沈陽隆基電磁科技股份有限公司
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一、高純石英砂介紹
高純石英砂作為高科技領域必不可少的基礎材料,應用越來越廣泛。
高純石英砂,顧名思義,就是純度高雜質少的石英砂,SiO?含量大于99.9%(3N),主要應用于通訊、電子、光伏等高科技領域,是所有石英砂產品中附加價值最高的產品。
低鐵石英砂是指含鐵量小于120PPM的石英砂產品,其雜質含量較低,SiO?含量一般大于 99%(2N),主要用于生產超白玻璃,其透光率可達91.5%,遠遠高于普通玻璃的86%透光率。低鐵石英砂作為超白玻璃的生產原料,是石英砂制品中附加值相對較高的產品,在某些場合也將低鐵石英砂劃分到高純石英砂的范圍。
隨著社會對石英砂的需求越來越大,品質要求越來越高,對高純石英砂的需求也不斷提升,而天然的石英砂又含有很多有害雜質,因此石英砂提純工藝就顯得至關重要。
二、高純石英砂提純工藝特點
高純石英砂中SiO?含量很高,雜質總含量一般不超過1000PPM,而雜質種類往往不是單一的,無法通過單一方式去除,因此每種提純方式針對的特定雜質含量更低,這就對提純手段提出了更苛刻的要求。
磁選、浮選、酸洗、焙燒等提純方式是目前生產高純石英的主要提純工藝,每種提純工藝在生產時,都需要針對不同種類的雜質進行靶向去除。由于雜質含量很低,在提純過程中,就需要精確控制各個條件,避免不必要的消耗和二次污染,最終獲得符合標準的高純石英砂。
磁選作為一種除鐵提純方式,具有零排放、無藥劑消耗等特點,作為一種環保經濟的提純方式廣泛應用于石英提純領域。在針對高純石英砂去除鐵雜質時,磁選也同樣具有無可替代的作用,同時高純石英砂提純也對磁選的應用提出了更為苛刻的要求。
石英砂提純用的磁選設備種類很多,當前常規的設備主要有以下六類,少數場合也會用到離心磁力除鐵器、超導除鐵器等設備。
筒式濕式磁選機、平板帶式濕式磁選機
立環高梯度濕式磁選機、漿料提純機
筒式振動干粉除鐵器、輥式干粉除鐵器
三、高純石英砂用磁選設備的發展趨勢
1、常規磁選提純的局限性
磁選是通過石英砂與雜質的磁性差異進行分選,主要針對含鐵磁性礦物。目前石英砂常規的磁選提純工藝為:破碎—磨礦—脫泥—分級—中磁—一段強磁—二段強磁。
按照常規工藝,對內蒙、廣東、安徽等地區的部分石英礦樣進行提純實驗,石英精礦中鐵含量多在200‐800PPM,總的雜質含量一般在5000PPM左右,距離高純石英砂的指標還有一定的差距。
以常規的立環濕式強磁機為例,由于結構形式的限制,其背景磁場強度不會超過1.8T,介質表面吸力因子HgradH不會超過1016。在高純石英提純精選階段,雜質以連生體、包裹體等磁性極其微弱的雜質為主,強磁機可勉強吸住部分雜質,但是在外界干擾力的影響下,部分被吸住的雜質又會脫離介質進入石英精礦,除鐵效果不佳,尤其針對含鐵量100PPM以下的石英精礦除鐵,強磁機在某些時候就會顯得效果微弱,同時在介質盒的打撈作用下又會損失一部分精礦,最終磁選效果得不償失。
常規磁選設備在針對初級除鐵的時候具有優異的效果,但在鐵含量極低、連生包裹情況復雜的高純石英精選提純階段時,磁選效果就顯得不太理想。
2、高純石英砂用磁選的發展趨勢
目前典型的高純石英砂提純工藝以磁選+酸洗+浮選為主,具體思路為:磁選處理磁性雜質,酸洗處理金屬氧化物雜質,浮選處理長石云母等非金屬雜質。除磁選外,酸洗和浮選均有藥劑消耗和廢液排放,從經濟環保的角度考慮,應該在提純過程增加磁選的比重,減少其他提純手段的壓力和消耗量。在高純石英砂精選場合,除了有足夠的磁場強度外,還必須最大限度削弱反作用力,為成功磁選分離提供條件。
現在市面上的磁選方式有濕式磁選和干式磁選兩種。
濕式磁選廣泛應用于石英砂提純,具有除鐵效果顯著、處理量大、無粉塵污染等特點。在石英砂提純初選階段,濕式磁選被普遍認為是一種優異的除鐵提純方式,但在高純石英精選階段,常規的濕式磁選提純效果不明顯,原因可概括為 3 點。
?含鐵量極低,磁力有效捕捉磁性顆粒的概率低
?鐵雜質磁性弱,磁場吸力不夠
?濕選過程中,流體反作用力強且復雜,無法準確控制流體力
因此,能否增加有效磁力接觸幾率、增加磁場吸力、對反作用力進行有效控制是磁選在高純領域應用所面臨的問題。濕式磁選由于結構形式的限制和流體作用力的存在,解決這些問題是真正的技術挑戰。
干式磁選具有布料可控性高、磁場形式多樣、流體作用力弱的特點,在高純石英精選除鐵的場合,干式磁選就顯得比較適用。針對高純石英砂的特點,開發特定的干式磁選設備, 對生產純度穩定的高純石英砂具有積極的作用,因此干式磁選設備未來可作為高純石英精選階段的有力提純手段。
隆基可為客戶提供濕式磁選和干式磁選兩類磁選設備,并通過持續創新,促進產品迭代升級,推進高純石英砂生產技術的發展。
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