石英砂除鐵方法

石英砂除鐵方法：

    石英砂是(shì)一(yī / yì ／yí)種重要(yào / yāo)的(de)非金屬礦物原料，用途廣泛。而(ér)石英砂鐵元素的(de)含量直接影響到(dào)産品的(de)質量，本文綜述了(le／liǎo)機械擦洗除鐵、磁選除鐵、超聲波除鐵、浮選除鐵、酸浸除鐵、微生物除鐵等方法優缺點。随着微電子(zǐ)、光電等行業的(de)發展，高純石英砂的(de)優良性能使其他(tā)粉末無法替代的(de)，市場前景極爲(wéi / wèi)廣闊。

    石英砂又稱矽砂，是(shì)一(yī / yì ／yí)種重要(yào / yāo)的(de)非金屬礦物原料，廣泛用于(yú)玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶金、建築、化工、塑料、橡膠、磨料等工業。鳳陽石英砂主要(yào / yāo)用于(yú)制造玻璃，而(ér)石英砂中鐵元素的(de)含量直接影響到(dào)産品的(de)質量，高新技術領域對石英砂的(de)純度要(yào / yāo)求即爲(wéi / wèi)苛刻：一(yī / yì ／yí)般要(yào / yāo)求SIO₂含量大(dà)于(yú)99.99%，雜質含量，尤其是(shì)鐵雜質含量，被限制在(zài)很低的(de)範圍内，因此在(zài)生産過程中提高石英砂的(de)品味降低鐵元素的(de)含量就(jiù)顯得非常重要(yào / yāo)。

    鳳陽石英砂中，主要(yào / yāo)礦物是(shì)石英，另外還含有一(yī / yì ／yí)些其他(tā)雜質礦物，其中含鐵元素的(de)雜質礦物有：赤鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦等。這(zhè)些含鐵雜質或鑲嵌于(yú)石英顆粒中，或附于(yú)石英表面。由于(yú)這(zhè)些含鐵雜質的(de)存在(zài)大(dà)大(dà)降低了(le／liǎo)是(shì)石英砂的(de)使用價值，影響産品的(de)質量，如在(zài)玻璃生産中，含鐵雜質對玻璃的(de)生産和(hé / huò)質量都會産生較大(dà)的(de)危害，特别是(shì)對玻璃熔制過程中的(de)熱力學性質和(hé / huò)玻璃成品的(de)透光性。目前用于(yú)除鐵技術主要(yào / yāo)有以(yǐ)下方法：

    1.機械擦洗除鐵

    機械擦洗是(shì)借助機械外力和(hé / huò)砂粒間的(de)碰撞與摩擦來(lái)除去石英砂表面的(de)薄膜鐵及粘附在(zài)石英砂表面的(de)含鐵礦物，從而(ér)達到(dào)除鐵的(de)目的(de)。目前，擦洗技術主要(yào / yāo)是(shì)棒磨擦洗和(hé / huò)機械擦洗。與其它除鐵工藝相比較該工藝具有以(yǐ)下特點：一(yī / yì ／yí)是(shì)産品質量好、可以(yǐ)達到(dào)浮法玻璃對優質矽砂的(de)質量要(yào / yāo)求；二是(shì)産量大(dà)。現在(zài)一(yī / yì ／yí)些小規模的(de)生産企業和(hé / huò)加工企業使用這(zhè)種方法除鐵的(de)較多，因爲(wéi / wèi)它成本低操作簡單，但除鐵率相對較低。

    2.磁選除鐵

    磁選分爲(wéi / wèi)幹選和(hé / huò)濕選。幹選和(hé / huò)濕選兩種工藝進行比較發現，濕式強磁選存在(zài)磁選機耗電量大(dà)、介質易磨損、生産用水量大(dà)、運行和(hé / huò)維修成本高等缺陷。幹式強磁選工藝操作方便，運行和(hé / huò)維修成本比濕式低。在(zài)磁選工藝中，濕式強磁選機可以(yǐ)******限度地(dì / de)清除包括連生體顆粒在(zài)内的(de)赤鐵礦、褐鐵礦和(hé / huò)黑雲母等弱磁性雜質礦物。一(yī / yì ／yí)般二樣，對含雜以(yǐ)弱磁性雜質礦物爲(wéi / wèi)主的(de)石英砂，利用濕式強磁機在(zài)10000奧斯特以(yǐ)上(shàng)可以(yǐ)選出(chū)；對含雜質以(yǐ)磁鐵礦爲(wéi / wèi)主的(de)強磁性礦物，則采用弱磁機或中磁機 進行選取效果比較好。在(zài)生産中采用濕式強磁機******可獲得Fe₂O₃爲(wéi / wèi)0.036%的(de)優質石英砂精礦。濕式強磁選機除鐵效果受給料量、沖洗水量、磁場強度等參數英雄愛那個(gè)，其中以(yǐ)磁場強度影響******。另外，磁選次數越多，石英砂粒度越細，除鐵效果越好。

    3.超聲波除鐵

    超聲波除鐵主要(yào / yāo)是(shì)除去顆粒表面的(de)次生鐵薄膜（即“薄膜鐵”）。鐵質薄膜結合牢固，在(zài)選礦中使用的(de)機械擦洗方法不(bù)能使其分離出(chū)來(lái)。用超聲波技術處理含“薄膜鐵”的(de)天然矽砂具有時(shí)間短效率高的(de)特點。在(zài)處理十分鍾時(shí)，除鐵率一(yī / yì ／yí)般可達46%-70%。在(zài)采用超聲波除鐵應注意及時(shí)排除廢液，防止因二次粘附而(ér)降低除鐵效果。超聲波清洗與化學藥劑（分散劑）相結合，除鐵率可以(yǐ)提高15-30%。超聲波除鐵對于(yú)矽砂這(zhè)種廉價資源來(lái)說(shuō)，目前還顯得比較昂貴，在(zài)大(dà)型選礦廠應用仍有困難，但用于(yú)那些要(yào / yāo)求純度高、用量少的(de)生産領域是(shì)可能的(de)。

    4.浮選除鐵

    浮選法可分爲(wéi / wèi)三種：第一(yī / yì ／yí)種是(shì)有氟有酸法。這(zhè)種方法因其浮選效果好、容易控制、指标穩定而(ér)被廣泛采用。但氟離子(zǐ)對土地(dì / de)的(de)侵蝕作用及對周圍生态環境的(de)破壞很大(dà)。第二種是(shì)無氟有酸法。這(zhè)種方法的(de)******優點是(shì)避免使用對環境有破壞性作用的(de)氟離子(zǐ)，生産指标穩定，但強酸對選礦設備的(de)腐蝕作用不(bù)容忽視。對浮選設備有較高要(yào / yāo)求。第三種是(shì)無氟無酸法。在(zài)自然PH條件下，通過對陰陽離子(zǐ)捕捉劑的(de)合理調配，創造一(yī / yì ／yí)個(gè)獨特的(de)高濃度礦漿浮選環境，達到(dào)優先浮選雜質礦物的(de)目的(de)。但由于(yú)這(zhè)種方法對原砂處理及礦漿環境有較嚴格的(de)要(yào / yāo)求，生産上(shàng)不(bù)容易控制，目前未能得到(dào)廣泛應用。

    5.酸浸除鐵

    酸浸除鐵式利用石英不(bù)溶于(yú)酸（HF除外），含Fe的(de)雜質礦物能被酸液溶解的(de)特點，從而(ér)可以(yǐ)實現從石英砂中除去含鐵礦物的(de)目的(de)。酸浸法常用酸類有硫酸、鹽酸、硝酸和(hé / huò)氫氟酸等。對Fe、AL、Mg的(de)脫除，上(shàng)述酸均有效果。研究發現鹽酸對鐵的(de)去除效果比硫酸要(yào / yāo)好。一(yī / yì ／yí)般來(lái)說(shuō)使用硫酸、鹽酸、硝酸和(hé / huò)氫氟酸費用高，而(ér)且對環境影響大(dà)。

    外國(guó)學者F·維格裏奧等人(rén)使用草酸作浸出(chū)劑除去石英砂礦物中的(de)鐵。這(zhè)種方法是(shì)利用草酸與礦粒表面的(de)Fe³⁺反應生成絡合物再溶于(yú)水，從而(ér)達到(dào)除鐵的(de)目的(de)，但這(zhè)種情況下鐵的(de)溶解機理有别于(yú)無機酸對鐵礦物的(de)溶解。使用草酸除鐵主要(yào / yāo)優點在(zài)于(yú)，浸出(chū)時(shí)形成了(le／liǎo)可溶性絡合物，該絡合物在(zài)微生物和(hé / huò)日光作用下均可被分解。另外用草酸除鐵對礦石的(de)粒度有一(yī / yì ／yí)定的(de)要(yào / yāo)求，一(yī / yì ／yí)般要(yào / yāo)求把礦石磨細到(dào)平均粒徑20um左右，在(zài)處理礦石3h以(yǐ)上(shàng)，除鐵率可達80-100%。經過酸浸處理後，可獲得SIO₂純度達99.99%，Fe含量≤235ppm的(de)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(de)薄膜鐵或浸染鐵是(shì)新近發展起來(lái)的(de)一(yī / yì ／yí)種除鐵技術，目前處于(yú)實驗室和(hé / huò)小型試驗的(de)研究階段。據國(guó)外研究結果表明，黑曲黴菌、青黴菌、梨型毛菌、假單胞菌類、杆菌類、多粘芽胞杆菌、乳酸小球菌等微生物對石英表面氧化鐵進行浸除時(shí)，均取得了(le／liǎo)較好的(de)效果，其中以(yǐ)黑曲黴素菌浸除鐵效果******，Fe₂O₃的(de)去除率最高大(dà)88.8%，石英砂中Fe₂O₃的(de)品味低達0.008%。

    綜上(shàng)所述，不(bù)管是(shì)那種除鐵方法，在(zài)石英砂提純的(de)整個(gè)工藝過程中，都有不(bù)可替代的(de)作用。在(zài)實際應用中，往往是(shì)先用物理方法作預處理，如水洗和(hé / huò)分級脫泥、擦洗、磁選、浮選和(hé / huò)超聲波法，除去大(dà)部分的(de)雜質，再進行化學方法即酸浸法和(hé / huò)絡合法，進一(yī / yì ／yí)步除去石英砂中的(de)微量雜質。但是(shì)化學方法所使用的(de)酸液對環境有着嚴重的(de)污染，這(zhè)就(jiù)需要(yào / yāo)我們尋求一(yī / yì ／yí)種新的(de)、無污染的(de)提純方法并結合化學、物理、機械化學、電磁（波）化學等專業知識，研究高純石英砂的(de)提純技術是(shì)今後重要(yào / yāo)的(de)經濟效益和(hé / huò)社會效益。尤其是(shì)随着微電子(zǐ)、光電等行業的(de)發展，高純石英砂的(de)優良性能是(shì)其他(tā)粉末無法替代的(de)，市場前景即爲(wéi / wèi)廣闊。