海南某含有機物硅砂礦礦石可選性試驗研究

關鍵詞：硅砂,海南,國檢測試控股集團北京科技有限公司

硅質原料是在自然界廣泛分布的一種重要的礦產(chǎn)資源，是以二氧化硅（SiO₂）為主要化學成分或以石英為主要礦物成分的礦物原料的統(tǒng)稱，包括天然石英砂、石英巖、石英砂巖、脈石英和粉石英等。

其產(chǎn)品廣泛應用于平板玻璃、日用玻璃、石英玻璃、微電子塑封料填料、機械鑄造、冶金和化工等領域。隨著國民經(jīng)濟和科學技術的飛速發(fā)展，硅質原料的應用已不再只是局限于玻璃制品、建筑材料等一些對原料質量要求不高的傳統(tǒng)領域，更多地開始涉及高新技術產(chǎn)業(yè)領域，如半導體封裝材料、二氧化硅薄膜材料、原子能、光纖通訊電纜材料以及航空航天、國防科技尖端設備等諸多方面。應用于這些領域的石英產(chǎn)品的一個顯著特征是其對石英砂原料質量有很嚴格的要求，一般要求SiO₂的含量在99.9%以上，雜質含量，尤其是鐵質、鋁質含量被限制在很低的范圍。

高純石英是宇航、電子工業(yè)、電光源管、光學儀器、光纖通訊等高科技產(chǎn)品的基礎原材料，一般要求的SiO₂純度達到99.9%～99.99%。多年以來，國內外普遍選用天然水晶作原料，經(jīng)過精選提純后，滿足高科技用硅的需求，但由于天然水晶價格昂貴，資源日益枯竭，使得人們不得不把視線轉移到尋找水晶代用原料這二個問題上。目前在取得水晶代用原料上大致有以下三個途徑：（1）利用人造水晶；（2）用溶膠-凝膠法及四氯化硅氣相沉淀法；（3）用天然石英砂進行加工提純。顯然，前兩種途徑因其能耗大、成本高、生產(chǎn)規(guī)模小等缺點，無法做到真正意義上的水晶代用原料，而利用對硅質原料的精選提純制成的高純或超高純石英代替水晶原料，不僅行之有效，而且因為硅質原料的儲量豐富、加工成本低廉和適合大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點受到許多科研單位和相關企業(yè)的關注。

硅質原料中除了主要礦物石英外，通常伴生有長石、云母、粘土和鐵質等雜質礦物。選礦提純的目的就是根據(jù)產(chǎn)品對粒度、雜質含量要求的不同，采用適當?shù)倪x礦方法和工藝流程提高產(chǎn)品純度、降低雜質含量。一般認為除了二氧化硅以外的礦物都是雜質，而且有害物質主要是其中的含鐵雜質和含鋁雜質，所以硅質原料提純方法和工藝流程主要體現(xiàn)在對含鐵雜質和含鋁雜質的有效脫除上。

我單位前身為國家建材局地質研究所，在非金屬礦選礦方面有豐富的技術和經(jīng)驗，尤其在長石與石英的分離、高純石英提純方面有著深厚的技術研究。

我單位受甲方的委托，于2013年6月下旬承擔該公司提供的含有機物硅砂礦礦石可選性試驗研究的選礦項目，確定適合該礦石類型的選礦除鐵、除鋁、降鈦的最佳工藝。

在收到礦樣后，我單位迅速開展試驗研究工作。本次試驗研究根據(jù)原礦性質，采用有針對性、合理的選礦方法，通過詳細的條件試驗和流程試驗，推薦的最佳工藝流程為：擦洗—分級—重選—磁選—酸浸處理—洗滌—脫水—干燥，最終產(chǎn)品技術指標見表1。

表1 最終產(chǎn)品技術指標

項目	工藝	產(chǎn)率	SiO2	Al2O3	Fe2O3	K2O	NaO
含量（%）	干式磁選	77.55	99.72	0.035	0.0074	0.0075	0.0049
	濕式磁選	71.32	99.74	0.032	0.0073	0.0072	0.0046
項目	工藝	CaO	MgO	TiO2	MnO	P2O5
含量（%）	干式磁選	0.0087	0.0025	0.022	0.0001	0.0017
	濕式磁選	0.0083	0.0023	0.021	0.0001	0.0016