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石英矿破碎与粉磨技术及要点
来源:中国粉体技术网    更新时间:2025-06-24 16:30:42    浏览次数:
 
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要想对石英矿进行提纯,首先要对原料矿石进行破碎-分级预处理,其目的是实现石英与伴生矿物初步分离及为后续加工提纯提供合适粒度范围的原料。
 
1、石英破碎
破碎的目的是将石英原矿破碎到有利于杂质释放与后续处理的所需的粒度,包括机械破碎、电动粉碎、超声破碎、热冲击破碎等。破碎过程中需要考虑到有效单体的解离效果和二次污染两个方面因素。
 
传统机械法是使用颚式破碎机或锥形破碎机将矿物粉碎到所需的粒度,颗粒形态为不规则棱角状。颚式破碎机适用于粗碎,圆锥破碎机适用于中碎和细碎,反击式破碎机适用于细碎和粗磨。
 
为了避免铁杂质的二次污染影响和提高解离效果,可采取热力粉碎、高压脉冲粉碎、超声破碎手段,但这些方法缺点是能耗大、成本高。
 
(1)脉冲放电破碎
相对于传统机械法,脉冲放电破碎岩石具有更明显的优势,主要分为液电效应破碎和电破碎两种形式,高压放电产生的冲击波,使岩石沿晶界断裂并有选择性地指向矿物包裹体,有利于杂质的释放和后续的处理,还可最大程度地保留矿物的粒度和形貌特征;脉冲放电破碎通常在水介质中进行,具有无尘环保的特点。
与传统破碎相比,电动破碎在处理杂质方面更有效,而且不会引入大量的铁污染,电动破碎处理后K、Ti、Fe杂质含量低于机械处理。
 
高压电脉冲破碎技术
 
DAL等采用高压脉冲电气破碎方法,可将单一石英矿物中含量不足1%的微量杂质矿物进行分离。研究结果表明,高压脉冲电气破碎方法能够更有效地分离石英原矿中的各类矿物,其破碎后的颗粒呈球状,并且存在大量与矿物内部包裹体相连的缝隙。
 
(2)超声破碎
超声破碎是基于超声波具有的机械能,超声波的粉碎头作用于液体时,液体分子由于空化作用产生大量小气泡,气泡破裂产生的巨大压力将颗粒表面的杂质剥落。
 
(3)热力粉碎
热力粉碎是将石英矿加热到特定温度使之体积膨胀或发生相变,产生大量微小裂纹使机械强度大大降低,再进行粉碎的方法。
 
2、石英粉磨
 
磨矿分级是破碎后的工艺,由于磨矿作业是矿石由粗到细的一个过程,故需要使用合适的磨矿分级方式及时分离出合格粒径的产物进行分级,避免过磨现象,提高作业效率和产率。
 
球磨机+分级机成套生产线比较适用于石英的超细粉碎加工,具有产品白度高、形状光泽好、品质指标稳定、粒度分布调控性强等特点。
 
但由于球磨机和分级机功能和侧重点不一样,且通常是两家企业生产,往往在产量等概念上存在着差异,所以在设备选型和设计时必须考虑二者的匹配。若配合应用不合理,会形成功能制约,耗能高,效率低。配合得当,可发挥各自优势,使整个系统优势互补,事半功倍,效率很高。
 
由于石英硬度高,对设备磨损严重,容易污染产品,为防止设备对石英造成再次污染,必须对设备进行耐磨防护处理,尤其是电子级高纯硅微粉,所有腔体及管道等静止件,均应采用陶瓷或有机耐磨材料等作内衬。球磨机一般情况多采用氧化铝衬板或球石衬板,使用锆球和玛瑙等材料作为研磨介质以减少铁或铝等杂质可能带来的影响。
 
石英坚硬、耐磨,特别是需要细磨时,单纯依靠介质的研磨作用很难获得理想细度的粉磨产品,因此,在石英粉磨的过程中往往加入一定量的助磨剂用以改善研磨效果。在磨矿过程中添加助磨剂或组合助磨剂可以降低矿浆黏度,使矿浆流动性更强,提高合格粒径产品的产率。
在助磨剂的选择和应用上,目前主要有三乙醇胺、DA分散剂、硬脂酸、氯化铵、氯化钠、酒精、油酸钠、硅酸钠、十二胺等,也有用脂肪醇聚氧乙基醚和十二烷基三甲基氯化铵进行试验。
 
需要注意的是,不同行业、不同石英制品对高纯石英颗粒的粒度分布有明确的规定,比如半导体行业中石英坩埚的制造要求石英砂粒度在0.180~0.125mm之间。因此,石英在粉磨过程中必须严格控制粒度,避免出现过磨。
 
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