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淺談高純石英砂磁選提純

隆基 2021-06-05 | 閱讀：1470

一、高純石英砂介紹

高純石英砂作為高科技領(lǐng)域必不可少的基礎(chǔ)材料，應(yīng)用越來越廣泛。

高純石英砂，顧名思義，就是純度高雜質(zhì)少的石英砂，SiO?含量大于99.9%（3N），主要應(yīng)用于通訊、電子、光伏等高科技領(lǐng)域，是所有石英砂產(chǎn)品中附加價(jià)值最高的產(chǎn)品。

低鐵石英砂是指含鐵量小于120PPM的石英砂產(chǎn)品，其雜質(zhì)含量較低，SiO?含量一般大于 99%（2N），主要用于生產(chǎn)超白玻璃，其透光率可達(dá)91.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通玻璃的86%透光率。低鐵石英砂作為超白玻璃的生產(chǎn)原料，是石英砂制品中附加值相對(duì)較高的產(chǎn)品，在某些場(chǎng)合也將低鐵石英砂劃分到高純石英砂的范圍。

隨著社會(huì)對(duì)石英砂的需求越來越大，品質(zhì)要求越來越高，對(duì)高純石英砂的需求也不斷提升，而天然的石英砂又含有很多有害雜質(zhì)，因此石英砂提純工藝就顯得至關(guān)重要。

二、高純石英砂提純工藝特點(diǎn)

高純石英砂中SiO?含量很高，雜質(zhì)總含量一般不超過1000PPM，而雜質(zhì)種類往往不是單一的，無法通過單一方式去除，因此每種提純方式針對(duì)的特定雜質(zhì)含量更低，這就對(duì)提純手段提出了更苛刻的要求。

磁選、浮選、酸洗、焙燒等提純方式是目前生產(chǎn)高純石英的主要提純工藝，每種提純工藝在生產(chǎn)時(shí)，都需要針對(duì)不同種類的雜質(zhì)進(jìn)行靶向去除。由于雜質(zhì)含量很低，在提純過程中，就需要精確控制各個(gè)條件，避免不必要的消耗和二次污染，最終獲得符合標(biāo)準(zhǔn)的高純石英砂。

磁選作為一種除鐵提純方式，具有零排放、無藥劑消耗等特點(diǎn)，作為一種環(huán)保經(jīng)濟(jì)的提純方式廣泛應(yīng)用于石英提純領(lǐng)域。在針對(duì)高純石英砂去除鐵雜質(zhì)時(shí)，磁選也同樣具有無可替代的作用，同時(shí)高純石英砂提純也對(duì)磁選的應(yīng)用提出了更為苛刻的要求。

石英砂提純用的磁選設(shè)備種類很多，當(dāng)前常規(guī)的設(shè)備主要有以下六類，少數(shù)場(chǎng)合也會(huì)用到離心磁力除鐵器、超導(dǎo)除鐵器等設(shè)備。

筒式濕式磁選機(jī)、平板帶式濕式磁選機(jī)

立環(huán)高梯度濕式磁選機(jī)、漿料提純機(jī)

筒式振動(dòng)干粉除鐵器、輥式干粉除鐵器

三、高純石英砂用磁選設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

1、常規(guī)磁選提純的局限性

磁選是通過石英砂與雜質(zhì)的磁性差異進(jìn)行分選，主要針對(duì)含鐵磁性礦物。目前石英砂常規(guī)的磁選提純工藝為：破碎—磨礦—脫泥—分級(jí)—中磁—一段強(qiáng)磁—二段強(qiáng)磁。

按照常規(guī)工藝，對(duì)內(nèi)蒙、廣東、安徽等地區(qū)的部分石英礦樣進(jìn)行提純實(shí)驗(yàn)，石英精礦中鐵含量多在200‐800PPM，總的雜質(zhì)含量一般在5000PPM左右，距離高純石英砂的指標(biāo)還有一定的差距。

以常規(guī)的立環(huán)濕式強(qiáng)磁機(jī)為例，由于結(jié)構(gòu)形式的限制，其背景磁場(chǎng)強(qiáng)度不會(huì)超過1.8T，介質(zhì)表面吸力因子HgradH不會(huì)超過10¹⁶。在高純石英提純精選階段，雜質(zhì)以連生體、包裹體等磁性極其微弱的雜質(zhì)為主，強(qiáng)磁機(jī)可勉強(qiáng)吸住部分雜質(zhì)，但是在外界干擾力的影響下，部分被吸住的雜質(zhì)又會(huì)脫離介質(zhì)進(jìn)入石英精礦，除鐵效果不佳，尤其針對(duì)含鐵量100PPM以下的石英精礦除鐵，強(qiáng)磁機(jī)在某些時(shí)候就會(huì)顯得效果微弱，同時(shí)在介質(zhì)盒的打撈作用下又會(huì)損失一部分精礦，最終磁選效果得不償失。

常規(guī)磁選設(shè)備在針對(duì)初級(jí)除鐵的時(shí)候具有優(yōu)異的效果，但在鐵含量極低、連生包裹情況復(fù)雜的高純石英精選提純階段時(shí)，磁選效果就顯得不太理想。

2、高純石英砂用磁選的發(fā)展趨勢(shì)

目前典型的高純石英砂提純工藝以磁選+酸洗+浮選為主，具體思路為：磁選處理磁性雜質(zhì)，酸洗處理金屬氧化物雜質(zhì)，浮選處理長(zhǎng)石云母等非金屬雜質(zhì)。除磁選外，酸洗和浮選均有藥劑消耗和廢液排放，從經(jīng)濟(jì)環(huán)保的角度考慮，應(yīng)該在提純過程增加磁選的比重，減少其他提純手段的壓力和消耗量。在高純石英砂精選場(chǎng)合，除了有足夠的磁場(chǎng)強(qiáng)度外，還必須最大限度削弱反作用力，為成功磁選分離提供條件。

現(xiàn)在市面上的磁選方式有濕式磁選和干式磁選兩種。

濕式磁選廣泛應(yīng)用于石英砂提純，具有除鐵效果顯著、處理量大、無粉塵污染等特點(diǎn)。在石英砂提純初選階段，濕式磁選被普遍認(rèn)為是一種優(yōu)異的除鐵提純方式，但在高純石英精選階段，常規(guī)的濕式磁選提純效果不明顯，原因可概括為 3 點(diǎn)。

?含鐵量極低，磁力有效捕捉磁性顆粒的概率低

?鐵雜質(zhì)磁性弱，磁場(chǎng)吸力不夠

?濕選過程中，流體反作用力強(qiáng)且復(fù)雜，無法準(zhǔn)確控制流體力

因此，能否增加有效磁力接觸幾率、增加磁場(chǎng)吸力、對(duì)反作用力進(jìn)行有效控制是磁選在高純領(lǐng)域應(yīng)用所面臨的問題。濕式磁選由于結(jié)構(gòu)形式的限制和流體作用力的存在，解決這些問題是真正的技術(shù)挑戰(zhàn)。

干式磁選具有布料可控性高、磁場(chǎng)形式多樣、流體作用力弱的特點(diǎn)，在高純石英精選除鐵的場(chǎng)合，干式磁選就顯得比較適用。針對(duì)高純石英砂的特點(diǎn)，開發(fā)特定的干式磁選設(shè)備，對(duì)生產(chǎn)純度穩(wěn)定的高純石英砂具有積極的作用，因此干式磁選設(shè)備未來可作為高純石英精選階段的有力提純手段。

隆基可為客戶提供濕式磁選和干式磁選兩類磁選設(shè)備，并通過持續(xù)創(chuàng)新，促進(jìn)產(chǎn)品迭代升級(jí)，推進(jìn)高純石英砂生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。