Njia 4 za kawaida za matibabu ya mchanga wa quartz wa ubora wa juu

2025-03-27

Mchanga wa quartz safi wa juu ni msingi wa nyenzo kwa maendeleo ya viwanda vya teknoloji ya kiwango cha juu, na nyanja zake za matumizi zinahusisha nyuzi za macho, jeshi, na viwanda vya anga. Nchi hizi zina mahitaji makali sana kuhusu usafi wa mchanga wa quartz, hasa kwa Fe, Al na uchafu mwingine.

Uchafu wa madini katika mchanga wa quartz mara nyingi upo katika mfumo wa madini yasiyo ya quartz kama vile feldspar, mica, garnet, zircon, ilmenite na mengine mengi. Uchafu huu kwa kawaida upo katika njia zifuatazo:

(1) Kama madini yasiyo ya kuhusiana, hayajaunganishwa kimiminika na kristali za quartz;

(2) Kama vipande vya madini, vimeunganishwa kimiminika na kimwili na kristali za quartz kwenye uso wake, uchafu kama huu ni hasa madini yanayobeba chuma na madini yanayobeba alumini;

(3) Madini yaliyofunikwa na chembe za quartz au yaliyozungukwa na kristali za quartz zinazoungana na kila mmoja;

(4) Kama ions za interstitial kubadili silicon, uchafu huu hasa unajumuisha: Al3+, Fe2+, Fe3+, B3+, Ti4+, Ge4+, P5+, nk. Ions hizi zinachukua nafasi ya Si4+ kuunda viunganisho vya covalent. Wakati hii inatokea, kawaida inahusishwa na dopingi ya elementi kama Li1+, K1+, Na1+, na H1+ ili kudumisha neutraliti ya umeme ya lattice ya SiO2. Element ya Al ni moja ya elementi muhimu za uchafu katika madini ya quartz, na Al3+ na Si4+ wana radii zinazofanana, ambazo zinaweza kirahisi kuchukua nafasi ya Si4+, na yaliyomo yake kwa kawaida ni hadi sehemu elfu kadhaa (ppm). Hivyo, yaliyomo kwenye Al ni kipimo muhimu cha ubora wa madini ya quartz.

Sasa hivi, mchakato wa usafi wa mchanga wa quartz wa ubora wa juu hasa unajumuisha kusagwa kwa mitambo, usafishaji wa mionzi, ufyonzaji, kutakasa kwa asidi, nk, ambazo zinaweza kuondoa kwa ufanisi uchafu wa ions za metali katika lattice ya quartz.

1. Kusagwa kwa mitambo

Kusagwa kwa mitambo ni njia ambayo inatumia nguvu za mitambo kupunguza ukubwa wa chembe za madini. Katika mchakato wa kusafisha quartz wa ubora wa juu, mchakato huu hasa unalenga kutenganisha uchafu usio na muundo katika madini ya quartz kutoka kwa quartz. Uchafu usio na muundo unamaanisha ujumuishaji wa madini (uchafu wa madini) na ujumuishaji wa gesi-maji (ujumuishaji wa mchanganyiko). Uchafu huo hupatikana katika mipaka ya chembe za quartz. Baada ya madini halisi ya quartz kusagwa, ukubwa wa chembe hupungua na eneo maalum limeongezeka, ili uchafu kati ya mipaka ya chembe uwe wazi kwenye uso wa nje wa chembe za quartz, hivyo kuimarisha ufanisi wa usafi wa mchakato unaofuata.

Katika mchakato wa kusagwa kwa mitambo, kutokana na asili ngumu ya madini ya quartz, kugusana mara kwa mara na kusuguana na vifaa kutaleta uchafu na kusababisha uchafuzi.

Madini ya quartz yalichakatwa kwa kusagwa kwa mchele wa jiwe la kauri kwa kutumia mchakato wa kusagwa wa mvua, na ukubwa wa chembe za quartz zilizotawanyika ulijaribiwa. Uso wa kuzunguka umewekwa wasiokuwa na hatari, na umbo wa mduara umeongezeka dhahiri; na quartz imewekwa safi kwa kuoshwa kwa maji na kutakasa kwa asidi, na weupe wa quartz iliyopatikana umeongezeka dhahiri, ambayo ina thamani fulani ya rejeleo kwa utafiti juu ya maendeleo na matumizi ya quartz.

2. Usafishaji wa Mionzi

Katika mchakato wa usafi wa quartz wa ubora wa juu, lengo la usafishaji wa mionzi ni kuondoa baadhi ya madini ya mionzi, kama vile ilmenite ya mionzi, pyrite, limonite na garnet, katika ujumuishaji wa madini ya quartz ya mionzi, ambayo ina athari nzuri katika kuondoa na kutenganisha uchafu wa mionzi kama vile chuma na titani katika madini halisi ya quartz.

Nguvu ya uwanja wa mionzi ya separator ya mionzi inaweza kubadilishwa, pia inajulikana kama usafishaji wa mionzi ya gradient, kutumia mionzi dhaifu kuondoa magnetite, na kutumia mionzi yenye nguvu kuondoa madini ya mionzi kama vile ilmenite, limonite, hematite, na garnet. Kwa uchafu mzito wa madini (madini yaliyotokana na ardhi yenye uzito maalum zaidi ya 2.86, kama zircon, epidote, garnet, nk) yanayopatikana katika madini halisi ya quartz, njia kama vile kutenganisha kupitia uzito na usafishaji wa mionzi wa kiwango cha juu kwa kawaida hutumika. Kwa kawaida, madini ya quartz nisafishwa baada ya kutenganisha kwa nguvu ya sumaku, ambayo itaboresha usafi na weupe wa mchanga wa quartz.

3. Ufunguo

Ufunguo ni utenganisho wa kuchagua wa vitu visivyo na maji na vitu vinavyovunjika kulingana na tofauti katika uwezo wa kugungwa kwa uso wa mwamba, ama kwa njia ya asili au baada ya mabadiliko. Katika mchakato wa usafi wa quartz wa kiwango cha juu, ufunguo hutumika hasa kuondoa madini ya mica na feldspar yanayoandamana na quartz, na pia inaweza kuondoa madini yenye fosforasi na chuma.

Kulingana na reagenti tofauti zinazotumika, ufunguo wa mchanga wa quartz unaweza kugawanywa katika ufunguo wa mchanga wa quartz wenye fluoride na ufunguo wa mchanga wa quartz usio na fluoride. Ufunguzi wa mchanga wa quartz wenye fluoride hutumia wakala wenye fluoride, kama vile asidi ya hydrofluoric (HF) kama mactivator wa feldspar, na asidi ya sulfuri kama mrekebishaji, ili kwamba kwa hali ya asidi kali ya pH=2-3, dodecylamine inayotumika kama mkusanyiko, na feldspar iliyotolewa inatangulia kukusanywa na kisha kutengwa. Vivyo hivyo, ufunguzi wa quartz usio na fluoride ni kutumia asidi ya sulfuri au asidi ya hidrokloriki kama mactivator wa madini ya uchafu katika quartz bila kutumia wakala wenye fluoride, na kisha kutumia mkusanyiko unaofaa ili kuondoa na kutenganisha quartz na madini ya uchafu. Aidha, tafiti zingine zimeonyesha kuwa athari ya ufunguo wa waungwana mchanganyiko ni bora kuliko ile ya waungwana wenye mmoja na ni ya gharama nafuu zaidi.

Wachunguzi wengine walifanyika ufunguo wa kurudi nyuma wa slurry ya mchanga wa vein quartz ili kuandaa mchanga wa quartz wa kiwango cha juu, na walitumia waungwana mchanganyiko kusafisha mchanga wa quartz mchanganyiko wa fine-coarse ili kupata bidhaa za quartz za kiwango cha 4N. Kiasi cha wakala wa povu wa mafuta 2# ni 75g/t, mchanga wa quartz unatiwa asidi na asidi ya sulfuri wakati wa uchaguzaji wa rough, na propylene diamine inatumika kama mkusanyiko; Ufanisi ni 1:4. Katika matokeo ya majaribio, kuondolewa kwa uchafu kulihesabu zaidi ya 50%, jumla ya kiasi cha uchafu ilikuwa 99.01 μg/g, na viwango vya kuondolewa kwa Al na Fe vilifikia 37.50% na 84.15%, mtawalia.

4. Kuondoa kwa asidi

Kuhitaji asidi ni njia ya usafishaji wa quartz kulingana na uyumilivu tofauti wa quartz, mica na feldspar katika suluhisho za asidi. Kuhitaji asidi inaweza kuondoa kwa ufanisi filamu ya oksidi juu ya uso na madini ya chuma. Kwa uchafu wa madini kama vile mica na feldspar, asidi ya hydrofluoric kwa ujumla hutumika kwa ufutaji. Vyombo vya kawaida vinavyotumika kwa kuondoa asidi ni pamoja na asidi ya hidrokloriki, asidi ya sulfuri, asidi ya nitro, asidi ya acetic na asidi ya hydrofluoric. Miongoni mwao, asidi isiyo na nguvu ina athari bora katika kuondoa Al na Fe, na asidi yenye nguvu yenye asidi ya sulfuri, aqua regia na asidi ya hydrofluoric hutumika katika kuondoa Cr na Ti.

Tafiti zimeonyesha kuwa uwepo wa asidi zisizo na nguvu na asidi ya hydrofluoric unaweza kuondoa kwa ufanisi Fe, Al, Mg na uchafu mwingine wa metali, lakini kiasi cha asidi ya hydrofluoric kinapaswa kudhibitiwa kwa sababu asidi ya hydrofluoric inaweza kufifisha chembechembe za quartz. Matumizi ya aina tofauti za asidi pia yanaathiri ubora wa usafishaji na usindikaji. Kati yao, athari ya usindikaji wa asidi mchanganyiko ya HCl na HF ndiyo bora zaidi.

Laboratari ilitumia mchanganyiko wa HCl na HF kama wakala wa kuchimba ili kusafisha mchanga wa quartz baada ya kutenganisha kwa mibomo. Kupitia uchimbaji wa kemikali, jumla ya vipengele vya uchafu ni 40.71μg/g, na usafi wa SiO2 ni wa juu sana wa 99.993wt%.

Kiini cha kutolewa kwa asidi ni mwingiliano kati ya suluhisho la asidi na madini ya uchafu. Kwa hiyo, katika mchakato wa kutolewa kwa asidi, joto linaathiri kwa kiasi kikubwa kiwango cha majibu na athari ya mwisho ya usafishaji. Mtafiti alitumia asidi ya kloridi na asidi ya oxalic kama wakala wa kuchanganya kutolewa ili kujifunza athari ya joto la kutolewa kwa asidi, muda na mkusanyiko kwenye athari ya usafishaji wa quarts, na hatimaye kubaini joto la kutolewa kwa asidi la 60 °C, muda wa kutolewa kwa asidi wa saa 8, mkusanyiko wa asidi ya oxalic wa 10 g/L, na mkusanyiko wa HCl wa 5 %, uwiano wa kioevu-soli wa 1:5, na kasi ya kuchanganya ya 500 rpm ndio hali bora za kutolewa kwa asidi. Matokeo yanaonyesha kuwa kuondolewa kwa chuma kunajihesabu kuwa asilimia 50%.

Mchakato wa kuondolewa kwa joto la juu na shinikizo la juu

Ni teknolojia ya hydrometallurgical ambayo imekua kwa kiwango fulani katika usindikaji wa madini ya metali. Teknolojia hii inaweza kupunguza kwa ufanisi matumizi ya asidi kwa joto la juu na shinikizo la juu. Shinikizo la juu linatolewa na mazingira ya kufungwa ya mchakato wa tanki ulio na koti la chuma cha kukata na laini ya Teflon. Inaweza kuondoa vijenzi vya mfumo wa umoja na inclusions kwa ufanisi zaidi, ambako athari zake za usafi za madini yenye ugumu ni bora zaidi kuliko zile za kutenganisha na mvutano na kuogelea.