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锆英砂作为重要的工业原料,广泛应用于陶瓷、核工业、化学工业等领域。锆英砂的生产过程 主要是通过从矿石中提取锆矿物以及一系列的物理化学处理,最终得到高纯度的锆英砂,生产工序严谨而复杂。
锆英砂矿石主要产自铝土矿、钛铁矿等含锆矿物矿床,常见的矿石类型有锆英砂矿(Zircon sand)及 钛铁矿 (Ilmenite)。矿石在开采时会与其他矿物一同提炼出来,需要经过后续的分选工序,才能将其他矿物从锆英砂中分离出来。
锆英砂生产需要选择优质的锆英砂矿石作为原料,原料的选择过程要保证矿石的钛含量、放射性元素符合国家相关标准,这一步至关重要,直接关系到最终产品的质量。
矿石破碎和磨矿工艺
破碎:采出的矿石一般要经过初步破碎,使其粒度适合下一步的选别作业。用颚式破碎机或圆锥式破碎机将原矿破碎成适当大小的颗粒。破碎后的矿石粒度应满足后续粉碎和重选加工的要求。
磨矿:破碎后的矿石通过球磨机进行细磨,使其粒度在0.5mm以下。此步骤的目的是增加矿石的比表面积,为后续工序提供更好的条件。
筛选和分离
破碎后,矿石将经过筛分作业,根据颗粒大小进行初步分离。此过程可有效去除大颗粒和杂质矿物,例如石英砂和粘土。
锆英砂重选
锆英砂比重较大,重力分选是分选过程中常用的物理方法,利用不同矿物之间的密度差异,通过摇床、螺旋分级机、溜槽等设备将锆英砂与其他矿物分选出来。
锆英砂浮选
在浮选过程中,将细磨的锆英砂与化学品混合,通过浮选机进行浮选分离。浮选利用表面活性剂分离不同的矿物。锆英砂与钛铁矿等其他矿物具有不同的浮选特性,浮选进一步去除混入锆英砂的杂质矿物(例如铝土矿、铁矿等)。
锆英砂磁选
锆英砂本身磁性不强,但在其生产过程中,往往含有一些磁性矿物杂质,如磁铁矿、赤铁矿等,这些杂质的存在使得锆英砂在磁选过程中能够得到有效的分离,磁选选矿是提纯锆英砂的重要手段之一。
锆英砂对纯度要求较高,需要将磁性矿物全部除去。在此过程中,采用磁选设备(如强磁选机)将含磁性矿物(如磁铁矿)的杂质分离出来,进一步提高锆英砂的纯度。物料经过破碎、磨矿后进入磁选机,在磁选机中,物料受到磁场力的作用,磁性矿物杂质被吸附在磁系上,非磁性的锆英砂颗粒则通过磁选机排出。
有些锆英砂还需要酸浸或碱浸,以除去矿石中残留的铁、铝和其他杂质。化学反应可以进一步提高锆英砂的质量,特别是当它用于高科技行业(例如核能、航空航天、光伏等)时。
焙烧浸出工序
矿石经磁选、浮选后进入焙烧工序,焙烧是锆英砂生产的关键工序之一,通过高温焙烧使矿石中的氧化物及水化合物分解,再进行浸出分离,得到氢氧化锆的浸出液,其中含有锆的化合物。
氢氧化锆加工
氢氧化锆浆料经过过滤、结晶、干燥等一系列加工工序,得到最终的锆英砂产品,在这一步骤中还需要对产品质量进行严格的控制,确保符合国家标准和客户要求。
烧结制备化合物
除了上述基本制造工艺外,部分厂家还采用烧结法制备锆化合物,其中NaOH烧结法是工业上常见的制备方法,通过用氢氧化钠分解锆英砂,再经过硫酸浸出、氨水沉淀、硫酸盐洗涤、盐酸浸出等步骤,最终得到ZrOCl2-8H2O。还有Na2CO3烧结法、碳酸钙烧结法、氧化钙烧结法等方法,但应用比较少。
锆化合物的纯化
为了进一步提高锆化合物的纯度,还需要进行纯化操作。在纯化过程中,可采用溶剂萃取、离子交换等化学方法除去杂质元素,以获得高纯度的锆化合物。
经过物理和化学处理后,锆英砂通常会进行干燥,以除去水分并达到适当的含水量。干燥后的锆英砂随后装袋并准备交付给下游用户。
锆英砂的品质十分重要,尤其对于高端应用来说,生产过程中需要经过严格的质量检测,确保其纯度、粒度等理化性质符合要求。
锆英砂的生产工艺流程包括采矿、破碎、筛分、选别(重选、浮选、磁选)、化学处理、干燥、包装等步骤,涉及的技术手段有物理分选、化学分离等。随着科技的进步,锆英砂的提纯技术不断发展,生产效率和产品质量也在不断提高。如果您对某一工艺的设备或技术有更深入的兴趣,欢迎与我们联系。