Что мешает процессу очистки высокочистого кварцевого песка?
Подготовка кварца высокой чистоты осуществляется в основном путем химического синтеза, обработки природных кристаллов и глубокой очистки кварцевых минералов. Однако, поскольку подготовка химического синтеза и обработка природных кристаллов ограничены сырьем, стоимостью, производительностью и т. д., это сложно для крупномасштабного промышленного применения. Таким образом, получение высокочистого кварца путем обработки минералов находится в центре внимания исследований и приложений в прошлом и настоящем.
Процесс очистки высокочистого кварца сначала измельчает жильный кварц или кварцит до требуемого размера частиц и удаляет некоторые примеси, а затем отделяет или растворяет примеси физическими и химическими средствами. Весь процесс очистки можно просто обобщить как три процесса: предварительная обработка, физическая обработка и химическая обработка, и, в частности, используются различные методы обогащения, такие как дробление, измельчение, просеивание, магнитная сепарация, травление и хлорирование. Соответствующий процесс очистки кварца разработан в соответствии с составом и качеством исходной руды: кварцевая руда с высоким содержанием натрия должна быть прокалена при высокой температуре, а карбонатные минералы с высоким содержанием кальция и магния должны быть предварительно обработаны соляной кислотой.
В частности, три основных этапа очистки кварцевого песка высокой чистоты заключаются в следующем:
(1) Ссылка на предварительную обработку. Целью стадии предварительной обработки является предварительное просеивание примесей или измельчение кварцевого сырья до требуемого размера частиц, способствующего выделению примесей и последующей переработке. Как правило, используются механическое дробление, электрическое дробление, оптическая сортировка, ультразвуковое дробление, дробление термическим ударом и другие методы обработки.
(2) Стадия физической обработки. Физические методы обогащения в основном включают измельчение, разделение по цвету, магнитную сепарацию, флотацию и другие методы, которые обычно используются для обработки примесей сопутствующих минералов в кварце.
(3) Стадия химической обработки. По сравнению с физическим обогащением химическая обработка более эффективна для удаления примесей, а преимущества глубокого проникновения в микротрещины и границы зерен позволяют лучше справляться с включениями и примесями решетчатого типа. Травление, выщелачивание и термическое хлорирование являются тремя основными процессами химической обработки.
Что касается примесей, которые труднее всего очистить?
В кварце много видов примесных элементов. Содержание каждого примесного элемента в кварце по-разному влияет на очистку и обработку. Поэтому необходимо учитывать верхний предел содержания основных примесных элементов, а не просто устанавливать верхний предел общего количества. Природные кристаллы кварца часто образуются вместе с различными минералами, такими как хлорит, рутил, турмалин, кальцит, флюорит, мусковит, биотит, сфалерит, гематит, пирит, эпидот, кордиерит, полевой шпат, амфибол, гранат, пироксен, топаз, ильменит. глинистые минералы и др., эти минералы являются основным источником примесей в твердых включениях кварца.
Fe: для различных форм примесей железа различные методы обогащения и очистки, такие как просеивание, классификация, скруббер, химическое кислотное выщелачивание, флотация, гравитационное разделение, магнитное разделение и микробное выщелачивание, могут эффективно очищать примеси железа.
Al: Примеси алюминия в кварцевой руде в основном существуют в виде полевого шпата, слюды и глинистых минералов, которые можно удалить с помощью методов очистки и сортировки обесшламливания. Для алюминийсодержащих минералов в форме полевого шпата эффективное отделение от кварца всегда было трудным моментом в обогатительной промышленности, особенно разделение полевого шпата и кварца. Поскольку они принадлежат к каркасным силикатным минералам с очень похожими физическими свойствами, их нельзя разделить с помощью гравитационного разделения и магнитного разделения. Наиболее эффективным методом является флотация, а при глубокой очистке применяют также смешанное кислотное выщелачивание.
Поэтому некоторые ученые судят о том, можно ли использовать природный кварц в качестве кварца высокой чистоты, по содержанию Al и Ti в кварце. Обычно содержание Al и Ti в кварце относительно велико, и их трудно удалить простым процессом очистки, а тонкая очистка увеличивает стоимость производства. Поэтому содержание Al и Ti в кварце является основным фактором, ограничивающим чистоту кварца. Соответственно, при содержании Al и Ti в кварце менее 25 мкг/г и 10 мкг/г природного кварца соответственно его можно отнести к категории высокочистого кварца.
Таким образом, мы считаем, что технологический процесс очистки высокочистого кварцевого песка не сложен, но трудно идентифицировать руды и добиться окончательной очистки от некоторых примесей с помощью комбинированных процессов, особенно для удаления некоторых конкретных элементов.