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石英砂除铁工艺的方法

编辑:佚名 来源:本站原创 更新时间:2018年06月09日 


石英砂除铁工艺的方法


 由于这些含铁杂质的存在大大降低了石英砂的使用价值,影响产品的质量,比如在玻璃生产中,含铁杂质对玻璃的生产和质量都会产生较大的危害,特别是玻璃熔制过程中的热力学性质和玻璃成品的透光性。因此在生产过程中提高石英砂的品位降低铁元素的含量就显得非常重要。在现实生产中把原料进行水洗脱泥,再采用机械擦洗、磁选、浮选、超声波清洗、酸浸工艺来除去石英砂中的铁元素,提高石英砂的价值。

 

一、机械擦洗除铁

 

    机械擦洗是借助机械外力和砂粒问的碰撞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物。目前,擦洗技术主要是棒磨和机械擦洗。对于机械擦洗,一般认为影响擦洗效果因素主要是擦洗机的结构特点和配置形式,其次为工艺因素,包括擦洗时间和擦洗浓度。机械擦洗的效率随矿浆浓度增加而提高,原因是增加矿浆浓度可以使颗粒之间碰撞的几率增加。研究表明,砂矿擦洗浓度在50%~60%之间效果最好。擦洗时间原则上以初步达到产品质量要求为基准,不宜过长.因为时间过长,会加大设备磨损,提高能耗和造成选矿提纯成本的增加。如果采用加药高效强力擦洗,配合适当的工艺和设备,采用棒磨擦洗效果会更好,因为加药可以增大杂质矿物和石英颗粒表面的电斥力,增强杂质矿物与石英颗粒相互间的分离效果。

 

二、磁选除铁

 

英砂中主要矿物—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物: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可以被磁化。在磁选工艺中,湿式强磁选机可以最大限度地清除包括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物。一般而言,对含杂以弱磁性杂质矿物为主的石英砂,利用湿式强磁机在10000奥斯特以上可以选出;对含杂质以磁铁矿为主的强磁性矿物,则采用弱磁机或中磁机进行选取效果比较好。在生产中采用湿式强磁选机最佳可获得Fe2O3为0.036%的优质石英砂精矿。湿式强磁选机除铁效果受给料量、冲洗水量、磁场强度等参数影响,其中以磁场强度影响最大。另外,磁选次数越多,石英砂粒度越细,除铁效果越好。

 

三、超声波除铁

 

超声波是一种依靠媒质来传播的高频率声波,它具有机械能在传播的过程中会与媒质发生相互作用,产生机械效应、热效应及空穴效应。当超声波在水(或溶液)中发出时,会产生许多压缩、膨胀区域,导致了无数微气泡(空化泡)的形成和破裂,这种情况被称为空化现象。在空化过程中,液体内部压强发生突变,从而伴有冲击波,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,从而达到除铁的目的。

 

四、浮选除铁

浮选法主要是用来分离石英砂中的长石,也可用来除去石英砂中的云母等粘土矿物以及次生铁。最典型工艺是以氢氟酸为活化剂,在强酸性下(pH 2~3)采用胺类阳离子捕收剂进行浮选。浮选铁时,NaOH可用来抑制被金属离子活化的石英;浮选长石、云母等粘土矿时,H2SO4不仅可以在被浮的长石表面产生定位吸附,降低表面负龟性,而且可活化长石和云母。

 

五、酸浸除铁

酸浸除铁是利用石英不溶于酸(HF除外),含Fe的杂质矿物能被酸液溶解的特点,从而可以实现从石英砂中除去含铁矿物的目的。酸浸法不仅可以从石英砂中除去含铁矿物,对石英中的非金属杂质矿物均有良好的去除效果。

 

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术,目前处于实验室和小型试验的研究阶段。据国外研究结果表明,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,均取得了较好的效果,其中以黑曲霉素菌浸除铁效果最佳,Fe2O3的去除率最高达88.8%,石英砂中Fe2O3的品位低达0.008%。研究还发现用细菌和霉菌预先栽培好的培养液浸出铁的效果更好。厌氧菌种分解铁的速率比需氧菌种要慢些。不同氧化铁矿物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,但是比从赤铁矿中要快得多。值得指出的是,浸出后的最终铁含量与浸出前最初的铁含量无关,而与铁在矿物原料中的存在形式有关。只有不位于矿物晶格点阵中的铁才能通过此方法除掉。


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