第一節(jié) 硅石的概述
硅石(quartz stone)是脈石英、石英巖、石英砂巖的總稱。主要用于冶金工業(yè)用的酸性耐火磚。純硅石可作石英玻璃或提煉單晶硅。結(jié)晶硅石外觀一般呈乳白色、灰白色、淡黃色以及紅褐色。有鮮明的光澤,斷面平滑連續(xù),并帶有銳利棱角,硬度、強度都很大。脈石英呈致密塊狀,純白色,半透明,發(fā)油脂光澤,斷面呈貝殼狀,石英結(jié)晶顆粒多在2mm以上,肉眼可辨?;瘜W工業(yè)上用于制備硅化合物和硅酸鹽,也可作硫酸塔的填充物。建材工業(yè)上用于玻璃、陶瓷、硅酸鹽水泥等。可用作工業(yè)硅等鐵合金冶煉的原材料。硅石的工藝和用途的(可行性 研究 )。
第二節(jié) 硅石的工藝特性及用途
一、工藝特性
決定硅石工業(yè)應用價值的工藝特性在于:硅石質(zhì)地堅硬,莫氏硬度為7,有極佳的耐火性和耐酸性,熔點1730℃,熔體冷卻后變?yōu)槭⒉AВY(jié)晶體為水晶,具有透過紫外線光能力及壓電性。
二、主要用途
1.冶金工業(yè):主要用于制造耐火材料——硅磚,冶煉硅質(zhì)合金(硅鐵、硅錳、硅鉻)和作熔劑。質(zhì)純的可制結(jié)晶硅。結(jié)晶硅是生產(chǎn)單晶硅的主要原料,又可制硅鋁和有機硅。
2.玻璃工業(yè):硅石是制造玻璃的主要原料。硅石可作普通及光學玻璃,質(zhì)純者可熔煉成優(yōu)質(zhì)技術玻璃。耐火磚可作玻璃熔窯的窯襯。
3.建筑工業(yè):可作重要的建筑基石。碎石可作道路充填石及鐵路道砟。砂與瀝青混合可鋪路,石英還可作硅酸鹽水泥的校正材料。
4.化學工業(yè):硅石可制作各種硅化物和硅酸鹽及硝酸鹽,質(zhì)佳者可作耐酸性的硫酸塔中的充填物。
5.研磨業(yè):石英巖和石英砂巖可制作磨石、油石、砂紙及碳酸硅等研磨材料;石英砂也多用來鋸石料、磨光玻璃、磨金屬制品及石器制品的表面,石英也用于琢磨珠寶。
6.其它工業(yè):可作搪瓷和陶瓷原料。質(zhì)純者廣泛用于無線電工業(yè)、超聲波技術及現(xiàn)代國防和尖端技術,純的石英巖具有旋光性和透過紫外線性能,可制造各種光學儀器和醫(yī)療用的石英燈等,也是制造金剛砂(碳化硅)的基本原料。細石英砂可作過濾用。
第三節(jié) 硅石的選礦提純工藝
隨著科學技術的進步,電子工業(yè)、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路、航天等高科技產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,對高品級的石英原料的需求量也越來越大。硅石是以石英巖、石英砂巖、脈石英為主要礦物的巖石,經(jīng)選礦提純而來的高純或超高純石英原料,具有來源廣泛,生產(chǎn)成本低,批量大等優(yōu)點。下面我們就來具體了解一下硅石的選礦提純工藝。
根據(jù)硅石礦物原料的雜質(zhì)和包裹體的賦存狀態(tài),其選礦提純工藝主要分擦洗-磁選-浮選-酸浸等工藝流程。而且隨著選礦工藝 研究 的不斷深入,我國又引進了電選和生物選礦等工藝。
擦洗是借助機械力和砂粒間的磨剝力來除去石英砂表面的薄膜鐵、粘結(jié)及泥性雜質(zhì)礦物的選礦方法,它可以進一步擦碎未成單體的礦物集合體,再經(jīng)分級作業(yè)對泥質(zhì)性雜質(zhì)礦物進行有效脫除。該工藝一般作為硅石礦物原料入選前的預處理工藝。目前,主要有機械擦洗、棒磨擦洗和加藥高效強力擦洗和超聲波擦洗等方法。
磁選,可以最大限度地清除包括連生體顆粒在內(nèi)的磁性礦物,如赤鐵礦、褐鐵礦、黑云母、鈦鐵礦、黃鐵礦和石榴石等雜質(zhì)礦物,也可除去帶有磁性礦物包裹體的粒子。一般來說硅石磁選包括濕式和干式磁選兩種方式。
當硅石中含雜質(zhì)礦物較多時,僅采用擦洗、脫泥和磁選是不能將硅石提純成高純石英的,為了進一步提高硅石的純度和降除雜質(zhì)含量,通常采用浮選的方法。浮選是為了除去硅石礦物原料中的長石、云母等非磁性伴生雜質(zhì)礦物。
原礦經(jīng)磁選和浮選分離之后,SiO2純度已達99.93%。但高純或超高純的硅石中SiO2含量高于99.99%,含鐵量要低于幾個ppm的含量,這就需要用酸浸法來進行處理。酸浸是利用石英不溶于酸(HF除外),其它雜質(zhì)礦物能被酸液溶解的特點,從而可以實現(xiàn)對硅石的進一步選礦提純。
目前我國硅石礦物的選礦提純工藝 研究 已經(jīng)取得很大的進展,同時這些選礦提純工藝具有良好的應用前景,這也為我國硅石的深加工生產(chǎn)打下了良好的基礎。
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