近年来,随着光伏、电子玻璃等战略性新兴产业的快速发展,高纯石英砂的需求量持续攀升。然而,国内优质石英资源日益稀缺,如何高效开发利用以往关注较少的海相沉积型石英砂,已成为行业研究的热点。
海相沉积型石英砂:被忽视的潜在资源
海相沉积型石英砂与传统脉石英、石英岩和伟晶岩相比,研究相对较少。但最新研究表明,这类资源同样具备开发成较高品质石英砂的潜力。以福建某地海相沉积型石英砂为例,原矿SiO₂含量为95.68%,Fe₂O₃含量为0.17%,Al₂O₃含量为2.28%,粒度集中分布在-0.6+0.1mm区间,石英颗粒占比约90%,主要杂质矿物为钾长石和白云母。
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创新工艺:擦洗-分级-磁选-酸浸联合提纯
针对海相沉积型石英砂的矿物学特性,研究人员开发了一套“擦洗-分级-磁选-酸浸”的联合提纯工艺。该工艺无需能耗较高的磨矿与浮选工序,流程简洁,经济效益显著。
第一步:擦洗-脱泥-分级
擦洗作业可将未解离的矿物集合体擦碎,去除石英颗粒表面附着的云母和松散的岩屑。试验表明,在400r/min转速、60%矿浆浓度、20分钟擦洗时间条件下,可有效去除大部分铁杂质。此阶段主要使用擦洗机与分级筛等设备。
第二步:磁选除铁
采用周期式脉动高梯度磁选机进行三段磁选,磁场强度1.4T,矿浆流速1.0cm/s。此环节可有效去除含铁杂质矿物,磁选精矿Fe₂O₃含量降至561μg/g,Al₂O₃含量降至13204μg/g。高梯度磁选机是该阶段的核心装备,其磁场强度与段数的优化组合直接决定了除铁效果。
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第三步:酸浸深度提纯
酸浸阶段采用10%草酸与4%氢氟酸的复合配比,在液固比1:1(mL/g)、80℃条件下常压酸浸8小时。氢氟酸可破坏石英晶体结构,使内部包裹体杂质暴露;草酸则与金属杂质形成稳定络合物,促进分离。最终精矿Fe₂O₃含量降至63μg/g(去除率96.3%),Al₂O₃含量降至2540μg/g(去除率88.9%),TiO₂含量降至164μg/g(去除率81.8%),总产率达81.23%。
工艺优势:低能耗、高效益、环保友好
该工艺路线具有三大突出优势:
其一,流程简洁,能耗较低。无需磨矿与浮选工序,大幅降低能耗与药剂消耗,单位产品成本显著下降。
其二,提纯效果显著。SiO₂含量从95.68%提升至99.72%,Fe₂O₃去除率高达96.3%,产品满足电子玻璃用石英砂标准。
其三,环保可控。通过优化酸配比,在保证提纯效果的同时有效控制酸耗,减轻环境压力。
结语
海相沉积型石英砂的开发利用,为缓解我国优质石英资源紧张局面提供了新的解决思路。擦洗-磁选-酸浸联合工艺的成功实践,不仅为同类资源的开发提供了技术参考,也为石英砂选矿装备的优化升级指明了方向。随着相关技术的持续完善,海相沉积型石英砂有望成为高纯石英原料的重要补充来源,为我国新能源与电子信息产业的高质量发展提供坚实的原材料保障。
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