一、高純石英砂介紹

    高純石英砂作為高科技領(lǐng)域必不可少的基礎材料，應用越來(lái)越廣泛。

    高純石英砂，顧名思義，就是純度高雜質(zhì)少的石英砂，SiO₂含量大于99.9%（3N），主要應用于通訊、電子、光伏等高科技領(lǐng)域，是所有石英砂產(chǎn)品中附加價(jià)值最高的產(chǎn)品。

    低鐵石英砂是指含鐵量小于120PPM的石英砂產(chǎn)品，其雜質(zhì)含量較低，SiO₂含量一般大于 99%（2N），主要用于生產(chǎn)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(chǎn)原料，是石英砂制品中附加值相對較高的產(chǎn)品，在某些場(chǎng)合也將低鐵石英砂劃分到高純石英砂的范圍。

    隨著(zhù)社會(huì )對石英砂的需求越來(lái)越大，品質(zhì)要求越來(lái)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(zhì)，因此石英砂提純工藝就顯得至關(guān)重要。

二、高純石英砂提純工藝特點(diǎn)

    高純石英砂中SiO₂含量很高，雜質(zhì)總含量一般不超過(guò)1000PPM，而雜質(zhì)種類(lèi)往往不是單一的，無(wú)法通過(guò)單一方式去除，因此每種提純方式針對的特定雜質(zhì)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(chǎn)高純石英的主要提純工藝，每種提純工藝在生產(chǎn)時(shí)，都需要針對不同種類(lèi)的雜質(zhì)進(jìn)行靶向去除。由于雜質(zhì)含量很低，在提純過(guò)程中，就需要精確控制各個(gè)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(wú)藥劑消耗等特點(diǎn)，作為一種環(huán)保經(jīng)濟的提純方式廣泛應用于石英提純領(lǐng)域。在針對高純石英砂去除鐵雜質(zhì)時(shí)，磁選也同樣具有無(wú)可替代的作用，同時(shí)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(lèi)很多，當前常規的設備主要有以下六類(lèi)，少數場(chǎng)合也會(huì )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(huán)高梯度濕式磁選機、漿料提純機

筒式振動(dòng)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(fā)展趨勢

1、常規磁選提純的局限性

    磁選是通過(guò)石英砂與雜質(zhì)的磁性差異進(jìn)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(jìn)行提純實(shí)驗，石英精礦中鐵含量多在200‐800PPM，總的雜質(zhì)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(huán)濕式強磁機為例，由于結構形式的限制，其背景磁場(chǎng)強度不會(huì )超過(guò)1.8T，介質(zhì)表面吸力因子HgradH不會(huì )超過(guò)10¹⁶。在高純石英提純精選階段，雜質(zhì)以連生體、包裹體等磁性極其微弱的雜質(zhì)為主，強磁機可勉強吸住部分雜質(zhì)，但是在外界干擾力的影響下，部分被吸住的雜質(zhì)又會(huì )脫離介質(zhì)進(jìn)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(shí)候就會(huì )顯得效果微弱，同時(shí)在介質(zhì)盒的打撈作用下又會(huì )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(shí)候具有優(yōu)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(shí)，磁選效果就顯得不太理想。

2、高純石英砂用磁選的發(fā)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(zhì)，酸洗處理金屬氧化物雜質(zhì)，浮選處理長(cháng)石云母等非金屬雜質(zhì)。除磁選外，酸洗和浮選均有藥劑消耗和廢液排放，從經(jīng)濟環(huán)保的角度考慮，應該在提純過(guò)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(chǎng)合，除了有足夠的磁場(chǎng)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(zhù)、處理量大、無(wú)粉塵污染等特點(diǎn)。在石英砂提純初選階段，濕式磁選被普遍認為是一種優(yōu)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(diǎn)。

•含鐵量極低，磁力有效捕捉磁性顆粒的概率低

•鐵雜質(zhì)磁性弱，磁場(chǎng)吸力不夠

•濕選過(guò)程中，流體反作用力強且復雜，無(wú)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(chǎng)吸力、對反作用力進(jìn)行有效控制是磁選在高純領(lǐng)域應用所面臨的問(wèn)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(wèn)題是真正的技術(shù)挑戰。

    干式磁選具有布料可控性高、磁場(chǎng)形式多樣、流體作用力弱的特點(diǎn)，在高純石英精選除鐵的場(chǎng)合，干式磁選就顯得比較適用。針對高純石英砂的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)特定的干式磁選設備， 對生產(chǎn)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(lái)可作為高純石英精選階段的有力提純手段。

    隆基可為客戶(hù)提供濕式磁選和干式磁選兩類(lèi)磁選設備，并通過(guò)持續創(chuàng )新，促進(jìn)產(chǎn)品迭代升級，推進(jìn)高純石英砂生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。