貴州鑄造材料為大家介紹下石英砂主要除鐵方法有哪些？

一、機(jī)械擦洗除鐵

機(jī)械擦洗是借助機(jī)械外力和砂粒問的碰撞與摩擦來除去石英砂表面的薄膜鐵及粘附在石英砂表面的含鐵礦物。目前，擦洗技術(shù)主要是棒磨擦洗和機(jī)械擦洗。對于機(jī)械擦洗，一般認(rèn)為影響擦洗效果因素主要是擦洗機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和配置形式，其次為工藝因素，包括擦洗時間和擦洗濃度。機(jī)械擦洗的效率隨礦漿濃度增加而提高，貴州鑄造材料告訴你原因是增加礦漿濃度可以使顆粒之間碰撞的幾率增加。

研究表明，砂礦擦洗濃度在50%～60%之間效果最好。擦洗時間原則上以初步達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求為基準(zhǔn)，不宜過長.因?yàn)闀r間過長，會加大設(shè)備磨損，提高能耗和造成選礦提純成本的增加。如果采用加藥高效強(qiáng)力擦洗，配合適當(dāng)?shù)墓に嚭驮O(shè)備，采用棒磨擦洗效果會更好，因?yàn)榧铀幙梢栽龃箅s質(zhì)礦物和石英顆粒表面的電斥力，增強(qiáng)雜質(zhì)礦物與石英顆粒相互間的分離效果。對某地原礦+0.3mm?以上的石英砂進(jìn)行棒磨擦洗試驗(yàn)，F(xiàn)e2O3從0.19%降低到0.10%，鐵的去除率達(dá)47.4%。

與其它除鐵工藝相比較該LT藝具有以下特點(diǎn)：1)產(chǎn)品質(zhì)量好、可以達(dá)到浮法玻璃對優(yōu)質(zhì)硅砂的質(zhì)量要求;2)產(chǎn)量大。現(xiàn)在一些小規(guī)模的生產(chǎn)企業(yè)和加工企業(yè)使用這種方法除鐵的較多，因?yàn)樗杀镜筒僮骱唵?，但除鐵率相對較低。

二、磁選除鐵

石英砂中主要礦物—石英，是反磁性物質(zhì)，在磁場中不能被磁化。而石英砂中含鐵的雜質(zhì)礦物：赤鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦等，大部分都是磁性物質(zhì)在磁場中可以被磁化。在磁選工藝上就是利用這一性質(zhì)上的差異，通過磁選除去石英砂中的這些含鐵雜質(zhì)礦物。為了達(dá)到除去含鐵礦物目的，使磁性礦物與非磁性礦物分離，作用在磁性礦物上的磁力必須滿足如下條件：作用于磁性礦粒上的磁力大于作用于磁性礦粒上的所有機(jī)械力的合力。

磁選分為干選和濕選。以海南義昌石英砂礦生產(chǎn)工藝流程為例，把干選和濕選兩種工藝進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，濕式強(qiáng)磁選存在磁選機(jī)耗電量大、介質(zhì)易磨損、生產(chǎn)用水量大、運(yùn)行和維修成本高等缺陷。干式強(qiáng)磁選工藝操作方便，運(yùn)行和維修成本比濕式低。

在磁選工藝中，濕式強(qiáng)磁選機(jī)可以最大限度地清除包括連生體顆粒在內(nèi)的赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母等弱磁性雜質(zhì)礦物。一般而言，對含雜以弱磁性雜質(zhì)礦物為主的石英砂，利用濕式強(qiáng)磁機(jī)在10000奧斯特以上可以選出;對含雜質(zhì)以磁鐵礦為主的強(qiáng)磁性礦物，則采用弱磁機(jī)或中磁機(jī)進(jìn)行選取效果比較好。在生產(chǎn)中采用濕式強(qiáng)磁選機(jī)最佳可獲得Fe2O3為0.036%的優(yōu)質(zhì)石英砂精礦。濕式強(qiáng)磁選機(jī)除鐵效果受給料量、沖洗水量、磁場強(qiáng)度等參數(shù)影響，其中以磁場強(qiáng)度影響最大。貴州鑄造材料告訴你，另外，磁選次數(shù)越多，石英砂粒度越細(xì)，除鐵效果越好。

三、超聲波除鐵

超聲波是一種依靠媒質(zhì)來傳播的高頻率(頻率大于20000Hz)聲波，它具有機(jī)械能，在傳播的過程中會與媒質(zhì)發(fā)生相互作用，產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)及空穴效應(yīng)。當(dāng)超聲波在水(或溶液)中發(fā)出時，會產(chǎn)生許多壓縮、膨脹區(qū)域，導(dǎo)致了無數(shù)微氣泡(空化泡)的形成和破裂，這種情況被稱為空化現(xiàn)象。在空化過程中，液體內(nèi)部壓強(qiáng)發(fā)生突變，從而伴有沖擊波，其壓力可達(dá)幾千至幾萬個大氣壓。在這種沖擊波的作用下，粘附在顆粒表面的含鐵雜質(zhì)便從顆粒表面脫落下來進(jìn)人液相，從而達(dá)到除鐵的目的。

超聲波除鐵主要是除去顆粒表面的次生鐵薄膜(即“薄膜鐵”)。鐵質(zhì)薄膜結(jié)合牢固，在選礦中使用的機(jī)械擦洗方法不能使其分離出來。用超聲波技術(shù)處理含“薄膜鐵”的天然硅砂具有時間短效率高的特點(diǎn)。當(dāng)處理時間10min時，除鐵率一般可達(dá)46%～70%。在采用超聲波除鐵應(yīng)注意及時排除廢液，防止因二次粘附而降低除鐵效果。超聲波清洗與化學(xué)藥劑(分散劑)相結(jié)合，除鐵率可以提高5%～30%。貴州鑄造材料告訴你超聲波對藥劑的強(qiáng)化作用主要原因是空化作用的存在既有助于藥劑的分散，增加其與礦粒表面的作用幾率，又有助于藥劑在顆粒表面進(jìn)行的溶解和分散作用。采用超聲波除鐵時，礦漿濃度不宜過大。因?yàn)楫?dāng)濃度太大時，因解吸下來的雜質(zhì)太多不能及時排走，便會再次吸附在顆粒表面，使除鐵效果反而下降。超聲波的強(qiáng)度對石英砂的除鐵效果也有一定的影響，超聲波的強(qiáng)度越強(qiáng)除鐵效率越高。

超聲波除鐵與機(jī)械擦洗相比此法不僅可消除礦物表面雜質(zhì)，而且可以清除顆粒解理縫隙處的雜質(zhì)，因而，其除鐵效果更好。超聲波除鐵對于硅砂這種廉價(jià)資源來說，目前還顯得比較昂貴，在大型選礦廠應(yīng)用仍有困難，但用于那些要求純度高、用量少的生產(chǎn)領(lǐng)域是可能的。

四、浮選除鐵

浮選法主要是用來分離石英砂中的長石，也可用來除去石英砂中的云母等粘土礦物以及次生鐵。最典型工藝是以氫氟酸為活化劑，在強(qiáng)酸性下(pH?2～3)采用胺類陽離子捕收劑進(jìn)行浮選。浮選鐵時，NaOH可用來抑制被金屬離子活化的石英;浮選長石、云母等粘土礦時，H2SO4不僅可以在被浮的長石表面產(chǎn)生定位吸附，降低表面負(fù)龜性，而且可活化長石和云母。

貴州鑄造材料告訴你浮選法可分為3種：第一種是有氟有酸法。這種方法因其浮選效果好、容易控制、指標(biāo)穩(wěn)定而被廣泛采用。但氟離子對土地的侵蝕作用及對周同生態(tài)環(huán)境的破壞很大。第二種是無氟有酸法。這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是避免使用對環(huán)境有破壞性作用的氟離子，生產(chǎn)指標(biāo)穩(wěn)定，但強(qiáng)酸對選礦設(shè)備的腐蝕作用不容忽視。對浮選設(shè)備有較高要求。第三種是無氟無酸法。在自然pH條件下，通過對陰陽離子捕收劑的合理調(diào)配，創(chuàng)造一個獨(dú)特的高濃度礦漿浮選環(huán)境，達(dá)到優(yōu)先浮選雜質(zhì)礦物的目的。但由于這種方法對原砂處理及礦漿環(huán)境有較嚴(yán)格的要求，生產(chǎn)上不容易控制，目前未能得到廣泛應(yīng)用。浮選法對去除賦存于重礦物中的鐵效果很好，美國硅砂選礦廠采用在酸性條件下，以石油磺酸鈉、煤油為捕收劑，分離出黑云母及含鐵礦，使Fe2O3含量從0.12%～0.18%降至0.06%～0.065%。浮選法除鐵工藝簡單、成本低、效果好。該工藝對擴(kuò)大我國石英砂資源的利用范圍起到了積極的作用。

五、酸浸除鐵

酸浸除鐵是利用石英不溶于酸(HF除外)，含F(xiàn)e的雜質(zhì)礦物能被酸液溶解的特點(diǎn)，從而可以實(shí)現(xiàn)從石英砂中除去含鐵礦物的目的。酸浸法不僅可以從石英砂中除去含鐵礦物，對石英中的非金屬雜質(zhì)礦物均有良好的去除效果。

浮選后的石英顆粒其有害成分以斑點(diǎn)或包裹體形態(tài)連體在表面。要脫除這部分雜質(zhì)，必須進(jìn)行酸浸處理。酸浸法常用酸類有硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸等。對Fe、AI、Mg的脫除，上述酸均有效果。研究發(fā)現(xiàn)鹽酸對鐵的去除效果比硫酸要好。在石英砂巾由于有害成分是以礦物集合體而不是以純礦物形態(tài)存在，采用混合酸浸出比單一酸的酸浸效果好。各種酸的配比以及加入順序?qū)﹄s質(zhì)礦物的去除也有較大影響。酸液濃度要適合，酸液濃度過低，耗時長，產(chǎn)量低且除雜效果不好;酸液濃度過高，不但會使成本增加，對設(shè)備的腐蝕加劇，而且同樣會使SiO2產(chǎn)量降低。酸浸溫度對石英中雜質(zhì)的除去率影響較大。溫度越低，反應(yīng)速度越慢，需時越長;溫度越高，酸的揮發(fā)隨之加快，從而使酸的用量增加。另外，酸浸時間、礦物粒度及礦漿攪拌均對去除效果產(chǎn)生影響。當(dāng)經(jīng)一次酸浸后產(chǎn)品中雜質(zhì)含量達(dá)不到要求還可以進(jìn)行二次酸浸和多次酸浸，直到雜質(zhì)鐵的含量達(dá)到要求為止。

貴州鑄造材料告訴你一般來說使用硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸費(fèi)用高，而且對環(huán)境影響大。外國學(xué)者F·維格里奧等人使用草酸作浸出劑除去石英砂礦物中的鐵。這種方法是利用革酸與礦粒表面的Fe3+反應(yīng)生成絡(luò)合物再溶于水達(dá)到除鐵目的，但這種情況下鐵的溶解機(jī)理有別于無機(jī)酸對鐵礦物的溶解。使用草酸除鐵優(yōu)點(diǎn)在于，浸出時形成了可溶性絡(luò)合物(例如，三草酸鐵(III)絡(luò)合陰離子)，該絡(luò)合物在微生物和日光作用下均可被分解。另外用草酸除鐵對礦石的粒度有一定的要求，一般要求把礦石磨細(xì)到平均粒徑20um左右，在處理礦石3?h以上，除鐵率可達(dá)80%～100%。經(jīng)過酸浸處理后，可獲得SiO2純度達(dá)99.99%，F(xiàn)e含量<235ppm的高純石英砂。

六、生物除鐵

用微生物浸除石英砂顆粒表面的薄膜鐵或浸染鐵是新近發(fā)展起來的一種除鐵技術(shù)，目前處于實(shí)驗(yàn)室和小型試驗(yàn)的研究階段。據(jù)國外研究結(jié)果表明，黑曲霉菌、青霉菌、梨形毛菌、假單胞菌類、桿菌類、多粘芽胞桿菌、乳酸小球菌等微生物對石英表面氧化鐵進(jìn)行浸除時，均取得了較好的效果，其中以黑曲霉素菌浸除鐵效果最佳，F(xiàn)e2O3的去除率最高達(dá)88.8%，石英砂中Fe2O3的品位低達(dá)0.008%。研究還發(fā)現(xiàn)用細(xì)菌和霉菌預(yù)先栽培好的培養(yǎng)液浸出鐵的效果更好。厭氧菌種分解鐵的速率比需氧菌種要慢些。不同氧化鐵礦物的細(xì)菌浸出靈敏性不同，從褐鐵礦中溶解鐵比從針鐵礦中要慢，但是比從赤鐵礦中要快得多。值得指出的是，浸出后的最終鐵含量與浸出前最初的鐵含量無關(guān)，而與鐵在礦物原料中的存在形式有關(guān)。只有不位于礦物晶格點(diǎn)陣中的鐵才能通過此方法除掉。

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