石英砂中常見的礦物雜質(zhì)包括長石、云母等硅酸鹽礦物，石英砂除雜多采取浮選工藝進(jìn)行分離，以除去石英砂以外的大多數(shù)礦物顆粒，并富集石英。基于不同礦物表面對水潤濕性的差異性，疏水顆粒傾向于粘附在氣泡上，浮升至液面，而親水顆粒在與氣泡碰撞后，會脫離懸浮或沉入在水中，從而達(dá)到分選礦物，進(jìn)而達(dá)到除雜的目的。
石英砂浮選法不僅能去除云母、長石類礦物，也能浮選磷、鐵等雜物，還可脫除破碎和研磨時(shí)混入的次生鐵。下面，帶大家詳細(xì)了解一下如何去除石英砂中的云母、長石、含鐵礦物及磷灰石等雜質(zhì)。
石英砂去除云母雜質(zhì)
云母解離出大量零電點(diǎn)很低的陰離子O2-及F-，暴露在層狀結(jié)構(gòu)中后，在較寬的pH值范圍內(nèi)(pH=2-13)均可用陽離子捕收劑進(jìn)行回收。長石在陽離子捕收體系中的pH值范圍區(qū)域(pH=4-11)小于云母，因此在強(qiáng)酸性條件下可優(yōu)先浮出云母，從而去除云母雜質(zhì)。
石英砂去除長石礦雜質(zhì)
長石與石英砂同屬架狀硅酸鹽礦物，除具有相似的物理性質(zhì)、化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)外，還擁有相同水溶液中的荷電機(jī)理，零電點(diǎn)都很低。長石與石英砂二者的主要差異在于長石結(jié)構(gòu)構(gòu)造上，鋁氧四面體所取代硅氧四面體，引進(jìn)K+、Na+等堿金屬離子作為電價(jià)補(bǔ)償。堿金屬離子易在水中解離，使得長石的零電點(diǎn)比石英砂低，從而實(shí)現(xiàn)浮選分離，進(jìn)而去除長石礦雜質(zhì)。
目前，石英砂浮選分離長石，根據(jù)所使用的藥劑不同可分為酸性條件下的有氟浮選、無氟浮選和無氟無酸法。由于強(qiáng)酸性介質(zhì)一定程度上會腐蝕設(shè)備，給實(shí)際操作帶來了諸多不便，多采用無氟無酸法。該法分為兩種，中性浮長石法和堿性浮石英法，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
石英砂去除含鐵礦物雜質(zhì)
石英砂雜質(zhì)中的含鐵礦物零電點(diǎn)大多在5以上，在酸性環(huán)境下荷正電，理論上適合采用陰離子捕收劑來去除鐵礦物雜質(zhì)。
舉個(gè)例子：
氧化鐵礦的浮選藥劑為脂肪酸(皂)、烴基磺酸鹽或硫酸鹽;
黃鐵礦的浮選藥劑為黃藥類，用量為200ppmw左右;
鈦鐵礦的浮選藥劑一般用油酸鈉(0.21mol/L)，調(diào)節(jié)礦漿pH值至4-10。此外，近年來發(fā)展的烴基磷酸類捕收劑對鈦鐵礦具有良好的選擇性和捕收性能。
石英砂去除磷灰石雜質(zhì)
石英砂中的磷礦物一般以磷灰石方式存在，磷灰石在浮選礦漿中的表面溶解會改變礦物的表面性質(zhì)和浮選礦漿的化學(xué)環(huán)境。通常，石英砂在堿性條件(pH大于10)下，很容易被Ca2+活化，所以磷灰石溶液中溶解的Ca2+會對磷灰石和石英砂的分離產(chǎn)生不利影響。由于磷灰石的可浮性優(yōu)于石英，可采用Na2CO3作為pH調(diào)整劑以提高磷灰石的可浮性，增大磷灰石和石英砂的可浮性差異。因此，在堿性條件下對磷灰石和石英砂進(jìn)行浮選分離時(shí)，建議選擇Na2CO3作為pH調(diào)整劑，水玻璃作為抑制劑。
此外，還可采用脂肪酸皂類陰離子捕收劑進(jìn)行磷灰石礦物與石英砂的浮選分離，如油酸鈉、氧化石蠟皂、塔爾油等。需要注意的是，脂肪酸浮選磷灰石會受水質(zhì)與溫度等因素的影響，一般會加重油、煤油等礦物油來增強(qiáng)疏水表面，以達(dá)到共捕收的作用。研究顯示，混合捕收劑的效果好于單一的捕收劑，有利于提高石英砂的回收率。
在實(shí)際選礦過程中，石英砂除雜工藝的選擇往往是根據(jù)石英砂礦石性質(zhì)、選廠條件、投資預(yù)算等多種因素來決定的。建議在進(jìn)行選擇時(shí)，先對石英砂石本身的伴生礦物進(jìn)行了解，通過選礦試驗(yàn)報(bào)告有針對性地選擇除雜工藝，以爭取更理想的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)效益。
