影响石英砂酸洗质量的控制参数及确定方法

广州石英化工
2020-11-07

石英砂酸洗的目的是去除石英砂(或石块)表面的杂质。杂质去除越多石英砂中的黄点越少,石英砂的白度越高、色泽越透亮,则酸洗质量越好。反之,杂质去除越少石英砂中的黄点越多,石英砂的白度越差、色泽越暗,酸洗质量差。


想要提高石英砂酸洗质量,就需要了解与酸洗质量相关的条件有哪些以及如何控制。广州石英通过大量的实验探索和生产实践发现,与石英砂酸洗质量相关的控制参数包括以下9大方面:


1、石英砂矿源


不同产地甚至同一产地的不同矿区产出的石英砂的性质可能都是不同的,因此它们品质也会有所差异,不同表现性质的石英砂,我们称之为不同的”石英砂种类“。不同种类石英砂中的铁氧化物(俗称”氧化皮“)以及金属矿物等杂质的形态、紧密程度、含量大小等情况是不一样的。因此,在其他条件相同的情况下,石英砂的种类将会影响到石英砂酸洗质量的好坏。

广州石英技术团队建议,在选择石英砂种类时,优先选择铁氧化物以及金属矿物等杂质紧密程度较低、含量较少的石英砂来进行酸洗。或者在酸洗之前,增加磁选、浮选等工艺,在酸洗前去除部分杂质。以此降低这些杂质在石英砂酸洗过程对石英砂酸洗质量的影响。


2、石英砂粒度

通常情况,酸洗前的石英砂都是全目数的(或指定目数)。在实验过程中,我们发现:粒度小的石英砂比粒度大的石英砂容易酸洗:因为粒度小的石英砂颗粒表面的黄皮面积较小,在破碎过程中致密的氧化皮受到破坏,包裹体减少,接触酸液面积更大;而粒度较大的石英砂,其表面黄皮面积较大且可能存在包裹的杂质,氧化皮更致密,但是酸液难以渗透到石英砂内部去除包裹体,因此酸洗难度更大一些。

广州石英技术团队建议,对于难酸洗的石英矿最好破碎为石英砂进行酸洗,以提升石英砂酸洗质量。


3、石英砂含水量

含水量”是指石英砂中含有的水分占石英砂总量的百分比。石英砂中含有的水分与酸液混合后会降低酸液浓度,使酸液浓度达不到标准要求,影响酸洗质量。含水量越大,对酸液浓度的稀释程度则越大,酸液浓度越低对石英砂酸洗质量的影响也就越大。

广州石英技术团队建议,酸洗前石英砂的含水量不能超过5%。若石英砂含水量较高时则需要先沥干后才能进行酸洗。


4、酸洗配方

不同的酸洗配方中有效成分的组成及比例是不同的。不同成分对于不同杂质的去除效果是不同的,因此对酸洗质量的影响也是不同的。比如硝酸能有效的氧化金属元素生成可溶性盐;盐酸能与各种金属氧化物及盐类作用,生成可溶性氯化物,但盐酸不能溶解大多数硅酸盐。氢氟酸对二氧化硅、云母、长石等都具有明显的溶蚀作用。

广州石英技术团队建议,需要根据石英砂的种类,选择相应的最佳石英砂酸洗配方。可先通过小试/中试实验对石英砂酸洗配方进行筛选


5、酸液浓度

在其他条件不变的情况下,酸液浓度越大,单位体积内存在的活化分子数就越多,在进行化学反应时的速率就越快,最终的酸洗质量也越好。虽然酸液浓度增大能够推动酸洗反应的正向进行,但是酸液浓度不是越高越好,酸液浓度达到一定程度,酸洗质量和速度的提升速度较平缓,此时若提高酸洗浓度,不仅影响酸洗质量提升有限,还会增加生产成本。

广州石英技术团队建议,应该先通过小试实验来进行酸洗浓度的筛选及验证,确保在大生产过程中使用适当的酸液浓度。


6、砂液比

砂液比是指酸洗过程中加入的石英砂与酸液的比例。一般来说,同种石英砂和酸液的砂液比是固定的,因此可以通过砂液比来估算酸液的用量大小。在石英砂酸洗过程中,若砂液比过小则会导致酸液不能完全覆盖住石英砂,部分石英砂裸露导致酸洗质量较差。若砂液比过大又会造成酸液的浪费,生产成本的增加。

广州石英技术团队建议,需要根据实际生产情况合理控制砂液比,既要避免出现酸液不能覆盖住砂面的情况,保证石英砂酸洗质量;又要尽量控制酸液的使用量,控制成本。


7、酸洗温度

酸洗温度对石英砂酸洗质量有着极其关键的作用。温度越高,能够加快分子的运动,分子之间有效碰撞次数增加,反应速率加快,提高石英砂酸洗质量。

但不同酸洗剂类型对酸洗温度的要求不一样,若酸液温度过高时,酸液中的某些有效成分容易被高温分解,使其丧失功效,从而影响石英砂酸洗质量。同时,酸洗温度也受酸洗设备工艺的制约,而且酸洗温度越高,加温或保温所消耗的能源也越多,生产成本也相应增加。

广州石英技术团队建议,需要根据酸洗剂类型对酸洗温度的要求来控制最佳的酸洗温度,以最合适的成本生产高质量的石英砂


8、酸洗时间

在其他条件不变的情况下,石英砂酸洗时间的长短会影响酸洗质量。而酸洗反应的过程是需要一定的时间,若时间太短,则酸洗反应不彻底,仍有大量杂质未被消除,导致酸洗质量较差。酸洗时间长短是与其它工艺条件如石英砂种类、酸洗配方、酸洗温度等等密切相关的。

广州石英技术团队建议,若要达到最佳的石英砂酸洗质量,需要保证充足的酸洗时间,常温条件下一般需要8-24小时,加温条件下一般需要4-12小时,酸液与杂质才能够反应彻底。


9、适当搅拌

搅拌能够使酸洗槽内的石英砂能够与酸液混合更均匀,确保所有石英砂颗粒都能够接触到酸液。同时,能够保证酸洗槽内温度的均匀性。从而有效保证石英砂酸洗质量。若没有搅拌,石英砂局部板结的区域不能接触酸液,从而导致石英砂酸洗质量较差。一般来说,搅拌方式采用压缩空气搅拌。

广州石英技术团队建议,在石英砂与酸液混合后进行适当的搅拌,保证砂液混合均匀和温度均匀。若没有搅拌条件的企业,可采用先下液再下砂的方式,一定程度也能够使砂液混合比均匀。


除此之外,生产环境一定程度上也会影响石英砂酸洗质量。空气中的粉尘会对石英砂造成污染,因此必须对生产、包装、储存等空气环境进行严格把控。


总而言之,广州石英建议通过科学实验及合适规模的试生产确定和验证合适的石英砂酸洗工艺条件和控制参数。与酸洗质量相关的条件是多样的,在实际生产过程中不能仅是从单一的条件来解决石英砂酸洗质量的问题,而是应该以全面的观点结合每一个与之相关的控制参数进行相应的控制,最终才能有效保证石英砂酸洗质量。