脈石英反浮選與加壓浸出純化新技術(shù)研究.pdf

1、利用豐富的脈石英資源制備超高純石英，為新能源太陽能、光導(dǎo)纖維、半導(dǎo)體、集成電路、激光、航空航天、國防軍工、核動力能源儲存玻璃（防輻射）、高溫玻璃等高技術(shù)領(lǐng)域提供關(guān)鍵功能性原料。本文以四川某地脈石英為研究對象，進(jìn)行了工藝礦物學(xué)分析，采用磁選、反浮選、加壓浸出技術(shù)，制備出高純石英功能材料。
　　工藝礦物學(xué)研究表明：石英原礦中雜質(zhì)主要有兩種存在形式，一是礦物包裹體，二是氣液包裹體。1-5μm的礦物包裹體粒徑中多呈的條帶狀、環(huán)帶狀團(tuán)狀聚集

2、分布在晶?？p隙附近；粒度不足1μm的微小包裹體則多呈云霧狀彌散分布；檢測顯示：流體包裹體均一溫度200℃-400℃，表明加溫高于400℃時可消除這些氣液包裹體。石英原礦中主要雜質(zhì)礦物為云母、長石、含鐵礦物、輝石和二次鐵污染物等。雜質(zhì)金屬元素氧化物含量分別為/μg.g-1：Al2O3144.45、Fe2O391.86、Na2O63.13、K2O37.19、CaO53.7、MnO10.64，占雜質(zhì)金屬元素總含量的88％。以較大晶粒形式存在的

3、部分云母、長石礦物，單體解離后可通過浮選達(dá)到分離，大部分雜質(zhì)礦物則以微細(xì)粒形式包裹在工業(yè)級石英晶體中，用常規(guī)選礦技術(shù)很難實現(xiàn)有效分離。
　　首先采用高梯度磁選機(jī)對含鐵雜質(zhì)礦物進(jìn)行分離。當(dāng)磁場強(qiáng)度為1.2T、脈動頻率300r/min時，精礦石英中各元素的作業(yè)除去率分別為/％：Al12.94，F(xiàn)e38.82％。結(jié)果表明，高梯度磁選能有效的去除磨礦過程中產(chǎn)生的機(jī)械鐵，并去除部分已解離的磁性礦物。
　　對已解離的其它雜質(zhì)礦物采用反浮

4、選技術(shù)分離。試驗分三部分進(jìn)行：含鐵雜質(zhì)礦物反浮選分離是在中性條件下于油酸鈉體系中分離的；采用淀粉抑制石英反浮選云母；采用陰陽混合離子捕收劑來反浮選長石。經(jīng)過浮選，石英砂中總雜質(zhì)金屬元素含量降低了117.1μg/g，浮選作業(yè)雜質(zhì)元素去除率為40.93％。
　　最后，對包裹在石英晶體中的雜質(zhì)礦物包裹體，采用焙燒-水淬預(yù)處理技術(shù)，試圖在礦物包裹體與石英晶體界面制造裂紋缺陷，為化學(xué)浸出提供有利條件；初步探索了加壓化學(xué)浸出純化石英技術(shù)。分別

5、對不同粒徑石英進(jìn)行了60℃常壓下的混合酸浸出正交試驗，150℃、200℃密封容器中加壓混合酸浸出正交試驗。研究表明焙燒-水淬預(yù)處理可使礦物包裹體與石英晶體界面因熱學(xué)差異而產(chǎn)生裂紋。
　　在加溫加壓環(huán)境中隨溫度上升，分子內(nèi)能增加，活化能和活化分子數(shù)量增加的聯(lián)合作用加速了M-O鍵斷開的速率，導(dǎo)致石英晶體與礦物包裹體界面產(chǎn)生了更多的晶體缺陷，提高了高能區(qū)的化學(xué)活性?；旌纤崤c金屬元素發(fā)生反應(yīng)速率增加，使金屬元素溶出率增加，從而實現(xiàn)石英純化