1、原矿性质
凤阳石英岩经石轮碾磨矿再加水冲洗生产的石英砂，显微镜下观察：石英石中主要成分为石英>95%，还含有少量杂质矿物，石英呈等粒状，粒度约0.2-0.5mm，彼此呈典型的三边镶嵌粒状变晶结构，杂质矿物多位于石英颗粒之间，尺寸小于0.1mm。
石英石中铁有多种存在形式，即白云母、黄铁矿和铁的氧化物等，由于样品中白云母含量较高，因此铁含量的比重相对较大。
另外，根据被分选出来石英砂中杂质颗粒的磁学性质分析，得到石英砂中铁的氧化物主要为磁铁矿。
2、石英砂粒度分布
对石英砂进行筛分，筛分结果见表1。
表1 石英砂粒度分布
由表1可知，石英砂的粒度主要分布在-60+180目之间，占82.33%，SiO2含量相对较高（大于99%），杂质含量相对较低，其中Fe2O3含量低于0.01%。粒度大于60目的石英砂占总量的7.05%，粒度小于180目的石英砂占总量的11.62%，这两类粒度较大和较小的石英砂中SiO2含量相对较低（低于99%），杂质含量相对较高，其中Fe2O3含量高于0.01%。石英砂中-80+100目的颗粒最多，占27.92%。+50目和-80+100目石英砂中Fe2O3分布率最高，分别为19.71%和22.23%。
3、石英砂中的杂质含量
为了确定石英砂中常见杂质成分含量，分别对-200+300目石英砂和-300目石英砂进行ICP分析，统计结果见表2。
表2 石英砂ICP分析结果
由表2可知，两个石英砂样品中的主要杂质均为A12O3，但两个样品中杂质总含量相差较大，-200+300目石英砂样品中杂质总含量为0.29 %，-300目石英砂样品中杂质总含量为1.17%。两个样品中除MnO和MgO含量几乎没有什么差别外，其它杂质含量相差都较大。其中-300目石英砂样品中Fe2O3含量是-200+300目石英砂样品的3倍。说明粒度越小，杂质含量越高，这也是石英砂在选矿提纯之前多要分级脱泥的原因。
4、石英砂铁含量与粒度的关系
图1 石英砂中铁含量和SiO2含量随粒度的分布
由图可知，-60+180目石英砂中Fe2O3含量最低，平均值为0.0075%，SiO2含量平均值为99.28%，但整体来看Fe2O3含量和SiO2含量随粒度的变化不大。
粒度大于60目的石英砂中Fe2O3含量随粒度增大而增加，SiO2含量随粒度增大而减少，其中+50目石英砂中Fe2O3含量最高为0.0522%，SiO2含量最低为98.32%。
粒度小于180目的石英砂中Fe2O3含量随粒度减小而增加，SiO2含量随粒度减小而减少，其中-300目石英砂中铁含量最高为0.0587%，SiO2含量最低为98.81%。
故石英砂中铁含量随粒度的变化规律是：石英砂的粒度越大（大于60目）或越小（小于180目）其铁含量越高。
这是因为大颗粒石英砂，尤其是+50目石英砂，石英砂与含铁杂质没有完全解离。石英石显微镜下图像显示含铁矿物粒度的尺寸一般小于0.01mm，当石英石被磨碎到50μm以后，存在于石英内部杂质相中的含铁矿物大部分脱落下来，进入-300目石英砂中，从而导致-300目石英砂中铁含量偏高。而-60+180目石英砂中含铁矿物大部分在磨碎过程中已被分离出来，因此铁含量较低。
5、对石英砂提纯工艺的指导意义
根据铁杂质在石英砂中的分布规律，在石英砂选矿提纯过程中，为了提高产品的质量，降低石英砂中杂质含量，尤其是铁杂质的含量，应严格将石英砂粒度控制在-60+180目之间。另外，为了提高除铁效率，对粒度大于60目和粒度小于180目的石英砂加强磁选，这样可以有效降低石英砂中铁杂质的含量。
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