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    國內高純石英砂物理選礦提純及深加工技術

    中國粉體網 2018/7/30 18:02:58 點擊 3160 次

    導讀 石英砂屬于非金屬礦物,主要成分為二氧化硅,顏色為乳白色或呈無色半透明狀,集合體常呈粒狀、致密塊狀、晶簇狀或者是隱晶質的鐘乳狀等。

    中國粉體網訊  石英砂屬于非金屬礦物,主要成分為二氧化硅,顏色為乳白色或呈無色半透明狀,集合體常呈粒狀、致密塊狀、晶簇狀或者是隱晶質的鐘乳狀等。


    高純石英砂在高科技工業上具有廣泛的應用。在半導體行業中,可由熔融的石英制成高溫熱性能優異的晶片,用來制造高溫熱穩定性良好的高新能熱管;在通訊產業中,用石英砂生產的石英玻璃是光纖和其他光電裝置的基本材料。


    此外其還可以用于生產硅樹脂、太陽能電池基片,在磨料、填料、涂料及硅橡膠等產業中的需求更大。隨著石英砂的純度的提高,其價值也不斷提高,尤其是在高科技領域中,對石英砂的純度要求極高。


    但隨著天然水晶資源的逐漸枯竭,從普通的石英砂提取高純度的石英已成必然趨勢。


    提高選別提純的技術工藝,更加廣泛地利用普通石英砂才是解決問題的關鍵所在。近幾年來,石英砂提純的研究主要圍繞物理、化學和生物提純三大類。其中物理方法應用最為廣泛。


    物理方法主要是通過水洗—分級脫泥、擦洗、磁選和浮選等方法除去石英砂中的雜質,也可以聯合幾種工藝進一步除雜。


    1、石英砂的物理提純


    水洗—分級脫泥和擦洗


    在石英砂選礦流程中,通常把粒度小于0.1mm的細粒級稱為礦泥。針對還有大量黏土及礦泥的石英砂,隨著粒度的變細,二氧化硅的品位逐漸降低,而鐵、鋁等雜質反而上升。


    采用水洗—分級脫泥方法可有效提高其品位。對于石英砂表面的薄膜鐵和粘連性的雜質,水洗—分級脫泥的效果較差,這就需要借助機械力和砂粒之間的磨剝力來去除石英砂表面的薄膜鐵及粘連性雜質,在經過分級脫泥就可以實現較好地除雜效果。


    總結前人經驗,棒磨擦洗的效果最為理想,一般擦洗濃度在50%~60%,擦洗時間應根據礦石的性質來確定,以初步達到產品質量要求,時間不宜過長,以避免能耗過多及對設備的過大磨損。


    重選、磁選和浮選


    重選是利用礦物顆粒間相對密度、粒度、形狀的差異及其在水、空氣或重液中運動速率和方向的不同,使不同礦物分離的選礦方法。對于石英砂礦來說,常采用螺旋選礦機、溜槽、搖床等重選設備。


    對于一些賦存在鐵礦物顆粒中或賦存于黑云母、石榴石及角閃石等礦物顆粒中的鐵雜質,以及賦存于長石中的鋁,最有效的去除方法是浮選法。


    目前浮選主要采用酸性條件,根據所使用的藥劑不同可分為有氟浮選和無氟浮選,還有一些是在堿性條件下進行的浮選,但從工業生產來看,有氟浮選仍是最主要的浮選方法,其優勢是提純效果較好,技術成熟,但對設備的腐蝕作用較大,環境污染較為嚴重。


    2、石英砂深加工技術


    超細粉碎


    隨著高新技術領域的迅猛發展,高純石英微粉作為填充材料已顯示出廣闊的應用前景,其具有介電性能優異、導熱系數高、熱膨脹系數低,耐高溫、耐腐蝕、粒度分布可控、懸浮性能好等諸多優點,在催化劑、高級磨料、精細化工等領域應用廣泛。加工過程通常以高純石英砂為原料,經熔融煅燒、超細磨、分級等工藝生產出合格的超細石英粉。


    球形化


    將超細石英粉球形化一是可以使其表面流動性好,與樹脂攪拌成膜更加均勻,由此生產的電子元件性能也越好;二是球形化形成的塑封料應力集中最小,強度較高,球形粉塑封料封裝的集成電路芯片成品率高;三是球形粉摩擦系數小,對模具產生的摩擦力小,可提高模具的使用壽命。


    制備球形石英微粉技術難度大,國外通常采用高溫熔融噴射法、在液相中控制正硅酸乙酯、四氯化硅的水解法等。


    表面改性


    天然的石英微粉與高分子材料的親和能力差,作為填料時往往分散不均勻,甚至成團,對產品的質量影響較大,因此需對石英微粉進行表面改性處理,使之具有反應活性。表面改性的方法主要分為包裹改性、沉積改性、微膠囊改性、表面化學改性、機械化學改性及高能處理改性,其中表面化學改性采用的最多,其改性劑種類繁多,主要有硅烷偶聯劑、鈦酸脂偶聯劑、有機鉻偶聯劑、鋯鋁酸鹽偶聯劑等等。


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