石英砂的生產過程主要包括原礦準備、破碎、篩分、研磨(磨粉)、提純、烘干及包裝等步驟。以下是對這些步驟的詳細解釋:
一、原礦準備
石英砂的原礦通常來源于硅石、石英巖、天然水晶石等。這些原料經過人工敲碎、分選并整理好后,放入料倉以備后續處理。
二、破碎
破碎是將大塊原料石英巖破碎成較小顆粒的過程。一般使用鄂式破碎機、反擊式破碎機和制砂機進行破碎作業。石英巖由振動給料機連續均勻地送進鄂式破碎機里進行粗破,粗破后的石英巖用膠帶輸送機送入到制砂機中進行細碎。顎式破碎機主要用于石英巖的粗碎環節,反擊式破碎機用于細碎環節,制砂機在高純石英砂生產過程中充分發揮了細碎和整形作用,是最理想的高純石英砂破碎設備。
三、篩分
篩分是將破碎后的石英砂按照粒度大小進行分離的過程。使用圓振動篩等設備,將合格粒度的石英砂送入下一道工序,而不合格的則重新返回破碎系統進行破碎。篩分清洗系統與破碎系統共同形成一個嚴密、巧妙的閉路循環。
四、研磨(磨粉)
研磨是將篩分后的石英砂進一步細碎成更細的粉末,以供后續提純使用。通常采用球磨機、棒磨機等設備進行研磨作業。研磨后的石英砂粉末粒度需要滿足后續提純工藝的要求。
五、提純
提純是石英砂生產過程中最關鍵的一步,目的是去除石英砂中的雜質,提高其純度。提純工藝主要包括重選、磁選、浮選和酸浸等步驟。
重選:使用搖床加適當水流重選,可以有效減少云母含量。
磁選:利用各種礦石或物料的磁性差異,在磁力作用下進行選別,可以除去石英砂所含的鐵類強磁性物質,也可以除去弱磁性物質。
浮選:根據礦物顆粒表面物理化學性質的不同,按礦物可浮性的差異進行分選,浮選主要作用是去除石英砂中的云母、長石、含鐵礦物雜質。
酸浸:采用一定比例的HCl和HF的混合酸浸泡,主要是為了去除溶于酸的金屬氧化物和部分硅酸鹽礦物。酸浸是高純石英砂提純工藝中的重要工序之一。
六、烘干及包裝
經過提純后的石英砂需要進行烘干處理,以去除其中的水分。烘干后的石英砂經過驗收合格后,即可進行包裝和儲存。
此外,值得注意的是,生產高純石英砂的方法除了上述的物理法(機械粉碎法)外,還有化學合成法。化學合成法主要包括氣相合成法、化學沉淀法、溶膠-凝膠法以及四氯化硅液相水解法等。這些方法得到的石英砂純度較高,但生產成本也相對較高,且工藝復雜程度不一。因此,在選擇生產方法時,需要根據具體需求和生產成本進行綜合考慮。
總的來說,石英砂的生產過程是一個復雜而精細的過程,需要嚴格控制各個環節的工藝參數和設備選型,以確保最終產品的質量和純度。