石英培训：2024年石英及硅材料精细加工技术与装备高级研修班将于6月20-21日在江苏连云港市东海县举行，报名请关注V信公众号“粉体技术网”，欢迎石英矿、石英石、石英砂、石英粉、硅微粉等硅材料产业相关从业人员参加。

　　石英是反磁性物质，在磁场中不能被磁化，而磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和黑云母等杂质矿物具有磁性，利用这一性质上的差异，可通过磁选对石英砂矿中磁性杂质矿物以及颗粒内部或表面富集大量含铁氧矿物的石英砂颗粒进行去除。　　　　含铁石英砂的磁化率随着铁含量的增高而变大，作用于砂粒的磁力随着磁化率变大而变大，当磁力大于作用于磁性矿粒上的所有机械力的合力，即可达到分离的效果。　　　　1、磁选工艺的应用特点　　　　目前，在石英砂工业生产中，磁选是必不可少的一段工艺，用来去除铁质杂质较多，包括石英砂中原生杂质或其他处理工艺（如破碎工艺）引入的杂质。具有环保、操作简单、效果较好的特点。　　　　但是磁选只能在一定程度上去除含铁等磁性矿物杂质，对含铝、钾、钠等杂质的去除效果有限，当石英砂中含有大量的弱磁性和非磁性矿物杂质时，仅仅靠磁选无法有效纯化石英砂，因此磁选常作为联合提纯工艺的一部分或适用于生产普通级石英砂产品。　　　　此外，强磁选对含磁矿物的解离度要求较高，当含磁矿物在石英矿中以连生体的方式赋存时，将大大降低磁选工艺的选矿效率。　　　　2、常见磁选设备及应用案例　　　　常用的磁选设备有除铁器、磁滑轮、干式筒式磁选机、永磁筒式磁选机、感应辊式磁选机、盘式磁选机、高梯度磁选机、超导磁选机、琼斯型湿式强磁选机、平环式磁选机等。　　　　一般而言，对含杂以弱磁性杂质矿物为主的石英砂，利用湿式强磁机在10000奥斯特以上可以选出；对含杂质以磁铁矿为主的强磁性矿物，则采用弱磁机或中磁机进行选取效果比较好。适用于石英砂选矿的主要是强磁场选机。磁选的投资额是比较高的，但操作很简单，生产成本较低。　　　　磁选分为干选和湿选。干式强磁选运行成本较低，操作较为简便。采用湿式强磁选机可最大限度地清除包括连生体颗粒在内的赤铁矿、褐铁矿和黑云母等弱磁性杂质矿物，但湿式强磁选存在能耗大、易磨损、用水量大、运行成本高等缺点。　　　　（1）采用高梯度强磁选机、双立环式强磁选机、双转环式强磁选机对石英砂岩进行除铁效果试验，结果表明，效果较好的是高梯度磁选机，可获得Fe2O3为0.036%的优质石英砂精矿。三种磁选机磁场梯度不同，高梯度磁选机的磁场梯度最大，因而作用于矿粒上的磁场力最高。就磁场强度而言，双转环式的最高，这意味着耗电量最高，但磁选效果并非最好，说明它的运行成本较高，而生产效率较低。尽管高梯度磁选机的除铁效果最好，但试验中发现，这种磁选机和双转环式一样易堵塞，只有双立环式磁选机不发生堵塞现象。分析原因，应该是该磁选机在转动过程中，内部钢球在重力和离心力综合作用下，不断发生小的错动和位移，从而使得介质间隙处于变化之中，进入内部的颗粒容易排出。　　　　（2）江西某石英砂厂采用高场强立环脉动高梯度磁选机进行提纯，该厂石英原矿Fe2O3含量约0.06%，经破碎、磨矿、脱泥后用弱磁选机分选出机械铁，然后分别采用中磁选机和强磁选机进行1次粗选和1次扫选，最后用高场强磁选机进行1次精选，最终获得了高纯度的优质石英砂（Fe2O3含量小于0.008%），尾矿和中矿可作为普通建筑材料出售。

　　　　（3）韩国KCC集团石英砂选厂采用2台1.8T高场强立环脉动高梯度磁选机用于提取高纯度石英砂。高场强磁选机给矿Fe2O3含量0.317%，经过磨矿-分级-脱泥-1次弱磁选-1粗1精强磁选，最终可得到Fe2O3含量0.052%石英砂精矿，磁性杂质的去除率均在80%以上，满足国外客户对精砂Fe2O3含量在0.065%以下的要求。

　　　　（4）广东某公司采用周期式磁选机对石英砂进行磁选试验，获得了SiO2%≥99.5%，Fe2O3＜80ppm的光伏玻璃用石英砂。　　　　（5）在实验室条件下采用干式振动高梯度磁选机对广东某石英矿进行除铁试验，1次选别就获得石英精矿Fe2O3品位仅为0.04%的良好指标。　　　　3、石英砂磁选技术及研究进展　　　　田金星通过研究四川攀枝花石英砂矿发现，磁性杂质去除率随着磁场强度的增大而增大，磁场强度达到100000e以后，杂质的脱除率增加不明显，经磁选处理后，40-80目石英砂SiO2含量为99.09%，Fe2O3含量0.070%；80-140目SiO2含量为99.14%，Fe2O3含量0.067%；　　　　李育彪等对陕西某石英砂进行磁选试验，在最优条件下磁选对Fe2O3的去除率达到43.87%，满足了实验过程中对石英砂的初步提纯目的。　　　　刘加威等研究了磁选和酸洗联用工艺对石英砂提纯效果的影响，实验结果表明磁选对铁的去除率随着石英砂粒径的减小而增加，并且选用150-180微米的石英砂磁选除铁的效果最好。　　　　赵雪淞等采用磁选和微生物浸出联用提纯石英砂，系统研究了矿粉细度和磁感应强度对铁去除率的影响。石英砂磁选时的提纯效率与矿粉细度和磁感应强度密切相关，提纯效率会随着他们的增加先提高再趋于稳定。在最优条件下磁选后石英砂中杂质铁的含量仅为0.0074%。　　　　张福忠等介绍了永磁磁选设备去除石英粉中的含铁矿物研究，在1T磁场强度下可将大部分铁杂质去除。　　　　崔振红等在提纯最后阶段采用强磁选工艺，可获得SiO2含量为99.90%的高纯石英砂。　　　　Yin等采用细粒磁铁矿作为磁种，提高了微细粒赤铁矿与石英反浮选的分选效率。　　　　Abukhadra等将金矿副产物石英经草酸处理后，再经过磁力磁选，可将石英中铁含量降低到0.001%，SiO2含量可提高到99.9%。　　　　4、石英砂磁选技术要点　　　　（1）磁选次数和石英砂粒度都对杂质的脱除率有影响，次数越多脱除率越高，但一定次数后去除率升高不再明显；石英砂的粒径越小，磁选效果越好，但小到一定程度分离效果不明显。　　　　（2）湿式强磁选机除铁效果受给料量、冲洗水量、磁场强度等参数影响，其中以磁场强度影响最大。另外，磁选次数越多，石英砂粒度越细，除铁效果越好。　　　　（3）磁选主要适应于粗、中粒的矿物分离提纯，在矿物本身能达到单体解离的状况下尽可能粗些，一般大于0.074mm，且粒度应当尽量均匀。目前有效磁选细度下限为0.035mm，过细时，对强磁性矿物易被水流带走，弱磁性矿物则不易有效捕捉到。采用高磁场强度和高梯度，下限可达10-15μm，但对弱磁性矿物磁选效果受到限制。　　　　（4）有些矿物如赤铁矿、褐铁矿等本身易泥化，往往形成矿泥罩盖，加上本身磁性较弱，将大大影响磁选效果。对此采取适当清洗或控制磨矿细度等措施。　　　　（5）一般在破碎过程中混入的机械铁磁性较强，应先采用弱磁磁选设备去除，然后再用强磁选设备去除其中的弱磁性杂质；强磁性物含量较多时直接采用强磁选设备除铁。　　　　（6）磁选设备性能是影响磁选效果的重要因素，主要包括磁场强度、磁场梯度、结构特征等。