近年來，隨著光伏、電子玻璃等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，高純石英砂的需求量持續(xù)攀升。然而，國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)石英資源日益稀缺，如何高效開發(fā)利用以往關(guān)注較少的海相沉積型石英砂，已成為行業(yè)研究的熱點(diǎn)。

海相沉積型石英砂：被忽視的潛在資源

海相沉積型石英砂與傳統(tǒng)脈石英、石英巖和偉晶巖相比，研究相對(duì)較少。但最新研究表明，這類資源同樣具備開發(fā)成較高品質(zhì)石英砂的潛力。以福建某地海相沉積型石英砂為例，原礦SiO?含量為95.68%，F(xiàn)e?O?含量為0.17%，Al?O?含量為2.28%，粒度集中分布在-0.6+0.1mm區(qū)間，石英顆粒占比約90%，主要雜質(zhì)礦物為鉀長(zhǎng)石和白云母。

創(chuàng)新工藝：擦洗-分級(jí)-磁選-酸浸聯(lián)合提純

針對(duì)海相沉積型石英砂的礦物學(xué)特性，研究人員開發(fā)了一套“擦洗-分級(jí)-磁選-酸浸”的聯(lián)合提純工藝。該工藝無需能耗較高的磨礦與浮選工序，流程簡(jiǎn)潔，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

第一步：擦洗-脫泥-分級(jí)

擦洗作業(yè)可將未解離的礦物集合體擦碎，去除石英顆粒表面附著的云母和松散的巖屑。試驗(yàn)表明，在400r/min轉(zhuǎn)速、60%礦漿濃度、20分鐘擦洗時(shí)間條件下，可有效去除大部分鐵雜質(zhì)。此階段主要使用擦洗機(jī)與分級(jí)篩等設(shè)備。

第二步：磁選除鐵

采用周期式脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)進(jìn)行三段磁選，磁場(chǎng)強(qiáng)度1.4T，礦漿流速1.0cm/s。此環(huán)節(jié)可有效去除含鐵雜質(zhì)礦物，磁選精礦Fe?O?含量降至561μg/g，Al?O?含量降至13204μg/g。高梯度磁選機(jī)是該階段的核心裝備，其磁場(chǎng)強(qiáng)度與段數(shù)的優(yōu)化組合直接決定了除鐵效果。

第三步：酸浸深度提純

酸浸階段采用10%草酸與4%氫氟酸的復(fù)合配比，在液固比1:1（mL/g）、80℃條件下常壓酸浸8小時(shí)。氫氟酸可破壞石英晶體結(jié)構(gòu)，使內(nèi)部包裹體雜質(zhì)暴露；草酸則與金屬雜質(zhì)形成穩(wěn)定絡(luò)合物，促進(jìn)分離。最終精礦Fe?O?含量降至63μg/g（去除率96.3%），Al?O?含量降至2540μg/g（去除率88.9%），TiO?含量降至164μg/g（去除率81.8%），總產(chǎn)率達(dá)81.23%。

工藝優(yōu)勢(shì)：低能耗、高效益、環(huán)保友好

該工藝路線具有三大突出優(yōu)勢(shì)：

其一，流程簡(jiǎn)潔，能耗較低。無需磨礦與浮選工序，大幅降低能耗與藥劑消耗，單位產(chǎn)品成本顯著下降。

其二，提純效果顯著。SiO?含量從95.68%提升至99.72%，F(xiàn)e?O?去除率高達(dá)96.3%，產(chǎn)品滿足電子玻璃用石英砂標(biāo)準(zhǔn)。

其三，環(huán)?？煽?。通過優(yōu)化酸配比，在保證提純效果的同時(shí)有效控制酸耗，減輕環(huán)境壓力。

結(jié)語

海相沉積型石英砂的開發(fā)利用，為緩解我國(guó)優(yōu)質(zhì)石英資源緊張局面提供了新的解決思路。擦洗-磁選-酸浸聯(lián)合工藝的成功實(shí)踐，不僅為同類資源的開發(fā)提供了技術(shù)參考，也為石英砂選礦裝備的優(yōu)化升級(jí)指明了方向。隨著相關(guān)技術(shù)的持續(xù)完善，海相沉積型石英砂有望成為高純石英原料的重要補(bǔ)充來源，為我國(guó)新能源與電子信息產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的原材料保障。