石英砂和铝石怎么分离?

石英砂是一种应用广泛的矿物原料，在玻璃、铸造、电子材料和建筑等行业都有石英砂的身影。而高纯度的石英砂价值更高，在很多高端领域都会用到，比如电子、光伏、半导体等。但是，铝石的存在却影响了石英砂的纯度，需要将其分离出去。本文就为您介绍石英石和铝石的分离方法。

一、铝杂质的来源

石英砂中的铝杂质主要来源于长石、云母和粘土矿物等。长石和云母本身富含铝元素，而粘土物质由于其粘性较大，可能通过吸附或包裹作用将铝元素代入石英砂中。

二、铝杂质对石英砂性能的影响

铝杂质对于石英砂性能的影响主要包括三个方面。

1、铝杂质会降低石英砂的纯度，使其无法应用于光伏、半导体等高端领域，自然降低了石英砂的售价。

2、铝杂质可能与其它元素反应，影响石英砂的物理、化学和光学性能，例如，在烧结过程中，铝元素会参与硅酸盐结构中的置换反应，使得石英砂的烧结性能下降;高含铝的石英砂其熔点会相对提高，热膨胀系数增大，电绝缘性能下降等。

3、铝杂质拉升加工成本。铝杂质的存在，势必要增加石英砂加工的成本，使用更先进的技术，更多设备来去除铝杂质，进而提高石英砂的纯度。

三、石英砂和铝石怎么分离?

了解了石英砂中铝元素的来源，也清楚了铝元素对于石英砂性质的影响，那么，我们该如何将石英砂与铝石分离开来呢?常用的方法有以下几种：

1、擦洗与分级脱泥法

擦洗与分级脱泥是加工石英砂时常用的一种预处理方法，主要是通过机械擦洗，去除石英砂表面的粘土矿物和细粒杂质，以此来降低铝杂质的含量。在实际生产中，通常会借助擦洗机、棒磨机等设备完成擦洗作业。分级脱泥通常是利用水力旋流器等设备，按照粒度大小进行分类，降低粘土杂质的含量，同时带走一部分铝杂质。

2、浮选法

由于铝杂质通常存在于长石、云母等脉石矿物中，分离这些脉石矿物常用的方法就是浮选法。浮选法主要分为有氟浮选和无氟浮选两种方法。

有氟浮选是利用阳离子捕收剂和氢氟酸活化剂，在酸性 pH 值范围内浮选石英砂矿物。此方法在工业上应用效果良好，曾是分离长石和石英的主要工艺，但由于氢氟酸具有剧毒且对环境有害，现在已逐渐减少或禁止使用。

无氟浮选则利用石英、长石结构差异调配阴阳离子混合捕收剂，根据它们 Zeta 电位的不同，优先浮选出长石。

3、酸浸法

酸浸法是采用酸液与铝杂质发生化学反应，溶解铝杂质从而去除的方法。

可以用15%-20%的单一盐酸代替盐酸和硫酸组成的混合酸，盐酸∶石英砂的重量比为 1∶1，在温度为 80℃-90℃时用机械搅拌对工业纯的石英砂浸出至少 5 小时;也可以用 0.4%-0.6%的草酸与 1.0%-4.5%的盐酸成的混合酸对石英砂中的铝进行浸除，草酸与盐酸混合重量比为 0.5∶99.5，混合酸∶石英砂的重量比为 1∶1，超声波搅拌至少 1 小时。

在使用酸浸法时，需控制酸液浓度、温度和时间等参数，避免对石英砂过度侵蚀。

4、热处理法

热处理法通过高温煅烧使长石等含铝矿物发生相变或分解，降低其在石英砂中的含量。然而，此方法可能增加生产成本并产生环境污染问题。

5、联合处理法

联合选矿法是根据石英砂具体情况和生产要求，综合运用多种方法去除铝杂质。上面介绍的单一的选矿方法可能无法将铝杂质清除干净，因此常常再用联合处理方法，例如先通过擦洗脱泥法去除部分粘土杂质，再利用浮选法去除长石和云母，最后在采用热处理法或酸浸法去除顽固的铝杂质。

以上就是五种常用的分离石英砂和铝石的方法，其中比较常用的是浮选法和联合处理法。在确定处理方法之前建议先进行选矿试验，根据试验数据确定适合的选矿方法，达到去除铝杂质，提纯石英砂的效果。