低品位石英砂常见类型与选矿方法

一、低品位石英砂常见类型

常见的低品位石英砂类型包括天然石英砂、石英砂岩和粉石英矿：

1.天然石英砂：

天然石英砂是由脉石英、石英岩、花岗岩和石英砂岩等经风化作用、水流冲击和自然聚集形成的砂状颗粒。

其主要矿物成分以石英为主，伴生矿物主要有钛铁矿、长石、云母、锆英石、粘土矿物、电气石、角闪石等。

天然石英砂典型的矿床类型分为海相沉积砂矿床和河湖相沉积砂矿床。

2.石英砂岩：

石英砂岩是一种沉积类砂质岩石，由石英砂颗粒被外部胶结物固结而形成。

其硅质岩屑和石英含量大于95%，常见的胶结物有玉髓和蛋白石等硅质胶结物。

石英砂岩中还可能与电气石、金红石、磁铁矿、云母、长石和粘土等矿物伴生。

3.粉石英矿：

粉石英矿是一种含SiO2极纯的天然微粒状石英粉，又名硅氧土、硅土、软硅氧、非晶质硅氧、类硅藻土。

一般含SiO2 98%~99.7%，Al2O3 0.13%~1%，Fe2O3 0.03%~0.68%，TiO2 0.01%~0.2%，CaO 0.05%~0.2%，M9O 0.01%，Na2O+K2O 0.01%~0.44%，尚含极微量Mn、Pb、S、P等杂质。

粉石英矿具有颗粒细、易加工、用途广等特点，在陶瓷、环氧绝缘封装材料、电瓷、涂料、塑料橡胶填料以及耐火材料等领域应用率很高。

二、低品位石英砂常见选矿方法

1、天然石英砂选矿方法

(1)擦洗脱泥：天然石英砂是由母岩在自然界中长期风化形成的砂质矿物材料，主要成分是石英，伴生矿物有长石、云母等脉石矿物及重矿物。其选矿一般采用擦洗脱泥 - 分级 - 重选 - 磁选的工艺流程。擦洗脱泥是利用机械擦洗机的械外力和砂粒之间的碰撞和摩擦来达到除铁的目的。擦洗效率随着矿浆浓度的增加而提高，砂矿擦洗浓度在 50%-60% 效果较好。在擦洗过程中，附着在石英砂颗粒表面的粘土矿物等杂质会被剥离，形成细小颗粒，增加产品中的细小颗粒含量。为确保产品质量，需通过分级实现目的矿物和杂质的分离。

(2)分级：在擦洗过程中，一些杂质形成混合在悬浮液中的细小颗粒，由于这些物质非常精细，在水介质的扰动作用下，很难实现与石英的完全分离。为了确保产品质量，需要通过分级来实现目的矿物和杂质的分离。

(3)重选：由于原矿中的重矿物与石英的密度差别较大，在相近的粒度范围内可以通过重选手段去除。

(4)磁选：经过重选得到的精矿再通过磁选作业可以降低其中氧化铁的含量，提高精矿品位。

2、石英砂岩选矿方法

(1)擦洗脱泥：石英砂岩是一种固结的沉积类砂质岩石，常见有蛋白石和玉髓等硅质胶结物，伴生矿物除少量长石、云母和粘土矿物以外，还含有微量的电气石等矿物。石英砂岩选矿一般采用擦洗脱泥 - 磨矿 - 磁选 - 分级 - 酸浸的工艺流程。采用机械擦洗，擦洗效果与擦洗强度和擦洗时间密切相关，水矿比控制在 50%-70%，可以有效降低石英砂岩中氧化铝和铁的含量。

(2)磨矿：洗矿脱泥后的粗粒产品进入球磨机中进行磨矿，筛上、筛下产品分别烘干称重，得到下一步磁选产品。

(3)磁选—分级：磁选作业可分离出强磁性矿物磁铁矿、钛磁铁矿等矿物和中等磁性矿物钛铁矿、假象和半假象赤铁矿等矿物。

(4)酸浸：酸浸的是消除一些难溶于水而溶于酸的杂质矿物，如金属氧化物或细小的硅酸盐矿物，通常使用盐酸、硝酸、硫酸和氢氟酸组成的混合酸。

3、粉石英矿选矿方法

(1)擦洗脱泥：粉石英矿的母岩是由微粒石英组成，在表生风化作用下形体碎裂为粉石英，单体粒径大都为 10μm 以下。矿石中的脉石矿物有高岭石等。粉石英矿选矿一般采用擦洗脱泥 - 分级 - 磁选 - 浮选 - 酸洗的工艺流程。对石英砂进行擦洗，除去表面粘土、泥性杂质及薄膜铁。

(2)分级：由于粉石英本身的脆性以及研磨和剥落的机械力，附着在其表面的铁和粘土类物质会被剥落，还需要通过分级来分离目标矿物和杂质矿物。

(3)磁选：分级后进行磁选，除去磁性脉石矿物。

(4)浮选：非磁性产物入浮选机进行浮选，除去长石、云母等杂质矿物。由于粉石英中的杂质相对较少，使用反浮选更有利于减少捕收剂和起泡剂的用量。

(5)酸洗：石英与长石的分离主要是在酸性条件下进行的，通常使用磺酸钠和胺作为捕收剂。浮选产品再经过高温酸浸，对酸浸洗涤后产物进行煅烧制得提纯粉石英。

三、联合提纯工艺及注意事项

为满足高新技术产业需求，大量低品位石英资源需采用多种联合提纯工艺，包括浮选、介质擦洗、深度提纯等选矿流程。然而，这些联合提纯工艺存在成本高、技术要求苛刻的问题，所用药剂对环境有一定危害，对工艺设备也有较大的腐蚀性。

在工程项目实施过程中，厂址选择至关重要。应充分考虑周边环境因素，远离居民区、水源地等敏感区域，以减少对周边环境的影响。同时，要确保厂址具备良好的交通运输条件，便于原材料的输入和产品的输出。

三废处理是实现环境、经济、社会效益和谐发展的关键环节。对于废水处理，应采用先进的污水处理技术，去除其中的有害物质，使其达到排放标准后再进行排放。对于废气处理，可安装废气净化设备，减少废气中的污染物排放。对于废渣处理，应进行分类处理和综合利用，尽量减少废渣的堆积量。

设备防腐处理也是不容忽视的方面。由于联合提纯工艺所用药剂对设备有较大的腐蚀性，因此需要采取有效的防腐措施。可以选择耐腐蚀的材料制作设备，或者在设备表面进行防腐涂层处理，以延长设备的使用寿命。

总之，在低品位石英砂的联合提纯过程中，要充分重视厂址选择、三废处理和设备防腐等方面的问题，以实现环境、经济、社会效益的和谐发展。