石英砂物理除杂——擦洗法、磁选、重选法

石英是地壳中分布最广的矿物之一，广泛分布于地表环境中。石英因其稳定的物理和化学性质而被广泛应用。高纯石英具有优异的光学性能、极低的杂质含量、优异的热稳定性和耐腐蚀性，是战略性新型硅基产业的物质基础，是光伏等高新技术产业的基础原材料。工业、半导体、光通信、航空航天等。高纯度石英是一种备受追捧的矿产资源。

高纯石英通常是从SiO 2含量高的矿物中提纯而成。石英在自然界分布广泛，但未经加工的天然石英不容易达到高纯石英的质量要求，高纯石英实际上是利用石英原矿经过相对复杂的提纯工艺而获得的具有高纯度SiO 2 的石英砂产品。

大多数石英矿都存在一定的杂质，严重制约了高纯石英的质量。常以杂质元素总量作为判定高纯石英质量的标准。

石英砂中都含有哪些杂质？

石英矿物中的含铁杂质矿物有针铁矿、赤铁矿、褐铁矿、钛铁矿、磁黄铁矿、电气石、角闪石、黑云母等。铁杂质常以细粒状态存在于粘土或高岭化长石中：表面附着氧化铁膜石英和铁矿物或石英颗粒中固有的含铁矿物以扩散状态存在并作为固溶体存在于石英中。

物理除杂方法有擦洗法、磁选法、重选法等。预选矿作业常用的方法有破碎、磨碎、分级、光选、擦洗、酸洗等。破碎研磨过程要求将物料破碎到所需的粒度范围，尽可能选择性地释放出石英中的杂质和夹杂物，并最大限度地减少破碎研磨过程中研磨介质与石英之间的摩擦造成的石英污染。使用陶瓷或氧化铝介质进行球磨、石磨时，研磨介质中产生的碎屑量比铁介质小，但产生的污染物比铁污染物更难去除。光电选色可用于分离彩色石英。

石英中不同的颜色变化往往表明存在大量的某些不纯元素。由于石英晶体中的杂质难以去除，通过光电选色分离这些颗粒可以提高高纯石英产品的质量。光学分选还可以分离一些有色杂质矿物，如金红石、黑云母等。目前，石英的粒度选择仅限于5-30毫米范围。如果能够对细粒石英进行分选，将是一种经济、高效的新型分选技术。

石英砂物理除杂——擦洗法

擦洗是通过机械力和矿物颗粒之间的研磨力去除附着在矿物表面的杂质的选矿方法。摩擦擦洗已在矿物提纯的许多领域中用作物理去污处理，特别是在去除目标矿物表面的粘土杂质方面。它可以将尚未形成单体的矿物骨料破碎，并通过分级作业实现进一步的提纯。目前主要的方法有棒摩擦清洗、机械擦洗、超声波擦洗等。

石英擦洗是通过设备与矿物颗粒之间以及矿物颗粒之间的碰撞和摩擦，去除石英颗粒表面的氧化铁膜和附着在石英颗粒上的含铁矿物。擦洗机的结构配置、强度、擦洗时间、浆液浓度、添加的化学介质等都对擦洗效果有一定影响。浆料浓度会影响颗粒间的分散和摩擦力，需要在仅改变浆料浓度的情况下确定优化的最终浆料浓度。添加的试剂通过改变颗粒表面的亲水性和颗粒之间的排斥力来影响擦洗效果。

石英砂物理除杂——重选法

重选法是利用铁杂质与石英矿物的密度差，除去破碎、磨碎过程中混入的含铁重矿物和次生铁杂质。重力分选包括脱泥和水力分级，常用的重力分选设备有螺旋选矿机、溜槽、振动台等，其中振动台分选效果较好。研究表明，SiO 2的品位随着粒度变细而降低，而铁的品位则相反。因此，筛分分级可以达到脱泥的作用，减少含铁杂质。各种类型的水力旋流器广泛用于分级处理，并取得了良好的效果。

石英砂物理除杂——磁选法

磁选除杂是利用石英中不纯铁矿物的可磁化特性，将石英砂中的此类杂质从石英矿物中分离出来。这是通过强大的外部磁场实现的。一种常见的提纯石英的磁选方法如下，其中破碎筛分实现矿石破碎和初步筛分，脱泥处理去除初生泥和二次泥，水力分级分离出粒度不符合标准的细粒石英砂，采用受阻沉降法分离粒度不符合标准的粗粒石英砂。磁选处理主要利用弱磁选设备分离强磁性杂质。随后，采用强磁选设备去除矿物中的弱磁性杂质。最后，经过脱水处理，得到提纯的石英产品。