海南某含有机物硅砂矿矿石可选性试验研究

关键词：硅砂,海南,国检测试控股集团北京科技有限公司

硅质原料是在自然界广泛分布的一种重要的矿产资源，是以二氧化硅（SiO₂）为主要化学成分或以石英为主要矿物成分的矿物原料的统称，包括天然石英砂、石英岩、石英砂岩、脉石英和粉石英等。

其产品广泛应用于平板玻璃、日用玻璃、石英玻璃、微电子塑封料填料、机械铸造、冶金和化工等领域。随着国民经济和科学技术的飞速发展，硅质原料的应用已不再只是局限于玻璃制品、建筑材料等一些对原料质量要求不高的传统领域，更多地开始涉及高新技术产业领域，如半导体封装材料、二氧化硅薄膜材料、原子能、光纤通讯电缆材料以及航空航天、国防科技尖端设备等诸多方面。应用于这些领域的石英产品的一个显著特征是其对石英砂原料质量有很严格的要求，一般要求SiO₂的含量在99.9%以上，杂质含量，尤其是铁质、铝质含量被限制在很低的范围。

高纯石英是宇航、电子工业、电光源管、光学仪器、光纤通讯等高科技产品的基础原材料，一般要求的SiO₂纯度达到99.9%～99.99%。多年以来，国内外普遍选用天然水晶作原料，经过精选提纯后，满足高科技用硅的需求，但由于天然水晶价格昂贵，资源日益枯竭，使得人们不得不把视线转移到寻找水晶代用原料这二个问题上。目前在取得水晶代用原料上大致有以下三个途径：（1）利用人造水晶；（2）用溶胶-凝胶法及四氯化硅气相沉淀法；（3）用天然石英砂进行加工提纯。显然，前两种途径因其能耗大、成本高、生产规模小等缺点，无法做到真正意义上的水晶代用原料，而利用对硅质原料的精选提纯制成的高纯或超高纯石英代替水晶原料，不仅行之有效，而且因为硅质原料的储量丰富、加工成本低廉和适合大规模生产等优点受到许多科研单位和相关企业的关注。

硅质原料中除了主要矿物石英外，通常伴生有长石、云母、粘土和铁质等杂质矿物。选矿提纯的目的就是根据产品对粒度、杂质含量要求的不同，采用适当的选矿方法和工艺流程提高产品纯度、降低杂质含量。一般认为除了二氧化硅以外的矿物都是杂质，而且有害物质主要是其中的含铁杂质和含铝杂质，所以硅质原料提纯方法和工艺流程主要体现在对含铁杂质和含铝杂质的有效脱除上。

我单位前身为国家建材局地质研究所，在非金属矿选矿方面有丰富的技术和经验，尤其在长石与石英的分离、高纯石英提纯方面有着深厚的技术研究。

我单位受甲方的委托，于2013年6月下旬承担该公司提供的含有机物硅砂矿矿石可选性试验研究的选矿项目，确定适合该矿石类型的选矿除铁、除铝、降钛的最佳工艺。

在收到矿样后，我单位迅速开展试验研究工作。本次试验研究根据原矿性质，采用有针对性、合理的选矿方法，通过详细的条件试验和流程试验，推荐的最佳工艺流程为：擦洗—分级—重选—磁选—酸浸处理—洗涤—脱水—干燥，最终产品技术指标见表1。

表1 最终产品技术指标

项目	工艺	产率	SiO2	Al2O3	Fe2O3	K2O	NaO
含量（%）	干式磁选	77.55	99.72	0.035	0.0074	0.0075	0.0049
	湿式磁选	71.32	99.74	0.032	0.0073	0.0072	0.0046
项目	工艺	CaO	MgO	TiO2	MnO	P2O5
含量（%）	干式磁选	0.0087	0.0025	0.022	0.0001	0.0017
	湿式磁选	0.0083	0.0023	0.021	0.0001	0.0016