中國粉體網(wǎng)訊 在石英砂的各種應(yīng)用領(lǐng)域中，鐵是其中最有害的雜質(zhì)，石英砂的提純一般以除鐵為主要目的。鐵雜質(zhì)在石英砂中的賦存狀態(tài)，決定了用什么方法可將其去除以及去除的程度。由石英砂的具體情況，可以將鐵的賦存狀態(tài)分為5種形式。
鐵在石英砂中的賦存狀態(tài)
（1）黏土礦物中
一般出露地表的礦床中，含有的風(fēng)化黏土較多。這種黏土是由石灰石、長石、頁巖等風(fēng)化而成，黏土的主要成分含有石英、云母、褐鐵礦、方解石和綠泥石混合物的天然水成釩土硅酸鹽，其顆粒粒度很�。�10um以下）。
（2）重礦物及磁性礦物中
重礦物是指其相對密度大于2.9的礦物。這些礦物大多具有磁性或弱磁性，鐵是這些礦物中的基本元素。
（3）輕礦物中
輕礦物主要是指長石。長石中的Al有時被Fe給取代，其含量可高達0.5%-0.7%。此外，還有白云母、高嶺石、白云石、方解石等，在這些礦物中，F(xiàn)e是以類質(zhì)同象形式存在晶格中，由于其密度與石英差不多，所以分離相當困難。
（4）薄膜鐵中
石英砂中顆粒在純凈狀況下，呈白色，受到污染后呈褐色、灰色、黃色甚至紅色等。石英顆粒的污染主要是鐵質(zhì)污染和泥質(zhì)污染。在成礦過程中，某種礦物以薄膜或微粒狀產(chǎn)生于石英礦物內(nèi)部或者表面，這種成礦過程造成的鐵質(zhì)污染比較難消除。實際上，所謂的薄膜鐵大多是指這種情況。
（5）連生體或晶格中
石英砂中的不同礦物基本上處于單體解離的狀態(tài)，但石英砂中顆粒與其他含鐵礦物連生在一起的狀況仍然存在，這種連生體多數(shù)是暗色礦物，有的包裹在其顆粒的內(nèi)部，有的鑲嵌在顆粒的邊緣，成為礦物集合體，這就是所謂的包裹鐵。
在石英砂除鐵的各種方法的實際應(yīng)用中，單獨使用一種方法就可以生產(chǎn)合格的石英砂的情況是很少的，往往是兩種及以上的方法相結(jié)合，從而達到提純標準。石英砂除鐵的方法有以下幾種。
石英砂除鐵的方法
（1）水洗和分級脫泥
因石英砂的粒度一般遠大于黏土礦物的粒度，簡單的水洗就可以去除石英砂中的粘土礦物。同時，隨著石英砂顆粒變細，顆粒中的重礦物和長石含量較大，它們不像石英那樣耐風(fēng)化，鐵質(zhì)和鋁質(zhì)等雜質(zhì)品位反而升高，SiO2的品位隨之降低，故石英砂的水選和分級脫泥，不僅可去除黏土礦物，而且還除去0.1mm以下的細粒礦物。但對于石英砂表面的薄膜鐵難以去除。
（2）機械擦洗除鐵
機械擦洗是借助外力和砂礫間的碰撞與摩擦，來除去石英砂表面的鐵質(zhì)薄膜及吸附在石英砂表面的含鐵礦物，進而達到除鐵的目的。機械擦洗工藝包括棒磨擦洗和傳統(tǒng)機械擦洗兩類，擦洗機的結(jié)構(gòu)和配置形式、擦洗工藝等因素共同控制了石英砂的除鐵效果。機械擦洗除鐵工藝是目前應(yīng)用最為廣泛的石英砂除鐵工藝，其具有質(zhì)量好、產(chǎn)量大、成本低廉、操作簡單的特點，能夠滿足浮法玻璃對優(yōu)質(zhì)硅砂的要求，是小規(guī)模生產(chǎn)加工企業(yè)的首選。
（3）磁選除鐵
石英砂中含鐵的雜質(zhì)礦物具有可磁化的特性，利用外界磁場可以將石英砂中的可磁化礦物與非磁性礦物分離，進而達到除去鐵質(zhì)的目的。磁選除鐵主要針對石英顆粒間隙及與石英呈聯(lián)生體形式產(chǎn)出的磁性礦物，如赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母等，但是對于表面吸附的鐵質(zhì)薄膜，該種方法的效果并不理想。
（4）超聲波除鐵
超聲波除鐵工藝是利用超聲波在水中發(fā)生空化過程中產(chǎn)生沖擊波，沖擊波使得石英砂顆粒表面的含鐵雜質(zhì)脫離進入溶液，到達除鐵的目的。超聲波除鐵可以有效去除石英砂顆粒表面的次生鐵質(zhì)薄膜，但其工藝方法比較昂貴，多用于高附加值、精密硅產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
（5）浮選除鐵
根據(jù)不同礦物密度及物理性質(zhì)的差異，可以利用浮選法來降低石英砂中雜質(zhì)鐵的含量。根據(jù)所采用活化劑的差異，可劃分為三種：第一種是有氟有酸法，該種方法效果好、操作簡單、指標穩(wěn)定，但其污染較為嚴重，對生態(tài)破壞較大；第二種是無氟有酸法，相較第一種方法，減少氟的使用使得其對生態(tài)的破壞大大降低，但強酸提高了浮選設(shè)備的腐蝕損耗；第三種方法是無氟無酸法，這種方法技術(shù)要求較高，工藝流程復(fù)雜，目前應(yīng)用較少。
（6）酸浸除鐵
酸浸除鐵法主要是利用石英不溶于酸（氫氟酸除外），其它雜質(zhì)礦物能被酸溶解的特點，從而達到對石英砂的進一步提純。酸浸法不僅僅能將鐵質(zhì)從石英砂中去除，同時對非金屬雜質(zhì)礦物也有較好的效果。目前，酸浸法主要包括單酸浸法和混合酸浸法兩種。單酸浸法主要針對雜質(zhì)比較單一的石英砂�；旌纤峤ㄊ菍⒉煌乃峄旌显谝黄�，協(xié)同去除石英砂中的各類雜質(zhì)，去除效率更高，產(chǎn)品純度也較好。酸浸法常用的酸類包括硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸等，亦有采用對環(huán)境危害較小的草酸進行除鐵。影響酸處理效果的主要因素包括石英砂粒度、酸的濃度、溫度、時間以及各類酸的混合比例、投放時間等。
（7）微生物法除鐵
微生物法除鐵是最新發(fā)展起來的一種技術(shù)，目前處于實驗室和小型試驗的研究階段。國外的研究報告指出，他們試驗了細菌和霉菌等微生物對石英砂進行除鐵取得了較好的效果，黑曲霉菌除鐵效果最佳，它產(chǎn)生一種主要成分為檸檬酸和草酸的細菌培養(yǎng)液，在二段選礦中，石英砂在90℃溫度下用培養(yǎng)液浸慮，可使石英砂中Fe2O3的含量降至0.012%，非常適合生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玻璃。
參考來源：
汪本高：石英砂提純工藝及表面改性研究，成都理工大學(xué)
胡宏坤，等：石英砂除鐵方法簡述，鳳陽杜氏礦業(yè)有限公司
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