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【技术干货】高纯石英砂的加工技术工艺和流程

2017-8-31 22:44:10点击:

点击图片查看:高纯石英技术专题一:原料选择技术


以下内容由湖北昌兴石英设备有限公司转载,仅供参考!



高纯石英加工工艺技术


目前,高纯石英的加工工艺技术主要包括分级、擦洗、化学酸浸、浮选(有氟浮选和无氟浮选)、重选、磁选、氯化焙烧和微生物浸除等,所用原料包括脉石英、伟晶花岗岩、石英岩和石英砂岩等。


 
1、
脉石英加工工艺


脉石英(vein quartz)是一种与花岗岩有关的岩浆热液矿脉,其矿体大多数情况下是不规则的脉状形式。


脉石英颜色是纯白色,油脂光泽,且其纯度很高,矿物组成基本上是石英,其SO2含量达到了99%以上。


我国脉石英矿则主要分布于江苏东海、四川、黑龙江、湖北等地的变质岩区。湖北省蕲春县其中石英石储量过1亿吨,含硅量达99.98%以上,品位居全国之冠。 



江苏东海某公司脉石英矿加工工艺


原矿:脉石英矿,TFe含量765.3mg/kg;
精矿:TFe含量0.35mg/kg。





比较有代表性的加工工艺研究有:


(1)杜建中在磁选、浮选、酸浸等工艺基础上,通过进一步增加水淬工艺,以降低脉石英中的羟基和气液包裹体,加工出杂质元素总量<25×10-6的4N高纯石英。


(2)茆令文等采用煅烧、水淬、水力分级和磁选、浮选、酸浸泡、超声清洗加工获得的杂质元素总含量为36.42×10-6的石英精砂(表1中2#);再经高温氯化深度提纯及煅烧脱气等一系列选矿提纯手段,制备了杂质元素总含量为25.29×10-6的高纯石英砂(表1中3#),并在连熔炉上拉管成功。
 
(3)汪灵等公开了分别采用多种酸配方为酸浸试剂,以及二次水淬和酸浸优化工艺加工4N高纯石英砂的方法,获得了SO2纯度4N5以上,粒度分别为小于40目、40-70目、70-40目和小于140目的高纯石英;并通过进一步的工作,在实验室无氯化焙烧工艺条件下加工制备了SO2纯度99.9985%或杂质元素总含量为15.285×10-6的高纯石英砂
(表1中1#)。


表1 脉石英加工的高纯石英样品的ICP-OES检测结果


某实验室脉石英矿加工工艺:


原矿:江西上饶某脉石英矿,SiO2含量99.58%,Fe2O3含量0.03%;

精矿:高纯石英砂(电子级)SiO2含量99.98%,Fe2O3含量0.0003%;高纯石英砂(填料级)SiO2含量99.63%,TFe含量0.0018%。



 


2、石英岩
 
石英岩是由硅质岩或者是石英砂岩在经过一系列的变质和热接触而形成,石英岩中石英矿物含量一般大于85%,常与电气石、锆英石、云母、长石和粘土等矿物伴生,其硬度和致密度都高于石英砂岩。



石英岩矿多分布于青海、安徽、辽宁、陕西等地,是我国硅质矿物原料的主要来源之一。



安徽某公司石英岩加工工艺:


原矿:安徽凤阳石英砂原矿(石英岩),SiO2含量99.01%,Fe2O3含量0.118%;

精矿:Fe2O3含量0.02%。





比较有代表性的加工工艺研究有:


(1)田金星等以SO2含量为98.97%的石英岩加工高纯石英,认为粒度大小起到了非常关键作用,并获得了粒度小于80目的4N高纯石英。


(2)李杨等采用SO2含量为99.84%的石英岩加工60-100目和100-150目的4N高纯石英,认为混合酸和HF在保证样品的高纯上有着关键作用




3、石英砂岩及其他


石英砂岩是石英碎屑含量达95%以上的固结碎屑岩石,常与电气石、金红石、磁铁矿、云母、长石和粘土等矿物伴生。



我国石英砂岩矿多分布于四川、湖南、江苏、浙江、云南及山东等地,是加工玻璃、陶瓷、铸造等石英工业矿物和矿物材料的主要原料。



安徽凤阳某公司石英砂加工工艺:


原矿:安徽某地石英砂,SiO2含量99.1%-99.3%,Fe2O3含量150-200PPM;

精矿:SiO2含量99.62%,Fe2O3含量0.0062%。





比较有代表性的加工工艺研究有:


(1)牛福生等采用SO2含量为98.78%的石英砂岩加工3N高纯石英砂。


(2)张殿飞公开了一种加工4N高纯石英粉的方法,其主要方法是将“硅石”进行热酸浸,其特点是将物料从零下200-300℃突然投入到400-550℃高温炉中进行冷爆炸处理等。


(3)杨圣闯等公开了一种加工粒度5-50μm的4N高纯石英粉的方法,所采用的主要技术是高梯度磁选及热酸浸等。


某实验室石英砂岩加工工艺:


原矿:石英砂岩矿,SiO2含量99.02%,Fe2O3含量178.2μg/g;

精矿:SiO2含量99.99%,Fe2O3含量5.0μg/g。



 


4、伟晶花岗岩
 
美国尤尼明TOTA系列高纯石英砂的原矿即为花岗质伟晶岩。但是,我国这方面研究相当薄弱,目前还没有以花岗质伟晶岩为原料加工高纯石英砂的成果报道。



需要指出的是,张晔等对美国Sprucc Pinc地区白岗岩/伟晶岩和新疆阿尔泰白云母花岗岩/伟晶岩的岩石学特征进行了比较研究,认为阿尔泰伟晶岩区具有产高纯石英的成矿前景,如库卫和青河地区的白云母花岗岩/伟晶岩。


5、我国高纯石英加工工艺与国外的差距


近年来,我国在高纯石英加工技术研究方面开展较多工作,并取得了初步成效,主要标志是初步具有4N高纯石英中端产品的批量生产能力,但与国际先进水平的差距依然很大,主要表现在:


  • (1)从产品等级或SO2纯度上看,还没有4N8及以上高端产品生产能力;

  • (2)从产品品种看,目前还没有满足各种纯度和粒度要求的系列化产品;

  • (3)从产业化情况看,连云港东海等地的高纯石英相关企业的产生规模较小,一般都小于1000吨/年。


因此,必须根据不同成因、不同产地、不同种类石英矿物原料的工艺矿物学特征,尤其是矿物原料杂质分布及其赋存状态,有针对性地开展加工工艺技术研究。要赶超国际先进水平,还有大量工作要做。