近年來,隨著光伏、電子玻璃等戰略性新興產業的快速發展,高純石英砂的需求量持續攀升。然而,國內優質石英資源日益稀缺,如何高效開發利用以往關注較少的海相沉積型石英砂,已成為行業研究的熱點。
海相沉積型石英砂:被忽視的潛在資源
海相沉積型石英砂與傳統脈石英、石英巖和偉晶巖相比,研究相對較少。但最新研究表明,這類資源同樣具備開發成較高品質石英砂的潛力。以福建某地海相沉積型石英砂為例,原礦SiO?含量為95.68%,Fe?O?含量為0.17%,Al?O?含量為2.28%,粒度集中分布在-0.6+0.1mm區間,石英顆粒占比約90%,主要雜質礦物為鉀長石和白云母。
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創新工藝:擦洗-分級-磁選-酸浸聯合提純
針對海相沉積型石英砂的礦物學特性,研究人員開發了一套“擦洗-分級-磁選-酸浸”的聯合提純工藝。該工藝無需能耗較高的磨礦與浮選工序,流程簡潔,經濟效益顯著。
第一步:擦洗-脫泥-分級
擦洗作業可將未解離的礦物集合體擦碎,去除石英顆粒表面附著的云母和松散的巖屑。試驗表明,在400r/min轉速、60%礦漿濃度、20分鐘擦洗時間條件下,可有效去除大部分鐵雜質。此階段主要使用擦洗機與分級篩等設備。
第二步:磁選除鐵
采用周期式脈動高梯度磁選機進行三段磁選,磁場強度1.4T,礦漿流速1.0cm/s。此環節可有效去除含鐵雜質礦物,磁選精礦Fe?O?含量降至561μg/g,Al?O?含量降至13204μg/g。高梯度磁選機是該階段的核心裝備,其磁場強度與段數的優化組合直接決定了除鐵效果。
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第三步:酸浸深度提純
酸浸階段采用10%草酸與4%氫氟酸的復合配比,在液固比1:1(mL/g)、80℃條件下常壓酸浸8小時。氫氟酸可破壞石英晶體結構,使內部包裹體雜質暴露;草酸則與金屬雜質形成穩定絡合物,促進分離。最終精礦Fe?O?含量降至63μg/g(去除率96.3%),Al?O?含量降至2540μg/g(去除率88.9%),TiO?含量降至164μg/g(去除率81.8%),總產率達81.23%。
工藝優勢:低能耗、高效益、環保友好
該工藝路線具有三大突出優勢:
其一,流程簡潔,能耗較低。無需磨礦與浮選工序,大幅降低能耗與藥劑消耗,單位產品成本顯著下降。
其二,提純效果顯著。SiO?含量從95.68%提升至99.72%,Fe?O?去除率高達96.3%,產品滿足電子玻璃用石英砂標準。
其三,環保可控。通過優化酸配比,在保證提純效果的同時有效控制酸耗,減輕環境壓力。
結語
海相沉積型石英砂的開發利用,為緩解我國優質石英資源緊張局面提供了新的解決思路。擦洗-磁選-酸浸聯合工藝的成功實踐,不僅為同類資源的開發提供了技術參考,也為石英砂選礦裝備的優化升級指明了方向。隨著相關技術的持續完善,海相沉積型石英砂有望成為高純石英原料的重要補充來源,為我國新能源與電子信息產業的高質量發展提供堅實的原材料保障。
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