如何选择合适的石英选矿工艺？

石英精选的主要目标是去除原石英矿石中的杂质，如铁、铝、钙、钛及其他矿物包裹体，从而提高石英的纯度，以符合特定的工业标准。这些标准根据最终用途的不同而差异很大，从普通玻璃制造到光伏玻璃、电子级硅和先进陶瓷等。精选工艺必须根据杂质类型、其存在形式及最终产品要求灵活设计。

了解矿石特性和纯度目标

在选矿之前，彻底的化学分析和矿物特征分析对于确定两个构成工艺选择基础的关键因素是必不可少的：

石英选矿过程通常遵循破碎、磨矿、预处理去杂、精细净化和浓缩的顺序流程。每个阶段针对特定的杂质类型，使用量身定制的方法以达到所需的纯度和颗粒大小。

初始破碎阶段对于将大块原矿降低到适合研磨的可管理尺寸至关重要。通常应用粗碎和细碎的组合：

洗涤和脱泥对于含有高粘土或泥土成分的石英矿石（如风化石英砂），洗涤设备如螺旋分级机或轮式洗涤器可以去除松散的粘土和细小的泥浆。这可以防止细小颗粒附着在石英表面，进而妨碍下游的分离过程。
筛选与分类振动筛进一步按粒度分离石英颗粒，隔离适合粗加工的部分，并去除如花岗岩和方解石等大型矿物块，从而降低研磨能耗。

石英矿石通常含有与石英晶体紧密交织的杂质矿物。磨碎是实现矿物解放所必需的：

典型设备球磨机或棒磨机被使用，当必须最小化过度研磨以保持石英颗粒形态时，更倾向于使用棒磨机。
研磨细度所需的细度取决于杂质颗粒大小。对于较粗的铁矿石夹杂物（50–100微米），磨矿达到30%-50%通过200目通常是足够的。对于较细的夹杂物（<20微米），可能需要磨到80%通过325目或更细。

这一关键阶段结合了多种方法，针对不同类型的杂质。

净化方法	目标杂质	原理与设备详情
磁选	含铁和钛的矿物（Fe₃O₄, TiO₂）	利用高梯度磁选机（1.5–2.5 特斯拉）利用磁感应强度的差异，将 Fe₂O₃ 含量降低到 0.01% 以下。
浮选	长石，云母，方解石	调整浆料的pH值（例如，将硫酸调整至pH 2-3），添加诸如胺类的捕收剂用于长石，使杂质附着在气泡上并浮起，而石英则沉降。
酸浸析出	晶格夹杂物和可溶盐	使用强酸（盐酸、硫酸、氢氟酸）溶解内部的铁、铝、钙杂质；对于超高纯度石英（例如，光伏级）至关重要；需要废水中和和处理。
重力分离	高密度废石矿物（例如，重晶石）	利用摇床或螺旋选矿机之间的密度差异，区分石英（2.65 g/cm³）和较重的尾矿矿物，通常在粗选阶段进行。

石英选矿的复杂性与所需产品的纯度和粒径直接相关：

建筑和玻璃级石英简单的过程包括洗涤、筛分和磁选；不需要浮选或酸浸，成本更低。
光伏和电子级石英: 需要多个净化阶段：洗涤 → 磨粉 → 重复磁选 → 浮选（包括反浮选去除长石） → 酸浸（HF + HCl） → 可选的高温净化步骤。这些步骤将杂质降低到ppm水平。
超高纯度石英（例如，半导体应用）：除了上述方法，还采用了先进的技术，如水淬（用于破裂石英晶体并暴露内部杂质）和离子交换过程（用于去除可溶性杂质），这大大增加了工艺的复杂性和成本。

石英选矿依赖于针对性去除杂质：首先，通过详细的矿物学和化学特征分析确定杂质类型；然后应用合理的解放、分离和精炼顺序。磁选与浮选相结合构成了中低纯度石英升级的基础，而酸浸和先进的精炼技术对于生产高纯度石英是不可或缺的。