石英砂除鐵技術彙總

石英砂又稱矽砂,是(shì)一(yī / yì ／yí)種應用領域十分廣泛的(de)非金屬礦物原料。在(zài)石英砂中,主要(yào / yāo)礦物是(shì)石英,另外還常含有一(yī / yì ／yí)些其它雜質礦物,其中含鐵元素的(de)雜質礦物有:針鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、钛鐵礦、磁黃鐵礦、電氣石、角閃石、黑雲母等。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)石英砂的(de)使用價值,影響産品的(de)質量。石英砂除鐵方法
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。對于(yú)機械擦洗, 一(yī / yì ／yí)般認爲(wéi / wèi)影響擦洗效果的(de)因素主要(yào / yāo)是(shì)來(lái)自擦洗機的(de)結構特點和(hé / huò)配置形式 ,其次爲(wéi / wèi)工藝因素, 包括擦洗時(shí)間和(hé / huò)擦洗濃度。
2 磁選除鐵
石英砂中主要(yào / yāo)礦物——石英, 是(shì)反磁性物質 ,在(zài)磁場中不(bù)能被磁化。而(ér)石英砂中含鐵的(de)雜質礦物:赤鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦等,大(dà)部分都是(shì)磁性物質在(zài)磁場中可以(yǐ)被磁化。在(zài)磁選工藝上(shàng)就(jiù)是(shì)利用這(zhè)一(yī / yì ／yí)性質上(shàng)的(de)差異 ,通過磁選除去石英砂中的(de)這(zhè)些含鐵雜質礦物。
3 超聲波除鐵
超聲波是(shì)一(yī / yì ／yí)種依靠媒質來(lái)傳播的(de)高頻率 (頻率大(dà)于(yú) 20000Hz)聲波,它具有機械能,在(zài)傳播的(de)過程中會與媒質發生相互作用,産生機械效應、熱效應及空穴效應。當超聲波在(zài)水 (或溶液 )中發出(chū)時(shí) ,會産生許多壓縮 、膨脹區域 ,導緻了(le／liǎo)無數微氣泡(空化泡 )的(de)形成和(hé / huò)破裂 ,這(zhè)種情況被稱爲(wéi / wèi)空化現象 。在(zài)空化過程中,液體内部壓強發生突變 ,從而(ér)伴有沖擊波,其壓力可達幾千至幾萬個(gè)大(dà)氣壓。在(zài)這(zhè)種沖擊波的(de)作用下, 粘附在(zài)顆粒表面的(de)含鐵雜質便從顆粒表面脫落下來(lái)進入液相 ,從而(ér)達到(dào)除鐵的(de)目的(de)。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。
4 浮選除鐵
浮選法主要(yào / yāo)是(shì)用來(lái)分離石英砂中的(de)長石 ,但也(yě)可以(yǐ)用來(lái)除去石英砂中的(de)雲母等粘土礦物以(yǐ)及次生鐵。最典型的(de)工藝流程是(shì)以(yǐ)氫氟酸爲(wéi / wèi)活化劑 ,在(zài)強酸性條件下(pH2～3)采用胺類陽離子(zǐ)捕收劑進行浮選。
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)捕收劑的(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
酸浸除鐵是(shì)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)。酸浸法不(bù)僅可以(yǐ)從石英砂中除去含鐵礦物 ,對石英中的(de)非金屬雜質礦物均有良好的(de)去除效果。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)。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。
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、梨形毛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。研究還發現用細菌和(hé / huò)黴菌預先栽培好的(de)培養液浸出(chū)鐵的(de)效果更好。厭氧菌種分解鐵的(de)速率比需氧菌種要(yào / yāo)慢些。不(bù)同氧化鐵礦物的(de)細菌浸出(chū)靈敏性不(bù)同,從褐鐵礦中溶解鐵比從針鐵礦中要(yào / yāo)慢,但是(shì)比從赤鐵礦中要(yào / yāo)快得多。
結束語
我國(guó)不(bù)同的(de)行業對石英砂中SiO2和(hé / huò)鐵元素含量要(yào / yāo)求不(bù)一(yī / yì ／yí)樣。可以(yǐ)根據石英砂的(de)用途、石英岩中SiO2的(de)含量以(yǐ)及生産企業規模大(dà)小等因素來(lái)選擇不(bù)同的(de)除鐵方法。機械擦洗除鐵技術簡單,生産量大(dà),但除鐵率低。磁選法除鐵和(hé / huò)浮選法除鐵應用的(de)領域廣泛,适用于(yú)大(dà)規模生産,而(ér)且除鐵效果較好。超聲波除鐵适用于(yú)對産品純度要(yào / yāo)求高、用量少的(de)生産企業。酸浸法除鐵成本高工藝複雜,但通過酸浸法可獲得高純石英砂,此方法适用于(yú)高純石英砂産品的(de)行業。微生物除鐵現在(zài)技術還不(bù)完善,目前還處于(yú)實驗階段。