石英砂除铁工艺方法

2019-10-11 17:01 来源：钢铁世界网作者：dengys

因为含铁杂质的存在大大下降了石英砂的运用价值，影响产品的质量，例如在玻璃出产中，含铁杂质对玻璃的出产和质量都会发作较大的损害，特别是对玻璃熔制过程中的热力学性质和玻璃制品的透光性。因此在出产过程中进步石英砂的档次下降铁元素的含量就显得非常重要。在实际出产中先把质料进行水洗脱泥，再选用机械擦拭、磁选、浮选、超声波清洗、酸浸等工艺来除去石英砂中的铁元素，进步石英砂的运用价值。
一、机械擦拭除铁
机械擦拭是凭借机械外力和砂粒问的磕碰与摩擦来除去石英砂表面的薄膜铁及粘附在石英砂表面的含铁矿藏。现在，擦拭技能首要是棒磨擦拭和机械擦拭。关于机械擦拭，一般以为影响擦拭作用要素首要是擦拭机的结构特色和装备方式，其次为工艺要素，包含擦拭时刻和擦拭浓度。机械擦拭的功率随矿浆浓度添加而进步，原因是添加矿浆浓度能够使颗粒之间磕碰的几率添加。
研讨标明，砂矿擦拭浓度在50%～60%之间作用最好。擦拭时刻原则上以开始到达产品质量要求为基准，不宜过长.因为时刻过长，会加大设备磨损，进步能耗和构成选矿提纯本钱的添加。假如选用加药高效强力擦拭，合作恰当的工艺和设备，选用棒磨擦拭作用会更好，因为加药能够增大杂质矿藏和石英颗粒表面的电斥力，增强杂质矿藏与石英颗粒相互间的别离作用。对某地原矿+0.3mm?以上的石英砂进行棒磨擦拭实验，Fe2O3从0.19%下降到0.10%，铁的去除率达47.4%。
与其它除铁工艺比较较该LT艺具有以下特色：1)产品质量好、能够到达浮法玻璃对优质硅砂的质量要求;2)产值大。现在一些小规模的出产厂商和加工厂商运用这种办法除铁的较多，因为它本钱低操作简略，但除铁率相对较低。
二、磁选除铁
石英砂中首要矿藏—石英，是反磁性物质，在磁场中不能被磁化。而石英砂中含铁的杂质矿藏：赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿、针铁矿等，大部分都是磁性物质在磁场中能够被磁化。在磁选工艺上就是运用这一性质上的差异，经过磁选除去石英砂中的这些含铁杂质矿藏。为了到达除去含铁矿藏意图，使磁性矿藏与非磁性矿藏别离，作用在磁性矿藏上的磁力有必要满意如下条件：作用于磁性矿粒上的磁力大于作用于磁性矿粒上的一切机械力的合力。
磁选分为干选和湿选。以海南义昌石英砂矿出产工艺流程为例，把干选和湿选两种工艺进行比较发现，湿式强磁选存在磁选机耗电量大、介质易磨损、出产用水量大、运转和修理本钱高级缺点。干式强磁选工艺操作便利，运转和修理本钱比湿式低。
在磁选工艺中，湿式强磁选机能够最大极限地铲除包含连生体颗粒在内的赤铁矿、褐铁矿和黑云母等弱磁性杂质矿藏。一般来说，对含杂以弱磁性杂质矿藏为主的石英砂，运用湿式强磁机在10000奥斯特以上能够选出;对含杂质以磁铁矿为主的强磁性矿藏，则选用弱磁机或中磁机进行选取作用比较好。在出产中选用湿式强磁选机最佳可获得Fe2O3为0.036%的优质石英砂精矿。湿式强磁选机除铁作用受给料量、冲刷水量、磁场强度等参数影响，其间以磁场强度影响最大。别的，磁选次数越多，石英砂粒度越细，除铁作用越好。
三、超声波除铁
超声波是一种依托媒质来传达的高频率(频率大于20000Hz)声波，它具有机械能，在传达的过程中会与媒质发作相互作用，发作机械效应、热效应及空穴效应。当超声波在水(或溶液)布时，会发作许多紧缩、胀大区域，导致了很多微气泡(空化泡)的构成和决裂，这种状况被称为空化现象。在空化过程中，液体内部压强发作骤变，然后伴有冲击波，其压力可达几千至几万个大气压。在这种冲击波的作用下，粘附在颗粒表面的含铁杂质便从颗粒表面脱落下来进人液相，然后到达除铁的意图。
超声波除铁首要是除去颗粒表面的次生铁薄膜(即“薄膜铁”)。铁质薄膜结合结实，在选矿中运用的机械擦拭办法不能使其别离出来。用超声波技能处理含“薄膜铁”的天然硅砂具有时刻短功率高的特色。当处理时刻10min时，除铁率一般可达46%～70%。在选用超声波除铁应留意及时扫除废液，防止因二次粘附而下降除铁作用。超声波清洗与化学药剂(涣散剂)相结合，除铁率能够进步5%～30%。超声波对药剂的强化作用首要原因是空化作用的存在既有助于药剂的涣散，添加其与矿粒表面的作用几率，又有助于药剂在颗粒表面进行的溶解和涣散作用。选用超声波除铁时，矿浆浓度不宜过大。因为当浓度太大时，因解吸下来的杂质太多不能及时排走，便会再次吸附在颗粒表面，使除铁作用反而下降。超声波的强度对石英砂的除铁作用也有必定的影响，超声波的强度越强除铁功率越高。
超声波除铁与机械擦拭比较此法不只可消除矿藏表面杂质，并且能够铲除颗粒解理缝隙处的杂质，因此，其除铁作用更好。超声波除铁关于硅砂这种廉价资源来说，现在还显得比较贵重，在大型选矿厂运用仍有困难，但用于那些要求纯度高、用量少的出产领域是或许的。
四、浮选除铁
浮选法首要是用来别离石英砂中的长石，也可用来除去石英砂中的云母等粘土矿藏以及次生铁。最典型工艺是以为活化剂，在强酸性下(pH?2～3)选用胺类阳离子捕收剂进行浮选。浮选铁时，NaOH可用来按捺被金属离子活化的石英;浮选长石、云母等粘土矿时，H2SO4不只能够在被浮的长石表面发作定位吸附，下降表面负龟性，并且可活化长石和云母。
浮选法可分为3种：第一种是有氟有酸法。这种办法因其浮选作用好、简略操控、目标安稳而被广泛选用。但氟离子对土地的侵蚀作用及对周同生态环境的损坏很大。第二种是无氟有酸法。这种办法的最大长处是防止运用对环境有损坏性作用的氟离子，出产目标安稳，但强酸对选矿设备的腐蚀作用不容忽视。对浮选设备有较高要求。第三种是无氟无酸法。在天然pH条件下，经过对阴阳离子捕收剂的合理分配，发明一个共同的高浓度矿浆浮选环境，到达优先浮选杂质矿藏的意图。但因为这种办法对原砂处理及矿浆环境有较严厉的要求，出产上不简略操控，现在未能得到广泛运用。浮选法对去除赋存于重矿藏中的铁作用很好，美国硅砂选矿厂选用在酸性条件下，以石油磺酸钠、火油为捕收剂，别离出黑云母及含铁矿，使Fe2O3含量从0.12%～0.18%降至0.06%～0.065%。浮选法除铁工艺简略、本钱低、作用好。该工艺对扩展我国石英砂资源的运用规模起到了活跃的作用。
五、酸浸除铁
酸浸除铁是运用石英不溶于酸(HF在外)，含Fe的杂质矿藏能被酸液溶解的特色，然后能够实现从石英砂中除去含铁矿藏的意图。酸浸法不只能够从石英砂中除去含铁矿藏，对石英中的非金属杂质矿藏均有杰出的去除作用。
浮选后的石英颗粒其有害成分以斑驳或包裹体形状连体在表面。要脱除这部分杂质，有必要进行酸浸处理。酸浸法常用酸类有硫酸、、硝酸和等。对Fe、AI、Mg的脱除，上述酸均有作用。研讨发现对铁的去除作用比硫酸要好。在石英砂巾因为有害成分是以矿藏集合体而不是以纯矿藏形状存在，选用混合酸浸出比单一酸的酸浸作用好。各种酸的配比以及参加次序对杂质矿藏的去除也有较大影响。酸液浓度要合适，酸液浓度过低，耗时长，产值低且除杂作用欠好;酸液浓度过高，不光会使本钱添加，对设备的腐蚀加重，并且相同会使SiO2产值下降。酸浸温度对石英中杂质的除去率影响较大。温度越低，反响速度越慢，需时越长;温度越高，酸的蒸发随之加速，然后使酸的用量添加。别的，酸浸时刻、矿藏粒度及矿浆拌和均对去除作用发作影响。当经一次酸浸后产品中杂质含量达不到要求还能够进行二次酸浸和屡次酸浸，直到杂质铁的含量到达要求停止。
一般来说运用硫酸、、硝酸和费用高，并且对环境影响大。外国学者F·维格里奥等人运用草酸作浸出剂除去石英砂矿藏中的铁。这种办法是运用革酸与矿粒表面的Fe3+反响生成络合物再溶于水到达除铁意图，但这种状况下铁的溶解机理有别于无机酸对铁矿藏的溶解。运用草酸除铁长处在于，浸出时构成了可溶性络合物(例如，三草酸铁(III)络合阴离子)，该络合物在微生物和日光作用下均可被分化。别的用草酸除铁对矿石的粒度有必定的要求，一般要求把矿石磨细到均匀粒径20um左右，在处理矿石3?h以上，除铁率可达80%～100%。经过酸浸处理后，可获得SiO2纯度达99.99%，Fe含量<235ppm的高纯石英砂。
六、生物除铁
用微生物浸除石英砂颗粒表面的薄膜铁或浸染铁是新近发展起来的一种除铁技能，现在处于实验室和小型实验的研讨阶段。据国外研讨结果标明，黑曲霉菌、青霉菌、梨形毛菌、假单胞菌类、杆菌类、多粘芽胞杆菌、乳酸小球菌等微生物对石英表面氧化铁进行浸除时，均取得了较好的作用，其间以黑曲霉素菌浸除铁作用最佳，Fe2O3的去除率最高达88.8%，石英砂中Fe2O3的档次低达0.008%。研讨还发现用细菌和霉菌预先培养好的培养液浸出铁的作用更好。厌氧菌种分化铁的速率比需氧菌种要慢些。不同氧化铁矿藏的细菌浸出灵敏性不同，从褐铁矿中溶解铁比从针铁矿中要慢，可是比从赤铁矿中要快得多。值得指出的是，浸出后的终究铁含量与浸出前开始的铁含量无关，而与铁在矿藏质猜中的存在方式有关。只要不坐落矿藏晶格点阵中的铁才干经过此办法除去。

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