Кварц повсюду
2 атома кислорода + 1 атом кремния — одна из простейших комбинаций в минералах; это один из наиболее распространенных минералов на поверхности Земли. От впечатляющих чудес земной коры до прекрасных побережий и бескрайних пустынь — повсюду видны тени кварца; кварц является одним из основных породообразующих минералов, доля минералов группы кварца в земной коре достигает 12,6%; различные формы кварца образуются в разных условиях. То, что мы часто называем «кварцем», обычно относится к наиболее распространенному α-кварцу.
К основным типам месторождений кварца относятся жильный кварц, кварцит, кварцевый песчаник, природный кварцевый песок (морской песок, речной песок и озерный песок).
Области применения кварца
Кварцевый песок — важное промышленное минеральное сырье, широко используемое в стекольной, литейной, керамической и огнеупорной промышленности, металлургии, строительстве, электронике, химической промышленности, производстве резины, абразивных материалов и других отраслях. В промышленности кварц обычно измельчают в «кварцевый песок» различных размеров.
Процесс и оборудование для удаления примесей из кварцевого песка
В настоящее время большая часть отечественного кварцевого песка нуждается в обогащении перед использованием; поэтому технология и оборудование для обогащения имеют ключевое значение.
В Китае к основным процессам удаления примесей относятся: магнитная сепарация, гравитационная сепарация, флотация, травление, интеллектуальная сепарация (цветовая сепарация, ближний инфракрасный спектроскопия, рентгеновская дифракция и т. д.) или комбинация нескольких методов обогащения для удаления минеральных примесей из кварцевого песка с целью получения кварцевого песка, соответствующего требованиям.
- Магнитная сепарация
Магнитная сепарация — это эффективный и экологически чистый способ удаления сильных и слабых магнитных примесей. В последние годы, с постепенным совершенствованием технологии и оборудования магнитной сепарации, ее применение становится все более распространенным и постепенно превращается в основной метод удаления кварцевого песка.
Поскольку само сырье содержит небольшое количество сильномагнитного магнетита и небольшое количество слабомагнитных гематита, лимонита, биотита, граната, турмалина, оливина, хлорита и других примесей, а также в процессе дробления и измельчения добавляется небольшое количество механического железа, эти примеси серьезно влияют на качество кварцевого песка.
При магнитной сепарации и удалении примесей сначала используется слабое, а затем сильное магнитное поле; сначала удаляются сильномагнитные минералы и механическое железо, а затем слабомагнитные минералы и некоторые соединенные между собой слабомагнитные минералы.Для слабомагнитной сепарации можно использовать противоточные барабаны с постоянными магнитами серии CTN компании Huate, а для сильномагнитной сепарации — плоские магнитные сепараторы серии SGB компании Huate, роликовые магнитные сепараторы с сильным магнитным полем серии CFLJ компании Huate, вертикальные кольцевые магнитные сепараторы с высоким градиентом магнитного поля серии LHGC компании Huate и электромагнитные магнитные сепараторы для шлама с высоким градиентом магнитного поля серии HTDZ компании Huate.Преимуществами магнитной сепарации являются высокая производительность и экологичность. Данные практического применения показывают, что магнитная сепарация может значительно улучшить качество песчаных концентратов.
Высокоградиентный магнитный сепаратор Huate + магнитный сепаратор с мощными магнитными пластинами применены в проекте по добыче кварцевого песка в провинции Аньхой.
Вертикальный кольцевой магнитоэлектрический сепаратор с высоким градиентом магнитного поля Huate применяется в австрийском проекте по добыче кварцевого песка.
2. Переизбрание
Природный кварцевый песок (морской песок, речной песок, озерный песок и т. д.) часто содержит небольшое количество тяжелых минеральных примесей (таких как циркон, рутил), поэтому магнитные свойства таких примесей слабые, но удельная плотность значительно выше, чем у кварца. Для удаления примесей можно использовать гравитационную селекцию. В оборудовании может использоваться спиральный желоб. Преимуществом спирального желоба является низкое энергопотребление, но недостатком является низкая производительность одного устройства и большая площадь обрабатываемой поверхности.
3. Флотация
Поскольку некоторые кварцевые руды содержат примеси минералов, таких как мусковит и полевой шпат, их необходимо удалять методом флотации. В нейтральной или слабокислой среде для удаления слюдистых минералов используются экологически чистые реагенты; в нейтральной или слабокислой среде для удаления полевых шпатов также используются экологически чистые реагенты. Преимущество флотации заключается в том, что она позволяет эффективно разделять сложные руды с близкими магнитными свойствами и близкой удельной плотностью; недостаток флотации состоит в том, что существующие методы флотации без фтора и кислот недостаточно отработаны, используемые реагенты не являются экологически чистыми, а стоимость обратной обработки высока. Кроме того, некоторые кварцевые пески предъявляют требования к размеру частиц, например, некоторые стеклянные пески размером от -26 до 140 меш, степень диссоциации мономеров в этом диапазоне размеров частиц низка, что не способствует проведению флотационных операций.
4. Кислотная промывка
Травление использует свойство кварцевого песка нерастворимым в кислоте (за исключением HF), а также способность растворять другие примеси минералов, что позволяет осуществлять дальнейшую очистку кварцевого песка.
К числу обычно используемых кислот относятся серная, соляная, азотная и фтороводородная кислоты и др.; в качестве восстановителя используется сернистая кислота и ее соли. Указанные кислоты хорошо удаляют неметаллические примеси из кварца, но оказывают существенное влияние на удаление различных металлических примесей, а также на типы кислот и их концентрации. Как правило, разбавленная кислота оказывает значительное влияние на удаление Fe и Al, в то время как для удаления Ti и Cr требуется обработка концентрированной серной кислотой, царской водой или HF. Контроль различных факторов травления должен основываться на требованиях к конечному сорту кварцевого песка, необходимо стремиться к снижению концентрации, температуры и дозировки кислоты, а также к сокращению времени кислотного выщелачивания, чтобы добиться удаления примесей и очистки при меньших затратах на обогащение.
5. Интеллектуальная сортировка (цветовая сортировка, ближний инфракрасный диапазон, рентгеновское излучение и т. д.)
Интеллектуальная сепарация основана на различии оптических свойств руды или различии характеристик реакции после рентгеновского облучения, а также на использовании фотоэлектрической технологии обнаружения для разделения различных частиц руды.
Имеющееся оборудование представляет собой в основном интеллектуальную сортировочную машину с датчиками, которая состоит главным образом из системы подачи, системы оптического обнаружения, системы обработки сигналов и системы выполнения разделения.
В соответствии с классификацией источников света для обнаружения, их можно разделить на люминесцентные источники света, светодиодные источники света, источники ближнего инфракрасного излучения, рентгеновские источники и так далее.
Преимущество интеллектуальной сортировки заключается в возможности замены ручной сортировки, точного контроля качества отобранной руды и повышения производительности обогатительной фабрики; недостаток же состоит в том, что диапазон размеров отобранной руды достаточно велик, и при обработке более мелких материалов (-1 мм) возникают трудности с сортировкой, что приводит к снижению производительности.
Кварцевый песок — очень важный неметаллический минеральный ресурс. Он широко распространен в Китае, и качество кварцевого песка в разных регионах значительно различается. Перед началом промышленного производства необходимо провести предварительное исследование образцов минералов в соответствии с требованиями к качеству концентрированного песка и выбрать оптимальный метод обогащения.
Вышеупомянутая серия продукции, производимая компанией Shandong Huate Magnetoelectric Technology Co., Ltd., подходит для разделения минералов с различным размером частиц. В основе продукции лежит разработка конструкции, отвечающей требованиям различных показателей сортировки, и она успешно применяется на многих горнодобывающих предприятиях, где играет положительную роль в экономии энергии, снижении потребления и повышении эффективности.
Для повышения эффективности производства горнодобывающим предприятиям следует выбирать оборудование для магнитной сепарации, соответствующее условиям их собственной деятельности, с учетом характера руды и технологических особенностей.
Производители оборудования должны постоянно совершенствовать и улучшать характеристики своей продукции в соответствии с производственными требованиями горнодобывающих предприятий, решать проблемы, возникающие в процессе эксплуатации, выпускать продукцию, более подходящую для промышленного применения, и содействовать технологическому развитию оборудования для магнитной сепарации.
Дата публикации: 11 марта 2021 г.