Як вибрати правильний процес збагачення кварцу?

Час:5 вересня 2025 року

Основною метою збагачення кварцу є видалення домішок, таких як залізо, алюміній, кальцій, титан та інші мінеральні включення з сирої кварцової руди, що сприяє підвищенню чистоти кварцу для відповідності певним промисловим стандартам. Ці стандарти варіюються залежно від кінцевого використання, що охоплює виробництво звичайного скла, фотогальванічного скла, кремнію електронного класу та високоякісної кераміки. Процес збагачення повинен бути гнучко спроектований відповідно до типів домішок, їхніх режимів виникнення та вимог до кінцевого продукту.

Розуміння характеристик руди та цілей чистоти

Перед збагаченням ретельні хімічні аналізи та мінералогічна характеристика є необхідними для визначення двох ключових факторів, які становлять основу для вибору процесу:

1. Типи домішок та їх розподіл

• Вільні залізорудні мінерали(наприклад, гематит, магнетит): Магнітне сепарування є переважним методом для видалення домішок.
• Алюмосілікатні мінерали(наприклад, польовий шпат, слюда): Як правило, флотацію використовують для відокремлення цих немагнітних домішок.
• Латексні включення(наприклад, атоми заліза або титану, вмонтовані в кристалічну решітку кварцу): Це вимагає подальшого кислотного вимивання або обробки при високій температурі для ефективного видалення.

2. Вимоги до чистоти

• Стандартний кварцовий пісок високої якостіSiO₂ ≥ 99.5%, Fe₂O₃ ≤ 0.05%
• Кремнієвий пісок фотогальванічного класуSiO₂ ≥ 99.99%, Fe₂O₃ ≤ 0.001%
• Кварц електронного класуSiO₂ ≥ 99.999%, майже без домішок

Типовий процес збагачення кварциту

Процес підготовки кварцу зазвичай слідує послідовному процесу дроблення, подрібнення, попереднього видалення домішок, тонкого очищення та концентрації. Кожен етап орієнтований на конкретні типи домішок, використовуючи спеціально підібрані методи для досягнення необхідної чистоти та розміру частинок.

1. Дроблення: Підготовка руди до меленості

Початковий етап подрібнення є важливим для зменшення великих блоків руди до розмірів, придатних для дроблення. Зазвичай застосовується комбінація грубого та тонкого подрібнення:

• Грубе подрібненняЩелеві дробарки зазвичай використовуються для подрібнення великих шматків руди на менші частини.
• Дрібне подрібненняУдарні дробарки або конусні дробарки ще більше зменшують розмір частинок до діапазону 10–30 мм, оптимізуючи розмір подачі для наступного подрібнення.
• СкринінгПісля дроблення вібраційні екрани класифікують матеріал, видаляючи крупні частки та забезпечуючи рівномірний розмір подачі на етапі розкрашування. Це зменшує навантаження при розкрашуванні та покращує ефективність вивільнення.

2. Попередня обробка: видалення грубих домішок та підготовка до звільнення

• Миття та деслімуванняДля кремінкових руд з високим вмістом глини або мулу (наприклад, з_weathered quartz sand_) мийне обладнання, таке як спіральні класифікатори або колесні мийки, видаляє вільні глини та дрібні мулові частки. Це запобігає прилипанню дрібних часток до поверхонь кварцу, що може ускладнити подальші процеси розділення.
• Скринінг та класифікаціяВібраційні екрани додатково розділяють кварцові частинки за розміром, ізолюючи фракції, придатні для грубої обробки, та видаляючи великі блоки пород, такі як граніт і кальцит, що знижує споживання енергії на подрібнення.

3. Помел та Вивільнення: Виявлення Впроваджених Забруднень

Кварцові руди часто містять мінерали-забруднювачі, які тісно зростаються з кварцовими кристалами. Подрібнення необхідне для досягнення звільнення мінералів:

• Типове обладнанняШарикові млини або стержневі млини використовуються, при цьому стержневі млини надаються перевага, коли необхідно мінімізувати перетворення, щоб зберегти морфологію частинок кварцу.
• Тонкість помолуВимога до тонкості залежить від розміру часток домішок. Для грубіших включень залізної руди (50–100 мкм) подрібнення, щоб досягти 30%-50% проходження крізь сітку 200, зазвичай є достатнім. Для тонших включень (<20 мкм) може знадобитися подрібнення до 80% проходження крізь сітку 325 або тонше.

4. Очищення

Ця критична стадія поєднує кілька методів, які пристосовані до типів домішок:

5. Концентрація

• Дегідратація та СушкаВакуумні фільтри або фільтраційні преси видаляють воду з концентрату, після чого проводиться сушіння для зменшення вмісту вологи нижче 0,5%, щоб запобігти агломерації часток.
• Класифікація та остаточне видалення залізаАеро-класифікатори забезпечують точний контроль розподілу розміру часток, тоді як постійні магнітні барабанні сепаратори виконують фінальну перевірку на наявність залізних домішок, щоб гарантувати відповідність продукту специфікаціям.

Як вибрати правильний процес збагачення кварцу?

Складність видобутку кварцу безпосередньо пов'язана з необхідною чистотою продукту та розміром частинок:

• Будівельний і скляний кварцПростий процес, що включає миття, просіювання та магнітне відокремлення; немає потреби у флотації або кислотному виведенні, що призводить до зниження витрат.
• Фотогальванічний та електронний кварц: Вимагає кількох етапів очищення: миття → подрібнення → повторна магнітна сепарація → флотація (включаючи зворотну флотацію для видалення польового шпату) → кислотне вилучення (HF + HCl) → необов'язкові етапи очищення при високих температурах. Ці етапи знижують вміст домішок до рівня ppm.
• Ультрависокочистий кварц(наприклад, застосування в напівпровідниках): Крім зазначеного, застосовують високоефективні методи, такі як водяне охолодження (для розщеплення кварцових кристалів та виявлення внутрішніх домішок) та іонно-обмінні процеси (для видалення розчинних домішок), що значно збільшує складність і вартість процесу.

Бенефіціація кварцу залежить від цілеспрямованого видалення домішок: спочатку детальна мінералогічна та хімічна характеристика визначає типи домішок; потім застосовується логічна послідовність визволення, поділу та очищення. Магнітне сепарування в поєднанні з флотацією становить основу підвищення якості кварцу середньої та низької чистоти, тоді як кислотне вилуговування та сучасні технології очищення є незамінними для виробництва кварцу високої чистоти.

• Далі:Рудник залізної руди в Індії