摘要:随着电子工业和高科技产业的发展,对高纯度的石英砂用量日益增加,如何充分利用国内资源,减少外汇支出。我国自1989年开始。作提纯石英砂的方法研究。于1993年建成3000t/a生产厂,1995年再扩建1600t/a的生产规模,至今能生产不同规格的石英砂供市场需要。
石英玻璃在现代科技的发展中很重要,是高技术产业的基础材料。它在建筑、化工、照明、源子能、无线电电子学、半导体技术、仪器制造、航天航空、高频率技术、有色冶金以及国防诸方面均获得广泛应用。据国内外资料预测,石英及其制品在未来十年中将成为国际市场畅销产品,需求量将持续增长。我国“九五”期间及未来十年中也将发展电子产业。但是,随着世界范围内水晶资源的日益枯竭,尽快寻求水晶代用原料,目前已成为石英驶璃发展的突出问题。解决水晶代用原料有三种途径:(1)人造水晶;(2)用溶胶一凝胶法及四氯化硅气相沉积法等人工合成石英玻璃;(3)用天然硅石经加工提纯后代替水晶。
上述前二种方法由于能耗大、成本高,故在我国今后大规模生产困难较大。用硅石代替水晶,即高纯石英砂生产技术是发展石英玻璃的有效途径。高纯石英砂工艺技术属高新技术领域,目前美国处于世界较先进水平。其特点是工业化产量大、装备自动化程度高。从1972年开始工业化生产,至今已发展到第六代产品,其第六代产品杂质总含量小于8ppm,透明度达光学级。
我园许多学者和工程师对石英提纯加工进行了长期研究,并取得了很大进展。下面,波涛石英砂厂家来阐述一下较高纯石英砂的深加工生产。
1 脉石英加工
石英原生脉矿首先进行人工手选,以手选工人具备的识别石英的优劣知识,分别将矿石分选成优良和乳白普通石英两种加工原料,分别加工,生产出不同质量、规格的较高纯石英砂和酸洗高纯石英砂两种石英砂产品,满足用户要求。
手选后的石英原矿,用领式和圆辊式破碎机进行破碎加工。若是需要进一步提纯的原料,颚式破碎后还番再进行人工手选。若是不需进一步加工提纯时,原料可直接进砾磨机进行膊碎,再进行筛分分级,可获得:6-8、8-12、12-24至70~140、200、325目等11种不同粒级的石英砂产品,直接供市场需求。这些产品属精制石英砂,其中含SiO2为99.8%和99.6%两种精制石英砂产品。
2 石英砂岩加工
矿石原矿进厂后,不需人工手选,可直接进行加工加工程序同脉石英的加工过程,亦可生产出11种不同粒级的产品,各产品含SiO2为96~98%,称之为普通石英砂产品。可直接销售给铸造、化工、玻璃、陶瓷、酎火材料等用户。
上述加工的各种产品都设有除铁装量,每个粒级的产品在包装前均通过磁场,,只能除去混入的自然铁和强磁性矿物,,使产品含铁均小于0.05%以下。
3 石英砂提纯工艺
前面已提到过脉石英矿进行粗加工过程,原矿进厂后先进行人工手选,分选出优良石英矿和乳白石英矿两种产品,优良石英矿作为加工较高纯石英砂的原料,乳白石英矿作为普通高纯石英砂的原料,分别进行不同的提纯加工。
3.1 较高纯石英砂加工
作为较高纯石英砂的加工原料,在破碎和分级后,再进行一次人工手选,挑出带小气泡幕,乳白色晶带、异类杂质、色斑及矿渣溶的石英块等,剩余的石英再进行磨碎、分级分出40~70目、70~140目两种粒级作为加工较高纯石英砂的原料。
对加工原料首先进行强磁选,脱除含铁物料,再进行浮选,脱除长石等重矿物杂质,后用化学处理的方法清除硅砂表面和裂隙中的污染物,即获得较高纯石英砂产品。
(1)磁选作业,采用磁场强度为12000奥斯特的强磁场磁选机,使产品中含Fe2O3小于2ppm。
(2)浮选作业,是在酸性介质中添加氢氟酸、胺类捕收剂、燃料油和松油进行浮选,浮出长石等重矿物作为泡沫分离,其尾矿即为石英砂精矿。
(3)化学处理作业,作为石英玻璃生产主要原料的石英砂中,有害的杂质是各种含铁物质,其中包括含铁粘土、黑云母、磁铁矿、赤铁矿、祸铁矿、针铁矿、钛铁矿及石英颗粒表面氧化铁薄膜等。采用常规选矿方法,虽然可除去绝大部分单体含铁矿物,但对石英砂粒表面氧化铁薄膜及裂隙内的铁染杂质,则难以除去。对于一些光学玻璃、仪器玻璃及某些特殊玻璃,有时要求所用石英砂中SiO2含量达99.9%甚至99.99%,含铁量要低于0.01%,甚至要求要低于几个ppm的含量,这就需要用酸浸法来进行处理。
3.2 普通高纯石英砂加工
该产品加工原料为人工手选出的另一种脉石英矿石。经与相同粗加工的程序加工后,取40~70目、70-140目两种粒级的石英砂来进行加工。
用化学处理后的废酸液,在空气搅拌槽内加温(85℃以上)进行酸洗处理,即可获得普通高纯石英砂产品,产品含SiO2为99.96%以上,含Fe2O3小于5ppm以下。
酸洗后的废酸溶液进中和塔处理,达到国家排放标准后方可排放。
该生产工艺所获得的较高纯石英砂产品,其规格质量均达到相当于国内四级水晶粉料标准指标,代替四级水晶做透明石英玻璃,缓解水晶原料紧张之急。普通高纯石英砂产品,主要用于硅酸钾生产,电视机显像管玻壳和大型集成电路填料等工业。