選礦領(lǐng)域中將能夠進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用的石英礦物資源稱之為硅質(zhì)原料,石英砂也叫硅砂,是一種應(yīng)用范圍十分廣泛的非金屬材料,主要用于建材、玻璃、陶瓷、激光、光纜、電子等領(lǐng)域。實(shí)際生產(chǎn)中石英砂既可以通過(guò)粉碎石英礦石制得,也可以通過(guò)石英砂選礦設(shè)備制得。
石英砂主要有石英巖、脈石英、石英砂巖、粉石英、天然石英砂以及天然水晶等。其中脈石英與石英巖雜質(zhì)較少,通常用于生產(chǎn)高純或超高純石英砂,這種石英砂一般用于高端領(lǐng)域。
天然石英砂由于雜種含量多,礦物本身的品質(zhì)不好,因此常用于玻璃、陶瓷與鑄造等領(lǐng)域。我國(guó)的石英礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量豐富,但是貧礦多,富礦少,高級(jí)石英礦非常少,大多石英資源都伴生有大量的雜質(zhì),只有采用一定的手段分離提純后才能當(dāng)作工業(yè)原料。
在實(shí)際生產(chǎn)中石英砂選礦設(shè)備可以分為干式選礦與濕式選礦,干式選礦產(chǎn)品品質(zhì)較低,大多作為建材原料,而濕式選礦工藝復(fù)雜,所得的產(chǎn)品品質(zhì)高,可以說(shuō)所有的高品質(zhì)石英砂都是由濕式選礦工藝制得。高純石英砂常用的提純工藝有 水洗、分級(jí)脫泥;擦洗;磁選;浮選與酸浸微生物浸出等,另外電選與熱氯法為石英砂進(jìn)一步提出工藝。
石英砂選礦設(shè)備推薦及常用的選礦工藝流程:
石英砂中礦物含量變化較大,以石英為主,其次為長(zhǎng)石、云母、巖屑、重礦物、黏土礦物等。
石英砂巖是固結(jié)的碎屑巖石,石英碎屑含量達(dá)95%以上,來(lái)源于各種巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖,重礦物較少,伴生礦物為長(zhǎng)石、云母和黏土礦物,膠結(jié)物主要為硅質(zhì)膠結(jié)。石英巖分為沉積成因和變質(zhì)成因兩種。
石英砂應(yīng)用領(lǐng)域:
石英石和石英砂是重要的礦物原料,廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、塑料、橡膠、磨料等工業(yè)領(lǐng)域。
石英砂加工技術(shù):
(1)石英石的粉碎加工 脈石英、石英巖或石英砂巖儲(chǔ)量豐富,質(zhì)地純凈,SiO2含量較高,一般僅需在采場(chǎng)進(jìn)行手選和水洗,粉碎加工和除去加工過(guò)程中帶入的機(jī)械鐵后即可利用。對(duì)于鐵雜質(zhì)含量要求極低的應(yīng)用領(lǐng)域,如高純石英玻璃,則在粉碎后還需進(jìn)行磁選、浮選、酸洗等。
石英石的粉碎加工方法可分為干式和濕式兩種。干式加工工藝又有直接粉碎、煅燒后粉碎和砂巖自磨三種工藝。濕法加工可分為濕碾-淘洗和棒磨-磁選兩種工藝,前者工藝被一些中小型加工廠所采用,后者因其產(chǎn)品粒度分布均勻、過(guò)磨和大顆粒少,尤其是新建廠和大型加工企業(yè)所采用。
石英石的莫氏硬度較高,較難粉碎,煅燒后脆性得到改善,而且產(chǎn)生大量的微裂縫,使其可磨性或可粉碎性得到提高,這就是煅燒后再進(jìn)行粉碎的依據(jù)。直接加工玻璃和玻璃制品原料一般采用破碎機(jī)加多段對(duì)輥粉碎和篩分的工藝。對(duì)于加工電子封裝、酚醛樹(shù)脂填料、橡塑填料和部分涂料填料等粒度要求較細(xì)的石英粉和高純石英分粉,一般在粗粉碎后再采用球磨機(jī)、振動(dòng)磨、氣流磨等粉碎設(shè)備進(jìn)行細(xì)粉碎和超細(xì)粉碎。
石英石的濕法棒磨-磁選工藝機(jī)械化程度高,其工藝過(guò)程是:原礦-破碎-濕式棒磨-高頻細(xì)篩篩分(去粗粒)-磁選降鐵-脫水。該工藝是目前玻璃原料的主要生產(chǎn)工藝。
(2)石英砂的選礦提純 石英砂中的有害雜質(zhì)主要有黏土雜質(zhì)(細(xì)泥等),各種含鐵礦物以及長(zhǎng)石、云母及其他重礦物雜質(zhì)等。一般采用洗礦、重選、磁選、浮選和化學(xué)選礦及綜合選礦方法進(jìn)行選別。
a、洗礦法:包括機(jī)械擦洗、超聲波擦洗、脫泥等方法,適用于含有黏土雜質(zhì)和砂粒表面有薄膜污染的石英砂礦。
b、重選法:包括搖床重選、水力分級(jí)、螺旋分級(jí)等。
c、磁選法:可除去石英砂中夾雜的機(jī)械鐵、各種含鐵礦物及其他磁性礦物顆粒。采用強(qiáng)磁選機(jī)可除去弱磁性礦物及含有鐵質(zhì)礦物的包裹體、浸染體的石英顆粒。
d、浮選法:用石油磺酸鹽作為捕收劑,在PH4-5條件下可以浮選出石英砂中的含鐵礦物;用胺類陽(yáng)離子作為捕收劑,在PH3-4條件下可浮選出石英砂中的云母;以HF作為作為調(diào)整劑,在PH2-3條件下可浮選出長(zhǎng)石。
e、化學(xué)提純法:化學(xué)處理法雖然成本較高,但在處理水晶原料及加工高純石英原料時(shí),化學(xué)處理是有效的方法之一,也是必須采用的方法。
石英砂選礦工藝流程
(一)、破碎篩分階段
脈石英或石英巖等粒度較大的礦石開(kāi)采出來(lái)過(guò)后首先從原礦中挑選出灰度較小、純度較高的顆粒,再將挑選出來(lái)的礦石送入顎式破碎機(jī)或圓錐破碎機(jī)內(nèi)破碎,通過(guò)圓振篩與破碎設(shè)備構(gòu)成的回路來(lái)確保破碎產(chǎn)品的粒度。破碎產(chǎn)品再利用制砂機(jī)進(jìn)行制砂作業(yè),終獲得具有一定粒度的石英砂。