什么是硅石？主要用途是哪里？
硅石是脈石英、石英巖、石英砂巖的總稱，化學(xué)式SiO2。主要用途大致可分為：用于冶金工業(yè)的耐火材料、石英玻璃、水泥配料用硅石。
而硅石依據(jù)硅的含量和雜質(zhì)含量不同，使用用途則不同，其中硅石礦的硅含量在98%以上可用于制造高純硅、半導(dǎo)體材料、光纖等高科技產(chǎn)品;硅含量在95%以上用于制造硅鐵、硅錳等治金材料;硅含量在90%以上可用于普通玻璃、熔劑用硅;硅含量在80%可用于水泥。
我國(guó)硅石資源分布情況
我國(guó)硅石資源豐富，分布廣泛又相對(duì)集中，主要集中在華北、東北、華東和西北地區(qū)。其中，內(nèi)蒙古、新疆、山東省和廣西儲(chǔ)量較大，占全國(guó)總儲(chǔ)量的86%。此外，江蘇、安徽、湖北、湖南等地也有一定的儲(chǔ)量。
其中用于冶金用硅石、玻璃用硅石和水泥用硅石主要分布在江西、安徽、海南等省份，僅江西和安徽兩省儲(chǔ)量之和占比就達(dá) 25%以上。用于工業(yè)硅原料，集中分布在青海、貴州、陜西，占比分別為 35.16%、16.62%和 11.45%。
硅石的雜質(zhì)賦存情況
硅石除了主要礦物石英外,通常伴有長(zhǎng)石、云母、粘土和鐵質(zhì)等雜質(zhì)礦物。而用于制備高純和超高純的石英原料,是除了二氧化硅外其它都是雜質(zhì)，其主要有害雜石為含鐵、含鋁雜質(zhì)、部分云母伴生。
而鐵雜質(zhì)在硅石中以微細(xì)顆粒賦存在黏土或長(zhǎng)石中，以氧化鐵附著在石英表面、或在石英內(nèi)部呈浸染、透鏡狀、固溶態(tài)存在。
含鋁雜質(zhì)主要來(lái)自云母、石英、黏土礦，部分存在于石英晶格中，形成結(jié)構(gòu)雜質(zhì)。
除以上雜質(zhì)賦存情況外，硅石中普遍存有流體包裹體，根據(jù)成因可分為原生包裹體、假次生包裹體、次生包裹體三類。而流體包裹體僅次生包裹體可通過(guò)粉碎破裂進(jìn)行剝離。原生包裹體無(wú)法有效破裂剝離。
硅石分選工藝
根據(jù)硅石應(yīng)用場(chǎng)景不同，分選流程主要為破碎、研磨、分級(jí)，制成符合不同行業(yè)需求的硅石產(chǎn)品。
首先，硅石加工第一步是破碎工序。常見(jiàn)破碎設(shè)備有顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)。通過(guò)破碎機(jī)將硅石破碎至適合顆粒大小，然后進(jìn)行至下一步加工工序。
研磨階段，通過(guò)研磨設(shè)備對(duì)粗破的硅石細(xì)磨。常用設(shè)備主要有球磨機(jī)、高壓懸輥磨和磨料機(jī)等。工作原理不同，但能夠?qū)⒐枋?xì)磨至所需粒度，以提升硅石品質(zhì)。
如何進(jìn)行硅石提純
根據(jù)硅石的雜質(zhì)和包裹體賦存形態(tài)，硅石的提純工藝主要分為擦洗-磁選-浮選-酸浸等工藝。
擦洗是借助機(jī)械力與砂粒的磨剝力來(lái)去除石英砂表面的鐵薄膜、泥性雜質(zhì)及粘接的礦物的選礦方式，一般擦洗屬原料入選前的預(yù)處理工藝。
磁選可以最大限度清除包括連生體顆粒在內(nèi)的磁性礦物，如黑云母、鈦鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦或石榴石等雜質(zhì)，也可去除帶磁性礦物包裹體粒子。
而浮選主要是去除非磁性伴生雜質(zhì)礦物，主要有長(zhǎng)石、云母等。
最終經(jīng)過(guò)磁選和浮選分離后的硅石，純度已達(dá)到99.93%，而高純度石英砂為99.99%，這就通過(guò)酸浸來(lái)降低含鐵量，主要是利用石英不融入酸，而其它雜質(zhì)礦物能被酸液溶解的特點(diǎn)，從而進(jìn)一步達(dá)到提純的目的。
除了上述主要的硅石加工設(shè)備外，還有一些輔助工藝及設(shè)備可進(jìn)一步提高加工效率和產(chǎn)品品質(zhì)，如破碎后加入預(yù)分選工藝，可拋廢大部或全部解離出的雜質(zhì)礦石。部分云母伴生的硅石礦，也可通過(guò)拋廢處理，拋出大部分云母片，降低后續(xù)浮選藥劑量和成本。通過(guò)預(yù)拋廢處理的硅石礦，可提升入磨礦石品質(zhì)，可大幅度提升后續(xù)工藝的生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。
預(yù)分選所運(yùn)用的技術(shù)主要為光電分選，是通過(guò)對(duì)硅石礦表面特征進(jìn)行識(shí)別與分選，如顏色特征明顯可通過(guò)礦石色選機(jī)進(jìn)行分選，表面特征復(fù)雜如顏色多樣、色澤差異小、解離度差需要定義好壞、形狀等可通過(guò)人工智能分選機(jī)進(jìn)行分選。而其中的名德光電，更是專業(yè)從事光電選礦設(shè)備技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)，產(chǎn)品覆蓋各類金屬、非金屬礦石分選。
總之，硅石分選設(shè)備在硅石加工過(guò)程中起著至關(guān)重要作用，根據(jù)硅石不同行業(yè)的需求，選擇合理的加工設(shè)備和技術(shù)，可提高產(chǎn)品的效率和質(zhì)量。
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