石英砂又稱硅砂，是一種常見的非金屬礦物原料，經(jīng)選礦提純后可制成高純石英砂，廣泛應用于玻璃、陶瓷、冶金、鑄造及耐火材料等行業(yè)。

通常，天然石英砂和石英砂巖的主要礦物是石英，另外通常還伴生有一些其他雜質(zhì)礦物，主要為云母類礦物、長石類礦物以及鐵鋁金屬氧化礦物等，這些雜質(zhì)的混入大大降低了石英砂的價值，影響了產(chǎn)品質(zhì)量。因此，為滿足工業(yè)應用需求，通常需要對石英砂進行除雜、提純等操作。

石英砂除雜工藝是將原料石英砂，通過擦洗脫泥、磁選、溜槽重選、浮選、酸洗或幾種方法聯(lián)合作業(yè)，去除石英砂中的礦物雜質(zhì)，獲得粒度和雜質(zhì)含量均符合要求的高純石英砂。

一、水洗、分級脫泥與擦洗

石英砂中的SiO2的品位隨著石英砂粒度的變細而降低，鐵質(zhì)和鋁制等雜質(zhì)礦物的品位則正好相反，這種現(xiàn)象在含有大量粘土性質(zhì)礦物石英砂中尤為明顯。所以在入選前對石英砂原礦進行水選，分級脫泥是非常必要的，而且效果也是較為明顯的。

擦洗法主要是借助機械力和砂粒間的磨剝力來除去石英砂表面的薄膜鐵、粘結(jié)及泥性雜質(zhì)礦物，以及進一步擦碎未成單體的礦物集合體，再經(jīng)分級作業(yè)達到石英砂進一步提純的效果。

所需設備：高效攪拌式擦洗機

二、磁選法

磁選法是去除原料中含鐵雜質(zhì)的有效方法之一。磁選工藝的采用，可以最大限度的清除包括連生體顆粒在內(nèi)的赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母等弱磁性雜質(zhì)礦物。

由于原料中所含的赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母等礦物具有弱磁性，利用濕式強磁選機在磁場強度為8×105A/m（安培/米）以上時可選出；而對含雜以磁鐵礦為主的強磁性礦物，則采用弱磁選機或中磁選機進行選別。為進一步去除其他少量的弱磁性礦物（如角閃石、輝石以及磁性礦物與石英的連生體）時，可再采用磁場強度大于12000高斯的高梯度磁選機進行二級磁選。

所需設備：磁選機

三、浮選

石英砂浮選法主要包括有氟浮選和無氟浮選。其中，有氟浮選是采用陽離子捕收劑和氫氟酸活化劑在酸性pH值范圍內(nèi)進行，其缺點是含氟廢水對環(huán)境污染嚴重，需進行處理后排放。

無氟浮選是利用石英、長石結(jié)構(gòu)構(gòu)成的差異，合理調(diào)配陰陽離子混合捕收劑的配比和用量，利用它們Zeta電位不同，優(yōu)先浮選出長石，實現(xiàn)分離。

采用三級浮選工藝流程分別去除石英砂中的云母類礦物和長石類礦物。一級浮選是在中性或弱酸性環(huán)境下，采用相應的藥劑制度從漿體中浮選出含鐵的泥質(zhì)物；二級浮選是在中性或弱酸性環(huán)境下，采用相應的藥劑制度從漿體中浮選出云母類礦物以及云母與石英的連生體；三級浮選是在中性或弱酸性環(huán)境下，采用相應的藥劑制度從漿體中浮選出長石類礦物以及長石與石英的連生體。

所需設備：浮選機

四、色選

色選是根據(jù)物料光學特性的差異，利用光電探測技術(shù)將顆粒物料中的異色顆粒自動分揀出來。色選機主要由給料系統(tǒng)、光學檢測系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)和分離執(zhí)行系統(tǒng)組成。

運用該技術(shù)的色選機，已廣泛應用于農(nóng)業(yè)、食品業(yè)、工業(yè)、礦業(yè)等，可分選米類、豆類、芝麻、珍珠、玉石、塑料、金屬、礦石等物料。既可以提高物料的品質(zhì)，增加附加值，又可保障食用、使用時的安全性。而且，當異色顆粒與正常顆粒在大小、密度十分接近的情況時，色選成了唯一可行的分揀方式。

所需設備：光電色選機

五、酸洗

酸洗主要是為了消除石英砂原料石英石，硅藻土載體表面吸附，減少色譜峰脫層載體在生產(chǎn)加工前需進行酸洗處理。

酸洗法分為單酸酸洗和混酸酸洗，常用的酸類包括硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸等。其原理是利用石英不溶于酸（氫氟酸除外），其它雜質(zhì)礦物均能被酸液溶解的特點，從而實現(xiàn)對硅質(zhì)原料進行進一步提純的化學處理方法。

酸洗提純會產(chǎn)生大量的含酸、高鹽度、高色度、高濁度廢水，特別是含氟廢水，不妥善處理勢必會造成及其嚴重的環(huán)境污染。石英砂酸洗廢水中一般含有氫離子、氟離子、固體懸浮物、重金屬離子等，其處理難點就在于如何有效的去除氟離子。

結(jié)語

高純石英已成為新能源、光導纖維、激光、信息技術(shù)、航空航天、微電子等高技術(shù)領域不可替代的關(guān)鍵原材料。隨著中國制造2025的不斷推進，突破高純石英砂加工技術(shù)困境也愈發(fā)重要。

由于不同地區(qū)的石英礦性質(zhì)不同，所含雜質(zhì)、嵌部粒度也不盡相同，因此，在對預處理后的石英砂進行進一步提純制備時，需要根據(jù)石英砂本身的礦石性質(zhì)采取不同的聯(lián)合工藝流程，才能有針對性地除雜，得到高純度的石英砂。

參考來源

范培強等.國內(nèi)高純石英砂選礦與深加工研究現(xiàn)狀

石鈺等.高純石英砂的制備及應用研究進展

汪靈等.中國高純石英技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展前景

吳逍.高純石英原料選擇評價及提純工藝研究