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盛世矿业为您推荐如何去除石英砂中的铝杂质?

2021-02-20 14:07:11

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铝是高纯石英砂的主要杂质元素,在晶格中经常替代Si4+,并会引入平衡电荷离子(Na+、Li+等),另外在x或γ射线辐照下,Al3+会产生色心,危害石英玻璃耐辐照性能。


铝元素在石英砂主要是以3种形式存在:


一是存在于长石、云母和粘土等含铝矿物中;


二是以包裹体形式存在石英晶体内;


三是以类质同象形式存在石英晶格中。


对于以不同形式存在的铝元素,去除方式也各有不同:


(1)对于粘土类矿物,一般采用脱泥的方法便可去除。


(2)对于替换硅原子存在于石英晶格网中的铝杂质和流体包裹体,一般处理方法较难去除,可采用高温焙烧和氢氟酸酸洗。


(3)对于长石类含铝矿石,因长石是石英晶体中的Si4+被Al3+取代后混入K+、Na+等金属阳离子而形成的架状硅酸盐类矿物,所以长石与石英的物理性质相近,重选和磁选很难将长石与石英分离,浮选是两者分离Z有效的方法。


长石和石英的浮选方法分为氢氟酸法和无氟浮选法两类。


氢氟酸法是长石和石英分离的传统方法,也是技术较为成熟,应用较为广泛的技术,是在pH=2~3时,向矿浆中加入适量的HF和阳离子捕收剂将长石优先浮出,达到长石与石英浮选分离目的的方法。


目前,氢氟酸法在工业应用上效果也较好,曾经是长石和石英分离的主要工艺,但因HF有剧毒性,对环境的危害较大,现在已较少或禁止使用了,改用无氟浮选工艺。


无氟浮选法是为改变有氟法对环境严重的危害而发展的工艺,有碱性浮石英法、中性浮长石法和酸性浮长石法三种,酸性法因较为成熟而被广泛用于工业上。

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①酸性浮长石法是在pH=2~3左右,用阴阳离子混合捕收剂优先浮出长石,是主要的长石和石英浮选分离方法。


②中性浮长石法是在中性介质中,以六偏磷酸钠为抑制剂,以阴阳离子混合捕收剂优先浮选长石的方法。


③碱性浮石英法是在pH=11~12时,以碱土金属离子如Ca2+、Na+等作为活化剂,用烷基磺酸盐优先浮选出石英的方法。通过测试碱性浮长石体系中长石表面的ζ电位以及Ca2+的吸附,表明长石受到抑制;在加入1-十二烷醇这种非离子表面活性剂时,石英回收率上升明显,通过测试表面张力分析其机理得出,表面活性剂在磺酸盐和金属阳离子形成的中性络合物半胶束吸附于石英表面过程中起到促进剂的作用,并在采用长链烷基磺酸时,起分散剂作用。


铝杂质的除去主要是脱泥和浮选,其中长石和石英浮选分离经历了从有氟有酸到无氟无酸的发展过程,目前以酸性浮长石法在工业上的应用Z为广泛、成熟,但这一工艺需在强酸下进行,操作不便且易腐蚀设备,因此无氟无酸法的工业应用将成为新的发展方向,其中阴阳离子捕收剂的选择则是研究的热点。


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