硅石，是一种常见的非金属矿藏质料，其运用范畴十分广泛。我国的硅石选矿提纯及深加工开发运用的比较晚，并且首要用于建筑工业，玻璃制作，陶瓷工业和铸造工业，这些范畴的一个共同点就是硅石的需求量大，质料质量要求低。

　　现在，国外以美国的硅石选矿提纯技能最为先进，特色是工业化产量大、配备专业化和出产自动化程度高，其产品已发展到第六代(杂质总质量分数小于8×10-6，透明度为光学级)。经过选矿提纯制成的高纯和超高纯石英砂已广泛运用于航空航天、原子能技能、激光、光缆通讯、军工等高科技范畴。跟着科学技能的前进，高科技用硅的需求量也将许多添加，而天然水晶资源的日趋干涸使得人们不得不将目光转向天然水晶的替代品—高纯和超高纯硅石。因而，活跃探求和推进硅石选矿提纯技能的前进，完成精制硅石、高纯和超高纯硅石的本钱、大批量工业化出产、对补偿天然水晶资源的缺乏，满意高科技用硅需求具有重要的现实含义。
 

　　二、硅石选矿提纯办法

　　硅石砂提纯是除掉硅石中少数或微量杂质，取得精制硅石砂或高纯硅石的高难度别离技能，近年来，国内外对石英提纯工艺研讨首要环绕以下几个方面进行：

　　(一)水洗、分级脱泥

　　硅石中的SiO2的档次跟着硅石粒度的变细而下降，铁质和铝制等杂志矿藏的档次则正好相反，这种现象在含有许多粘土性质矿藏石英中尤为显着。所以在当选前对硅石原矿进行水选，分级脱泥是十分必要的，并且效果也是较为显着的。如江苏宿迁马陵山矿石英原矿化学组成为：SiO279.38%、Fe2O31.68%、AL2O311.28%，其粒度组成中-0.1mm粒级含量为27.65%。在对原矿进行预选水洗、分级脱泥后，SiO2的档次上升到86.36%，Fe2O3下降至0.49%，AL2O3下降至6.79%，除杂提纯效果较为明显。水洗、分级脱泥作为一种矿石当选前的预处理办法，运用的较早也很遍及，但关于存在于硅石表面的薄膜铁和粘连性杂质矿藏，其脱除效果尚不明显。

　　(二)擦拭

　　擦拭是凭借机械力和砂粒间的磨剥力来除掉石英砂表面的薄膜铁、粘结及泥性杂质矿藏和进一步擦碎未成单体的矿藏集合体，再经分级作业到达硅石砂进一步提纯的效果，现在，首要有棒摩擦拭和机械擦拭两种办法，关于机械擦拭，一般以为影响擦拭效果的要素首要是来自擦拭机的结构特色和装备方式，其次为工艺要素，包含擦拭时刻和擦拭浓度，研讨标明，砂矿擦拭浓度在50%-60%之间效果最好，并且在必定程度上反而加大了硅石提纯的难度;擦拭时刻原则上以开端到达产品质量要求为基准，不宜过长，因时刻过长，会加大设备磨损，进步能耗和构成选矿提纯本钱的添加。因为关于某些硅石矿，机械擦拭擦除效果不太抱负，因而，在我国棒磨擦拭工业运用较为遍及和相对老练。如对某地硅石原矿经水洗、分级脱泥后+0.3mm以上的硅石砂进行棒磨擦拭，成果标明，经磨矿擦拭后，Fe2O3从0.19%下降到0.10%，铁的去除率达47.4%。咱们在对云南某地硅石选用加药高效强力擦拭，合作恰当的工艺和设备，成果发现比选用棒磨擦拭效果好，棒磨擦拭后收率为49%，而加药高效强力擦拭回收率为73%。加药的意图是增大杂质矿藏和石英颗粒表面的电斥力，增强杂质矿藏与石英颗粒相互间的别离效果。

　　(三)磁选

　　磁选工艺的选用，能够最大极限的铲除包含连生体颗粒在内的赤铁矿、褐铁矿和黑云母等弱磁性杂质矿藏。强磁选一般选用湿式强磁选机或高梯度磁选机。一般来说，对杂质以褐铁矿、赤铁矿、黑云母等弱磁性杂质矿藏为主的硅石，运用湿式强磁机在10000奥斯特以上能够选出;对含杂以磁铁矿为主的强磁性矿藏，则选用弱磁机对或中磁机进行选别效果比较好，上村宏﹒田渊平次选用强磁机对濑户石英砂进行了试验条件研讨，成果标明，磁选数和磁场强度选除铁效果有重要影响，随磁选次数的添加，含铁量逐步削减，而必定的磁场强度下可除掉大部分的铁质，但尔后磁场强度即便进步许多，除铁率也无多大改变。别的，硅石砂粒度越细，除铁效果越好，其原因是细粒石英砂中含铁杂质矿藏量高的原因。当硅石砂原砂中含杂质矿藏较多时，仅选用擦拭、脱泥和磁选是不能将硅石砂提纯成高纯砂的，为了进一步进步硅石的纯度和降除杂质

　　(四)浮选

　　考虑到含氟废水对环境的严重影响，国外于70年代呈现了“无氟有酸浮洗法”如日本在完成长石与石英的别离中，选用硫酸或(PH=2)调浆，加高档脂肪族胺盐和石油磺酸钠混合捕收剂浮选取得成功，无氟无酸浮选法是近年来大力开发的石英长石浮选别离新工艺，唐甲莹等从1984年开端研讨阴阳离子混合捕收剂浮选别离新工艺，该办法是在天然中性介质中，运用石英、长石结构组成的差异，合理分配阴阳离子捕收剂的配比，优先浮选出长石，完成二者的别离。但无氟无酸浮选法不如HF法和酸法老练，现在没有见到工业出产的运用的报导，云母与石英的等电点附近，分选难度大，选用酸性条件下阴离子捕收剂，或在碱性条件下阴-阳离子捕收剂两种办法浮选，可取得很好的效果。一般来说，经过擦拭、脱泥、磁选和浮选后，石英的纯度可到达99.3%-99.9%，基本上满意工业用砂的需求。

　　(五)酸浸

　　酸浸是运用石英不溶于酸(HF在外)，其他杂质矿藏能被酸液溶解的特色，然后能够完成对石英的进一步提纯。酸浸常用酸类有硫酸、、硝酸和等;还原剂有及其盐类等。研讨发现，上述酸类对石英中的非金属杂质矿藏均有杰出的去除效果，但对不同的金属杂质，酸的品种及其浓度影响较为明显，一般以为各种稀酸对Fe和Al的去除均有明显效果，而对Ti和Cr的去除效果则选用较浓的硫酸、或HF进行酸浸处理。一般运用上述酸类组成的混合酸进行杂质矿藏的酸浸脱除，考虑到HF对石英的溶解效果，故HF浓度一般不超越10%。除酸的浓度外，酸的用量、酸浸时刻、温度及矿浆拌和均能够影响石英酸浸效果。酸浸各种要素的操控应依据石英终究档次要求，尽量下降酸的浓度，温度和用量，削减酸浸时刻，以完成在较低的选矿本钱下进行石英提纯。在一些欧美国家因为对石英中铁的要求比较严厉，故比较体系的研讨了石英酸浸提纯处理，并建立了酸浸的石英选矿提纯厂。经过酸浸处理后的石英，可取得纯度达99.99%的高纯石英。

　　(六)微生物浸出

　　用微生物浸除石英颗粒表面的薄膜铁或浸染铁是新近发展起来的一种除铁技能，据国外研讨成果标明，用黑曲霉素、青霉、假单胞菌、多粘菌素、杆菌等微生物对石英表面薄膜铁进行浸除时，均取得了杰出的效果，其间以黑曲霉素浸除铁效果最佳，Fe2O3的去除率多在75%以上，精矿Fe2O3的档次低达0.007%。并且，发现用大多细菌和霉菌预先培养好的培养液浸出铁的效果更好，就像其他菌种相同是因为他们的可溶性代谢物的效果。现在微生物除铁处于试验室研讨阶段，规划化工业的出产需求作进一步的试验研讨。

　　(七)其他提纯办法

　　因为不同石英制品对杂质矿藏含量的不同要求，有时也选用一些其他的提纯办法作进一步提纯如电选运用石英与杂质矿藏在电性上细微的不同，可选出微量金属杂质矿藏;热氯化办法可除掉石英中的气、液相杂质和杂质矿藏、金属包裹体对工艺进程中的表面污染，到达对石英砂进一步提纯。

　　三、硅石砂选矿提纯工艺流程研讨

　　硅石选矿提纯工艺流程许多，一般视硅石中杂质的品种、含量、赋存状况以及产品质量要求等断定，常见的硅石砂选矿提纯工艺流程如下:

　　(一)擦拭---分级、脱泥

　　石英砂在风化堆积成矿进程中，许多粘土性矿藏和铁质在石英表面构成胶结物或粘连矿藏。选用擦拭---分级、脱泥工艺去除粘土杂质矿藏、泥质铁及部分薄膜铁则是这类石英提纯常用的工艺流程。如四川江津石英岩矿选用该工艺降除-0.1mm细泥和铁质，使得二氧化硅从85.4%进步到97.4%，三氧化二铁由本来的0.63%下降到0.165%。该工艺一般作为原矿当选前的预处理工艺，对泥质性杂质矿藏进行有用脱除。

　　(二)擦拭—脱泥—磁选

　　一般来说，硅石常见杂质矿藏，如褐铁矿、电气石、赤铁矿和黑云母等弱磁性矿机磁铁矿等强磁性矿只要选用磁选工艺才可降除、实践出产中，多选用湿式强磁机进行选别，磁场强度约在13000奥斯特左右。某地湖湘堆积硅砂在经擦拭脱泥后，砂中含三氧化二铁为0.36%，运用SHP-500型湿式强磁机对上述擦拭脱泥砂进行提纯，能够取得三氧化二铁含量为0.16%。

　　(三)棒磨擦拭—脱泥---磁选—浮选---酸浸

　　硅石砂原矿在经擦拭、磁选和浮选别离后，赋存较低的杂质矿藏颗粒(包含单体、集合体)已基本上被铲除洁净，二氧化硅纯度一般能够到达99.5%-99.9%，基本上能够满意石英砂大多数工业用处。但要求进一步作为超高纯石英，就必须对以斑驳和包裹体方式连生在石英颗粒表面上的杂质做酸浸处理，依据其不同的工业用处对硅石不同杂质矿藏(Fe、AL、Ti、Cr)的要求，进行不同浓度、配比的混合酸酸浸处理，如蕲春某石英岩矿的二氧化硅含量为99.76%，含细微包裹体，首要杂质矿藏Fe、AL、Ti等以粘土矿藏和铁的氧化物形状存在。在经过棒磨擦拭—脱泥---磁选---浮选---酸浸工艺后，取得二氧化硅含量为99.99%以上的高纯石英。

　　(四)加药高效强力擦拭—分级脱泥---磁选

　　经过对云南某石英提纯做了具体深化的试验研讨之后，咱们首要创造性的运用加药高效强力擦拭—分级脱泥—磁选这一新的提纯工艺，并取得成功。该工艺是对现有擦拭设备的结构进行了改善，优化了技能参数，经过加药高效强力擦拭和分级脱泥可除掉80%以上的杂质铁和铝矿，磁选首要是除掉含铁杂质矿藏。经过该流程处理后，可取得二氧化硅≥99.8%，三氧化二铁≤0.023%，三氧化二铝≤0.05%，二氧化钛≤0.02%的优质精制石英砂，到达了一级光学玻璃用砂的要求，并且精砂的产率高达73%，而棒磨擦拭产率仅为49%，二氧化硅回收率为72.8%。再进跋涉一步的复选和酸浸处理，能取得二氧化硅≥99.9%，三氧化二铁≤0.005%，三氧化二铝≤0.05%，二氧化钛≤0.02%的高纯石英，这一工艺的选用，克服了棒磨擦拭带来的铁质二次污染，产率低一级缺陷。

　　四、结束语

　　(一)硅石选矿提纯办法和工艺流程一般由以下几点断定：a原砂中杂质矿藏的赋存状况;b提纯工艺的选矿本钱;c精砂制品的工业用处。

　　(二)对一般工业用处的精砂硅石，尽可能挑选为简略的工艺流程以下降提纯本钱。引荐选用擦拭—脱泥—磁选工艺，即可满意精力的质量要求。

　　(三)对作为高科技用的高纯和超高纯硅石，则需求进一步选用浮选和酸浸等工艺对硅石再次提纯。高纯和超高纯石英的质量要求一般为二氧化硅≥99.99%，三氧化二铁质量分数小于1×10-5，其提纯进程不只要严厉操控选别条件，并且对相应提纯设备要求也比较严厉，以避免二次污染。

　　(四)咱们初次运用加药高效强力擦拭—分级—磁选这一新的提纯工艺，并在云南某地硅石砂岩的选矿提纯中取得成功，克服了棒磨擦拭带来的铁质二次污染，产率低一级缺陷。该工艺对完成硅石在低本钱，高效提纯除杂方面很有含义。