石英砂是重要的非金屬礦物原料之一，廣泛應(yīng)用于建筑、玻璃、陶瓷、電子等工業(yè)領(lǐng)域。然而，石英砂中常含有鐵、鋁、鈣等雜質(zhì)，對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。因此，石英砂提純是石英砂生產(chǎn)過程中必不可少的環(huán)節(jié)。

為了提高石英砂的純度，通常采用物理方法和化學(xué)方法兩種方式進(jìn)行提純。本文通過對這兩種方法的對比研究，探討它們的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，并得出合理的結(jié)論。

一、物理方法

物理方法是指通過物理手段將石英砂中的雜質(zhì)和雜物分離出來，以提高其純度的方法。常見的物理方法包括水洗、重選、磁選等。

1、水洗

石英砂在選礦過程中，通常會吧粒度小于0.1mm的粒級稱為礦泥，隨著其粒度的變細(xì)，二氧化硅的品位會越來越低，雜質(zhì)礦則相對較多，因此可通過水洗-分級脫泥或者擦洗的方法，去除雜質(zhì)礦物，提高石英精礦品位。

2、重選

重選是指依靠石英砂和雜質(zhì)之間的重量差異，將兩者通過重力或慣性分離的方法。在重選中，石英砂和雜質(zhì)通過不同的加工設(shè)備進(jìn)入重選機(jī)，經(jīng)過多次沖洗、篩選、振動等處理，最終將石英砂和雜質(zhì)分別分離。

重選方法可適用于處理粗粒度的石英砂，或者處理含有許多重雜質(zhì)的石英砂，具有處理量大、效率高等優(yōu)點(diǎn)。

3、磁選

磁選是利用磁性物質(zhì)對鐵礦物的吸附作用實(shí)現(xiàn)石英砂中鐵礦物的去除。磁選適用于更細(xì)的石英砂，但對于粗的雜質(zhì)，選別方法卻不太適用。

物理方法一般采用多種工藝結(jié)合的生產(chǎn)流程，根據(jù)物料雜質(zhì)的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計。

物理方法優(yōu)勢

物理方法提純石英砂的優(yōu)點(diǎn)是不需要使用化學(xué)藥品，不會對環(huán)境造成污染，操作簡單、易于實(shí)現(xiàn)、成本低等，但其提純效果有限，只能去除部分雜質(zhì)。

二、化學(xué)方法

化學(xué)方法主要包括酸浸、堿浸、浮選和高溫熔融等。

1、酸浸

酸洗石英砂是一種常見的石英砂提純方法，酸浸是最常用的方法。酸浸是利用酸性溶液對石英砂中的鐵、鋁等雜質(zhì)進(jìn)行溶解，從而達(dá)到提高純度的目的。

不同的酸洗劑具有不同的作用機(jī)理，比如氫氟酸可以溶解石英砂表面的硅氧鍵，碳酸可以中和石英砂中的金屬離子，硫酸可以溶解鐵、鈣等離子等。通過酸洗處理，石英砂的純度可以提高至99.9%以上。

2、堿浸

堿浸是利用氫氧化鈉或碳酸鈉等堿性溶液，溶解含鋁的硅酸鹽類雜質(zhì)礦物，以實(shí)現(xiàn)提純石英砂的目的。

3、浮選

浮選是利用藥劑及浮選設(shè)備，來改變礦物間的表面性質(zhì)差異，在酸性條件下選別處高純度石英砂，去除礦物中存在的細(xì)顆粒赤鐵、黑云母、石榴石以及鋁礦物等。

4、高溫熔融

高溫熔融則是將石英砂在高溫下熔融，再通過降溫凝固的方式進(jìn)行提純。

化學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)在于提純效果好、可以去除更多的雜質(zhì)、可對石英砂進(jìn)行有針對性的處理等。但其成本較高、操作難度較大，同時也會產(chǎn)生化學(xué)廢水等環(huán)境問題。

綜合分析

物理方法純化效率較低，但環(huán)境污染較小，適用于低純度的石英砂加工生產(chǎn)或者高純度的小批量制備；

而化學(xué)方法雖純化效率較高，但對環(huán)境的破壞較大，適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

綜上所述任何一種石英砂提純方法都只是解決部分雜質(zhì)，一個完整的石英砂提純生產(chǎn)線是多種提純方式的綜合設(shè)計，才能達(dá)到理想的提純效果。