Hur man väljer rätt kvartsbearbetningsprocess?

Tid:5 september 2025

Det primära syftet med kvartsbearbetning är att ta bort föroreningar som järn, aluminium, kalcium, titan och andra mineralinklippt från rå kvartsmalm, vilket därmed höjer kvartsens renhet för att uppfylla specifika industriella standarder. Dessa standarder varierar stort beroende på slutanvändningen, som sträcker sig från vanlig glasproduktion till fotovoltaiskt glas, elektronikklassad kisel och avancerad keramik. Bearbetningsprocessen måste utformas flexibelt i enlighet med typer av föroreningar, deras förekomstsätt och slutproduktens krav.

Förståelse för malmkarakteristik och renhetsmål

Innan förädling är noggranna kemiska analyser och mineralogisk karakterisering avgörande för att bestämma två viktiga faktorer som ligger till grund för procesval:

1. Föroreningstyper och fördelning

• Fria järnmineraler(e.g., hematit, magnetit): Magnetisk separation är den föredragna metoden för borttagning av föroreningar.
• Aluminosilikatmineraler(e.g., fältspat, glimmer): Flotation används vanligtvis för att separera dessa icke-magnetiska föroreningar.
• Gitterinkluderingar(e.g., järn- eller titanatomer inbäddade i kvarts kristallgitter): Dessa kräver efterföljande syrautlakning eller högtemperaturbehandling för effektiv borttagning.

2. Renhetskrav

• Standardglas-kvalitets kvartsandSiO₂ ≥ 99,5 %, Fe₂O₃ ≤ 0,05 %
• Fotovoltaiskt kvartsandSiO₂ ≥ 99,99%, Fe₂O₃ ≤ 0,001%
• ElektronikkvalitetskvartsSiO₂ ≥ 99.999%, med praktiskt taget inga föroreningar

Typisk kvartsberikningsprocessflöde

Kvarsberikningsprocessen följer vanligtvis en sekventiell process av krossning, malning, förbehandling av föroreningar, finrengöring och koncentration. Varje steg riktar sig mot specifika föroreningstyper med skräddarsydda metoder för att uppnå önskad renhet och partikelstorlek.

Krossning: Förbereda malm för malning

Det inledande krossningssteget är avgörande för att minska stora råmalmsblock till hanterbara storlekar som är lämpliga för malning. Vanligtvis tillämpas en kombination av grov- och finskrossning:

• Grovt krossandeJaw crushers används vanligtvis för att bryta ner stora malmklumpar till mindre bitar.
• Fint krossningKrossmaskiner eller konkrossar minskar ytterligare partikelstorleken till intervallet 10–30 mm, vilket optimerar matningsstorleken för efterföljande malning.
• ScreeningEfter krossning klassificerar vibrationsskärmarna materialet, avlägsnar överdimensionerade partiklar och säkerställer en jämn matningsstorlek till slipsteget. Detta minskar slipbelastningen och förbättrar frigöringseffektiviteten.

2. Förbehandling: Ta bort grova föroreningar och förbereda för frigöring

• Tvättning och avsaltingFör kvartsmalmer med hög halt av lera eller slam (såsom vittrad kvartsand) tar tvättutrustning som spiralklassificerare eller hjultvättar bort lösa leror och fina slam. Detta förhindrar att fina partiklar fäster vid kvartsytor, vilket kan hämma efterföljande separationsprocesser.
• Screening och KlassificeringVibrerande skärmar separerar ytterligare kvartspartiklar efter storlek, isolerar fraktioner som är lämpliga för grovbehandling och avlägsnar stora mineralblock som granit och kalkspat, vilket minskar energiförbrukningen vid kvarning.

3. Malning och frigöring: Exponering av inbäddade föroreningar

Kvartsgruvor innehåller ofta orenhetsmineral som är intimt sammanväxta med kvarts kristaller. Krossning är nödvändig för att uppnå mineralfrigörelse:

• Typisk utrustningKulscharor eller stänger används, där stänger föredras när övermalning måste minimeras för att bevara kvartspartikelns morfologi.
• MalningsfinessDen nödvändiga finheten beror på föroreningens kornstorlek. För grövre järnmineralinklusjoner (50–100 μm) är det vanligtvis tillräckligt att mala så att 30–50% passerar genom 200 mesh. För finare inklusioner (<20 μm) kan det vara nödvändigt att mala så att 80% passerar genom 325 mesh eller finare.

4. Rening

Detta kritiska steg kombinerar flera metoder anpassade till typer av föroreningar:

5. Koncentration

• Avvattning och torkningVakuumfilter eller filterpressar tar bort vatten från koncentratet, följt av torkning för att minska fukthalten under 0,5 % för att förhindra partikelagglomeration.
• Klassificering och slutlig avlägsnande av järnLuftklassificerare ger exakt kontroll över partikelstorleksfördelningen, medan permanenta magnettrummseparatorer utför en slutgiltig kontroll av järnföroreningar för att säkerställa att produktens specifikationer uppfylls.

Hur man väljer rätt kvartsbearbetningsprocess?

Kvartsberikningens komplexitet korrelerar direkt med den erforderliga produktens renhet och partikelstorlek:

• Konstruktion och glasklass kvartsEnkelt process som involverar tvättning, sortering och magnetisk separation; inget behov av flottation eller syrautlakning, vilket resulterar i lägre kostnad.
• Fotovoltaisk och elektronikgrad kvarts: Kräver flera reningssteg: tvätt → malning → upprepad magnetisk separation → flotation (inklusive omvänd flotation för att avlägsna fältspat) → syrautlakning (HF + HCl) → valfria högtemperaturreningssteg. Dessa steg minskar föroreningar till ppm-nivåer.
• Ultra-hög renhet kvarts(e.g., halvledarapplikationer): Utöver ovanstående används avancerade metoder såsom vattenkylning (för att krossa kvarts kristaller och exponera interna föroreningar) och jonbytesprocesser (för att ta bort lösliga föroreningar), vilket avsevärt ökar processens komplexitet och kostnad.

Kvartsberikning bygger på riktad borttagning av föroreningar: först identifieras förorenings typer genom detaljerad mineralogisk och kemisk karakterisering; därefter tillämpas en logisk sekvens av frigörelse, separation och rening. Magnetisk separation kombinerad med flotation utgör ryggraden i uppgradering av kvarts med medel till låg renhet, medan syrautlakning och avancerade reningstekniker är oumbärliga för att producera kvarts av hög renhet.

• Nästa:Järnmalmskrossanläggning i Indien