石英砂的除鐵方法
發(fā)布日期：2021-07-21 瀏覽次數(shù)：1166
石英砂又稱硅砂，是一種重要的非金屬礦物原料，普遍用于玻璃、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)。鳳陽石英砂主要用于制造玻璃，而石英砂中鐵元素的含量直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，高新技術(shù)范疇對石英砂的純度懇求即為苛刻：普通懇求SIO2含量大于99.99%，雜質(zhì)含量，特別是鐵雜質(zhì)含量，被限制在很低的范圍內(nèi)，因此在消費(fèi)過程中進(jìn)步石英砂的品味降低鐵元素的含量就顯得非常重要。
石英砂中，主要礦物是石英，另外還含有一些其他雜質(zhì)礦物，其中含鐵元素的雜質(zhì)礦物有：赤鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦等。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)的存在大大降低了是石英砂的運(yùn)用價(jià)值，影響產(chǎn)品的質(zhì)量，如在玻璃消費(fèi)中，含鐵雜質(zhì)對玻璃的消費(fèi)和質(zhì)量都會產(chǎn)生較大的危害，特別是對玻璃熔制過程中的熱力學(xué)性質(zhì)和玻璃廢品的透光性。目前用于除鐵技術(shù)主要有以下方法：
1.磁選除鐵
磁選分為干選和濕選。干選和濕選兩種工藝中止比較發(fā)現(xiàn)，濕式強(qiáng)磁選存在磁選機(jī)耗電量大、介質(zhì)易磨損、消費(fèi)用水量大、運(yùn)轉(zhuǎn)和維修本錢高等缺陷。干式強(qiáng)磁選工藝操作便當(dāng)，運(yùn)轉(zhuǎn)和維修本錢比濕式低。在磁選工藝中，濕式強(qiáng)磁選機(jī)可以最大限度地肅清包括連生體顆粒在內(nèi)的赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母等弱磁性雜質(zhì)礦物。普通二樣，對含雜以弱磁性雜質(zhì)礦物為主的石英砂，應(yīng)用濕式強(qiáng)磁機(jī)在10000奧斯特以上可以選出；對含雜質(zhì)以磁鐵礦為主的強(qiáng)磁性礦物，則采用弱磁機(jī)或中磁機(jī) 中止選取效果比較好。在消費(fèi)中采用濕式強(qiáng)磁機(jī)最佳可獲得Fe2O3為0.036%的優(yōu)質(zhì)石英砂精礦。濕式強(qiáng)磁選機(jī)除鐵效果受給料量、沖洗水量、磁場強(qiáng)度等參數(shù)英雄愛那個(gè)，其中以磁場強(qiáng)度影響最大。另外，磁選次數(shù)越多，石英砂粒度越細(xì)，除鐵效果越好。
2.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，從而抵達(dá)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。與其它除鐵工藝相比較該工藝具有以下特性：一是產(chǎn)質(zhì)量量好、可以抵達(dá)浮法玻璃對優(yōu)質(zhì)硅砂的質(zhì)量懇求；二是產(chǎn)量大。往常一些小范圍的消費(fèi)企業(yè)和加工企業(yè)運(yùn)用這種方法除鐵的較多，由于它本錢低操作簡單，但除鐵率相對較低。
3.超聲波除鐵
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)薄膜別離堅(jiān)固，在選礦中運(yùn)用的機(jī)械擦洗方法不能使其分別出來。用超聲波技術(shù)處置含“薄膜鐵”的自然硅砂具有時(shí)間短效率高的特性。在處置十分鐘時(shí)，除鐵率普通可達(dá)46%-70%。在采用超聲波除鐵應(yīng)留意及時(shí)掃除廢液，防止因二次粘附而降低除鐵效果。超聲波清洗與化學(xué)藥劑（分散劑）相別離，除鐵率可以進(jìn)步15-30%。超聲波除鐵關(guān)于硅砂這種低價(jià)資源來說，目前還顯得比較昂貴，在大型選礦廠應(yīng)用仍有困難，但用于那些懇求純度高、用量少的消費(fèi)范疇是可能的。
4.浮選除鐵
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)定而被普遍采用。但氟離子對土地的腐蝕作用及對周圍生態(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)是避免運(yùn)用對環(huán)境有破壞性作用的氟離子，消費(fèi)指標(biāo)穩(wěn)定，但強(qiáng)酸對選礦設(shè)備的腐蝕作用不容忽視。對浮選設(shè)備有較高懇求。第三種是無氟無酸法。在自然PH條件下，經(jīng)過對陰陽離子捕捉劑的合理分配，創(chuàng)造一個(gè)共同的高濃度礦漿浮選環(huán)境，抵達(dá)優(yōu)先浮選雜質(zhì)礦物的目的。但由于這種方法對原砂處置及礦漿環(huán)境有較嚴(yán)厲的懇求，消費(fèi)上不容易控制，目前未能得到普遍應(yīng)用。
5.酸浸除鐵
酸浸除鐵式應(yīng)用石英不溶于酸（HF除外），含F(xiàn)e的雜質(zhì)礦物能被酸液溶解的特性，從而可以完成從石英砂中除去含鐵礦物的目的。酸浸法常用酸類有硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸等。對Fe、AL、Mg的脫除，上述酸均有效果。研討發(fā)現(xiàn)鹽酸對鐵的去除效果比硫酸要好。普通來說運(yùn)用硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸費(fèi)用高，而且對環(huán)境影響大。
外國學(xué)者F·維格里奧等人運(yùn)用草酸作浸出劑除去石英砂礦物中的鐵。這種方法是應(yīng)用草酸與礦粒表面的Fe3+反響生成絡(luò)合物再溶于水，從而抵達(dá)除鐵的目的，但這種情況下鐵的溶解機(jī)理有別于無機(jī)酸對鐵礦物的溶解。運(yùn)用草酸除鐵主要優(yōu)點(diǎn)在于，浸出時(shí)構(gòu)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合成。另外用草酸除鐵對礦石的粒度有一定的懇求，普通懇求把礦石磨細(xì)到平均粒徑20um左右，在處置礦石3h以上，除鐵率可達(dá)80-100%。經(jīng)過酸浸處置后，可獲得SIO2純度達(dá)99.99%，F(xiàn)e含量≤235ppm的高純石英砂。
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展開起來的一種除鐵技術(shù)，目前處于實(shí)驗(yàn)室和小型實(shí)驗(yàn)的研討階段。據(jù)國外研討結(jié)果標(biāo)明，黑曲霉菌、青霉菌、梨型毛菌、假單胞菌類、桿菌類、多粘芽胞桿菌、乳酸小球菌等微生物對石英表面氧化鐵中止浸除時(shí)，均取得了較好的效果，其中以黑曲霉素菌浸除鐵效果最佳，F(xiàn)e2O3的去除率最高大88.8%，石英砂中Fe2O3的品味低達(dá)0.008%。
綜上所述，不管是那種除鐵方法，在石英砂提純的整個(gè)工藝過程中，都有不可替代的作用。在理論應(yīng)用中，常常是先用物理方法作預(yù)處置，如水洗和分級脫泥、擦洗、磁選、浮選和超聲波法，除去大部分的雜質(zhì)，再中止化學(xué)方法即酸浸法和絡(luò)合法，進(jìn)一步除去石英砂中的微量雜質(zhì)。但是化學(xué)方法所運(yùn)用的酸液對環(huán)境有著嚴(yán)重的污染，這就需求我們尋求一種新的、無污染的提純方法并別離化學(xué)、物理、機(jī)械化學(xué)、電磁（波）化學(xué)等專業(yè)學(xué)問，研討高純石英砂的提純技術(shù)是今后重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。特別是隨著微電子、光電等行業(yè)的展開，高純石英砂的優(yōu)秀性能是其他粉末無法替代的，市場前景即為寬廣。
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