砂产品中附加价值最高的产品。
低铁石英砂是指含铁量小于120PPM的石英砂产品,其杂质含量较低,SiO₂含量一般大于 99%(2N),主要用于生产超白玻璃,其透光率可达91.5%,远远高于普通玻璃的86%透光率。低铁石英砂作为超白玻璃的生产原料,是石英砂制品中附加值相对较高的产品,在某些场合也将低铁石英砂划分到高纯石英砂的范围。
随着社会对石英砂的需求越来越大,品质要求越来越高,对高纯石英砂的需求也不断提升,而天然的石英砂又含有很多有害杂质,因此石英砂提纯工艺就显得至关重要。
二、高纯石英砂提纯工艺特点
高纯石英砂中SiO₂含量很高,杂质总含量一般不超过1000PPM,而杂质种类往往不是单一的,无法通过单一方式去除,因此每种提纯方式针对的特定杂质含量更低,这就对提纯手段提出了更苛刻的要求。
磁选、浮选、酸洗、焙烧等提纯方式是目前生产高纯石英的主要提纯工艺,每种提纯工艺在生产时,都需要针对不同种类的杂质进行靶向去除。由于杂质含量很低,在提纯过程中,就需要精确控制各个条件,避免不必要的消耗和二次污染,最终获得符合标准的高纯石英砂。
磁选作为一种除铁提纯方式,具有零排放、无药剂消耗等特点,作为一种环保经济的提纯方式广泛应用于石英提纯领域。在针对高纯石英砂去除铁杂质时,磁选也同样具有无可替代的作用,同时高纯石英砂提纯也对磁选的应用提出了更为苛刻的要求。
石英砂提纯用的磁选设备种类很多,当前常规的设备主要有以下六类,少数场合也会用到离心磁力除铁器、超导除铁器等设备。
三、高纯石英砂用磁选设备的发展趋势
1、常规磁选提纯的局限性
磁选是通过石英砂与杂质的磁性差异进行分选,主要针对含铁磁性矿物。目前石英砂常规的磁选提纯工艺为:破碎—磨矿—脱泥—分级—中磁—一段强磁—二段强磁。
按照常规工艺,对内蒙、广东、安徽等地区的部分石英矿样进行提纯实验,石英精矿中铁含量多在200‐800PPM,总的杂质含量一般在5000PPM左右,距离高纯石英砂的指标还有一定的差距。
以常规的立环湿式强磁机为例,由于结构形式的限制,其背景磁场强度不会超过1.8T,介质表面吸力因子HgradH不会超过10的16次方。在高纯石英提纯精选阶段,杂质以连生体、包裹体等磁性极其微弱的杂质为主,强磁机可勉强吸住部分杂质,但是在外界干扰力的影响下,部分被吸住的杂质又会脱离介质进入石英精矿,除铁效果不佳,尤其针对含铁量100PPM以下的石英精矿除铁,强磁机在某些时候就会显得效果微弱,同时在介质盒的打捞作用下又会损失一部分精矿,最终磁选效果得不偿失。
常规磁选设备在针对初级除铁的时候具有优异的效果,但在铁含量极低、连生包裹情况复杂的高纯石英精选提纯阶段时,磁选效果就显得不太理想。
2、高纯石英砂用磁选的发展趋势
目前典型的高纯石英砂提纯工艺以磁选+酸洗+浮选为主,具体思路为:磁选处理磁性杂质,酸洗处理金属氧化物杂质,浮选处理长石云母等非金属杂质。除磁选外,酸洗和浮选均有药剂消耗和废液排放,从经济环保的角度考虑,应该在提纯过程增加磁选的比重,减少其他提纯手段的压力和消耗量。在高纯石英砂精选场合,除了有足够的磁场强度外,还必须最大限度削弱反作用力,为成功磁选分离提供条件。
现在市面上的磁选方式有湿式磁选和干式磁选两种。
湿式磁选广泛应用于石英砂提纯,具有除铁效果显著、处理量大、无粉尘污染等特点。在石英砂提纯初选阶段,湿式磁选被普遍认为是一种优异的除铁提纯方式,但在高纯石英精选阶段,常规的湿式磁选提纯效果不明显,原因可概括为 3 点。
•含铁量极低,磁力有效捕捉磁性颗粒的概率低
•铁杂质磁性弱,磁场吸力不够
•湿选过程中,流体反作用力强且复杂,无法准确控制流体力
因此,能否增加有效磁力接触几率、增加磁场吸力、对反作用力进行有效控制是磁选在高纯领域应用所面临的问题。湿式磁选由于结构形式的限制和流体作用力的存在,解决这些问题是真正的技术挑战。
干式磁选具有布料可控性高、磁场形式多样、流体作用力弱的特点,在高纯石英精选除铁的场合,干式磁选就显得比较适用。针对高纯石英砂的特点,开发特定的干式磁选设备, 对生产纯度稳定的高纯石英砂具有积极的作用,因此干式磁选设备未来可作为高纯石英精选阶段的有力提纯手段。