Hvordan velge riktig kvartsberikningsprosess?

Tid:5. september 2025

Hovedmålet med kvartsberikning er å fjerne forurensninger som jern, aluminium, kalsium, titan og andre mineralinneslutninger fra råkvartsmalm, og dermed oppgradere kvartsens renhet for å møte spesifikke industrielle standarder. Disse standardene varierer sterkt avhengig av sluttbruk, fra vanlig glassproduksjon til fotovoltaisk glass, elektronikk-gradert silisium og avanserte keramer. Berikningsprosessen må fleksibelt utformes i henhold til forurensningstypene, deres forekomstmoduser og kravene til sluttproduktet.

Forståelse av malmkarakteristikker og renhetsmål

Før berikelse er grundige kjemiske analyser og mineralogisk karakterisering avgjørende for å bestemme to kritiske faktorer som danner grunnlaget for prosessvalg:

1. Urenhetstyper og distribusjon

• Frie jernmineraler(e.g., hematitt, magnetitt): Magnetisk separasjon er den foretrukne metoden for fjerning av urenheter.
• Aluminosilikatmineraler(e.g., feltspat, glimmer): Flotasjonsmetoden brukes vanligvis for å skille disse ikke-magnetiske urenhetene.
• Gitterinkluderinger(e.g., jern eller titanatomer innebygd i kvarts krystallgitter): Disse krever påfølgende syreutvasking eller høytemperaturbehandling for effektiv fjerning.

2. Renhetskrav

• Standard glass-kvalitet kvartsandSiO₂ ≥ 99,5%, Fe₂O₃ ≤ 0,05%
• Fotolementær kvartsandSiO₂ ≥ 99,99%, Fe₂O₃ ≤ 0,001%
• Elektronikkgradert kvartsSiO₂ ≥ 99,999%, med praktisk talt ingen urenheter

Typisk kvartsberikingsprosessflyt

Kvartsberikingsprosessen følger vanligvis en sekvensiell prosess med knusing, maling, forhåndsbehandling for fjerning av urenheter, finrensing og konsentrasjon. Hvert trinn retter seg mot spesifikke typer urenheter ved å bruke skreddersydde metoder for å oppnå ønsket renhet og partikkelstørrelse.

1. Knusing: Forberede Malm for Maling

Den innledende knusingstrinnet er essensielt for å redusere store råmalmblokker til håndterbare størrelser som er egnet for sliping. Vanligvis brukes en kombinasjon av grov- og finknusing.

• RåknusingKjeftkverner brukes vanligvis til å bryte ned store malmklumper til mindre biter.
• Fint knusingSlagkrossere eller konisk krossere reduserer partikkelstørrelsen ytterligere til området 10–30 mm, og optimaliserer fôrstørrelsen for påfølgende maling.
• ScreeningEtter knusing klassifiserer vibrerende skjermmateriellet, fjerner overdimensjonerte partikler og sikrer jevn fôringsstørrelse til slipetrinnet. Dette reduserer slitelastningen og forbedrer frigjøringseffektiviteten.

2. Forbehandling: Fjerning av grove urenheter og forberedelse til frigjøring

• Vasking og avleiringFor kvartsmineraler med høyt leire- eller mudderinnhold (som værbitt kvartsand), fjerner vaskemaskiner som spiralklassifiserere eller hjulvaskere løse leirer og fine slam. Dette forhindrer at fine partikler fester seg til kvartsflater, noe som kan hindre nedstrøms separasjonsprosesser.
• Screening og klassifiseringVibrerende skjerminger separerer videre kvarts partikler etter størrelse, isolerer fraksjoner som er egnet for grov bearbeiding og fjerner store gangueblokker som granitt og kalsitt, og reduserer dermed energiforbruket ved maling.

3. Sliping og frigjøring: Avdekke innebygde urenheter

Kvartsmineraler inneholder ofte urenhetsmineraler som er nært sammenvokset med kvartscrystaller. Maleri er nødvendig for å oppnå mineralfrigjøring:

• Typisk utstyrKulemøller eller stangmøller brukes, der stangmøller foretrekkes når overkverning må minimeres for å bevare kvartspartikkelmorfologien.
• Maltfinhet(required fineness avhenger av urenhetskornstørrelse. For grovere jernmineralinklusjoner (50–100 μm) er det vanligvis tilstrekkelig å male til 30%-50% som passerer 200 mesh. For finere inklusjoner (<20 μm) kan det være nødvendig å male til 80% som passerer 325 mesh eller finere.)

4. Rensing

Dette kritiske stadiet kombinerer flere metoder skreddersydd for forurensningstyper:

5. Konsentrasjon

• Avvanning og tørkingVakuumfiltre eller filterpresser fjerner vann fra konsentratet, etterfulgt av tørking for å redusere fuktighetsinnholdet under 0,5 % for å forhindre partikkelagglomerasjon.
• Klassifisering og sluttfjerning av jernLuftseparatorer gir presis kontroll over partikkelstørrelsesfordelingen, mens permanente magnetiske trommelseparatorer utfører en sluttkontroll av jernforurensninger for å sikre at produktspecifikasjonene er oppfylt.

Hvordan velge riktig kvartsberikningsprosess?

Kvartsberikelsens kompleksitet korrelerer direkte med den nødvendige produkt renheten og partikkelstørrelsen:

• Konstruksjon og glasskvalitetskvartsEnkel prosess som involverer vask, screening og magnetisk separasjon; ingen behov for flotasjon eller syreutvinning, noe som resulterer i lavere kostnader.
• Fotovoltaisk og elektronikk-kvalitets kvarts: Krever flere rensetrinn: vask → maling → gjentatt magnetisk separasjon → flotasjon (inkludert omvendt flotasjon for å fjerne feltspat) → syreutvasking (HF + HCl) → valgfrie høytemperaturrensetrinn. Disse trinnene reduserer urenheter til ppm-nivåer.
• Ultra-høy renhet kvartsglass(i.e., halvlederapplikasjoner): I tillegg til det ovennevnte brukes avanserte metoder som vannkvalking (for å knuse kvartskrystaller og eksponere interne urenheter) og ionebytterprosesser (for å fjerne løselige urenheter), noe som betydelig øker prosessens kompleksitet og kostnad.

Kvantzit-berikelse avhenger av målrettet fjerning av urenheter: først identifiserer detaljert mineralogisk og kjemisk karakterisering urene typer; deretter anvendes en logisk rekkefølge av frigjøring, separasjon og rensing. Magnetisk separasjon kombinert med flotasjon danner ryggraden i oppgraderingen av kvarts med middels til lav renhet, mens syreutlekking og avanserte renseteknikker er uunnværlige for å produsere kvarts av høy renhet.

• Neste:Jernmalmknusinganlegg i India