中國粉體網(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。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

浮選法主要是用來分離石英砂中的長石 ,但也可以用來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。第三種是無氟無酸法。在自然pH條件下,通過對(duì)陰陽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。一般來說使用硫酸、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

我國不同的行業(yè)對(duì)石英砂中SiO2和鐵元素含量要求不一樣�？梢愿鶕�(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)模大小等因素來選擇不同的除鐵方法。機(jī)械擦洗除鐵技術(shù)簡單,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。