国家/地区 | 探明储量(亿吨) | 典型矿床特征 | 主要用途 |
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美国 | 120 | 高纯石英(SiO₂>99.9%),北卡罗来纳州Spruce Pine矿床 | 半导体、光伏玻璃 |
中国 | 85 | 福建、江苏、河北(SiO₂ 98-99.5%) | 建材、铸造、滤料 |
澳大利亚 | 65 | 西澳高纯石英砂(99.8%),伴生锆钛矿 | 高端玻璃、太阳能硅料 |
巴西 | 50 | 米纳斯吉拉斯州(含铁量<0.02%) | 电子级硅微粉 |
印度 | 45 | 拉贾斯坦邦(SiO₂ 97-99%) | 陶瓷、耐火材料 |
欧洲 | 30 | 法国、挪威(低铝低铁石英) | 光学玻璃、石英坩埚 |
滨海砂矿(如澳大利亚、印度):
含锆英石、钛铁矿、金红石等重矿物(需重-磁-电联合分选)
石英纯度:SiO₂ 95-98%
脉石英矿(如美国、中国):
高纯晶体石英(SiO₂>99.5%),需酸洗+浮选提纯
河成砂矿(如巴西、东南亚):
粒度均匀(20-100目),含泥量高(需擦洗脱泥)
指标 | 普通建材级 | 工业级 | 高纯电子级(SEMI标准) |
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SiO₂含量 | ≥97% | ≥99% | ≥99.99% |
Fe₂O₃ | ≤0.1% | ≤0.03% | ≤0.001% |
Al₂O₃ | ≤1.5% | ≤0.5% | ≤0.01% |
粒度分布 | 20-200目 | 40-325目 | 5-500μm(激光分级) |
三、石英砂分选设备
石英砂的分选主要依据其粒度、密度、颜色、磁性等物理性质的差异,采用不同的设备进行分离和提纯,以获得满足不同工业需求的高纯度石英砂产品。
以下为你详细介绍石英砂分选过程中常用的设备:
粒度分选设备
不锈钢筛网滚筒筛在石英砂分选中具有独特优势,是石英砂生产中常用的高效筛分设备,以下从工作原理、结构特点、应用优势等方面展开分析:
工作原理
不锈钢筛网滚筒筛工作时,滚筒装置通常呈倾斜布置。电动机经减速机与滚筒机构连接,驱动滚筒绕其轴线转动。物料从进料口进入滚筒后,随着滚筒的转动,在筛面上不断翻滚、跳跃。在此过程中,小于筛网孔径的石英砂颗粒会透过筛网孔落下,成为筛下物;而大于筛网孔径的颗粒则被截留在筛面上,随着滚筒的转动从出料口排出,从而实现石英砂的分级和筛分。
结构特点
材质优势:采用不锈钢材质制作筛网和部分结构部件,不锈钢具有良好的耐磨性和耐腐蚀性,能够有效抵抗石英砂在筛分过程中的磨损以及可能接触到的化学物质的腐蚀,延长设备的使用寿命,降低维护成本。
筛网设计:筛网先冲孔后经机械卷圆处理,这种工艺使得筛网在使用过程中不易伤害物料,保证了石英砂的完整性。同时,筛网孔径可根据用户要求设计制作,以满足不同粒度石英砂的筛分需求。
整体构造:一般由电机、减速机、滚筒装置、机架、密封盖、进出料口等部分组成。整体结构紧凑、设计合理,占用空间小,便于安装和布局。
应用优势
筛分效率高:通过滚筒的旋转运动,物料在筛面上不断翻动,增加了物料与筛网的接触机会,提高了筛分效率。相比一些传统的筛分设备,不锈钢筛网滚筒筛能够在较短的时间内完成大量石英砂的筛分工作。
适应性强:适宜筛分各种性质的物料,包括潮湿易堵塞的物料。在石英砂生产中,即使石英砂含有一定的水分,不锈钢筛网滚筒筛也能正常工作,不会出现筛网粘堵的问题,保证了筛分系统的产量和可靠性。
分级精度高:可将原料分为多个等级,满足不同工业领域对石英砂粒度的要求。例如,在光伏玻璃、半导体石英制品等高端应用领域,对石英砂的粒度分布有严格要求,不锈钢筛网滚筒筛能够提供精确的分级效果。
水力旋流器
原理:在离心力场中,利用颗粒的密度和粒度差异进行分离。当石英砂水浆以一定的压力沿切线方向进入旋流器后,在器内形成高速旋转的流场,粗颗粒在离心力的作用下被甩向器壁,并沿器壁螺旋下降,从底流口排出;细颗粒则随内旋流向上,从溢流口排出。
特点:分离精度高、占地面积小、处理能力大,可实现连续分离操作。
应用:广泛应用于石英砂的细粒分级和脱泥作业,能有效去除石英砂中的细泥杂质,提高产品的纯度和质量。
密度分选设备
跳汰机
原理:借助垂直交变的介质流(通常是水)使物料在脉动水流中按密度分层,密度大的颗粒(如重矿物和石英砂中的重杂质)下沉到床层底部,密度小的颗粒(如轻矿物和部分泥质)则悬浮在床层上部,然后通过排料装置分别排出。
特点:结构简单、操作方便、处理量大,对不同密度物料的分离效果较好。
应用:适用于处理粒度较粗的石英砂原料,可有效去除其中的重矿物杂质,提高石英砂的纯度。
重介质旋流器
原理:在重介质悬浮液(由高密度固体微粒和水组成)中,利用离心力的作用,使石英砂和杂质按密度分层。密度大于重介质悬浮液密度的颗粒向器壁运动,并沿器壁螺旋下降,从底流口排出;密度小于重介质悬浮液密度的颗粒则随内旋流向上,从溢流口排出。
特点:分选精度高、处理能力大、占地面积小,可实现自动化控制,适用于大规模生产。
应用:常用于高纯度石英砂的分选,能够有效去除与石英砂密度相近的杂质,如长石、云母等。
磁性分选设备
湿式磁选机
原理:利用磁选机的磁场对石英砂中的磁性杂质(如赤铁矿、褐铁矿、黑云母等)产生磁力作用,使磁性杂质被吸附在磁选机的磁极上,而非磁性的石英砂则随水流排出,从而实现磁性杂质与石英砂的分离。
特点:磁选效率高、处理量大、对物料的适应性强,可根据不同的磁性杂质含量和分选要求,选择不同磁场强度的磁选机。
应用:是石英砂提纯过程中去除磁性杂质的关键设备,广泛应用于各种石英砂生产线。
高梯度磁选机
原理:在磁选机的分选空间内填充高导磁不锈钢毛等介质,形成高梯度磁场。当石英砂水浆通过高梯度磁场时,磁性杂质受到的磁力大大增强,从而更容易被捕获和分离。
特点:磁场梯度高、分选效果好,能够去除石英砂中极微弱的磁性杂质,进一步提高石英砂的纯度。
应用:主要用于高纯度石英砂的深度提纯,对去除石英砂中含量极低的铁杂质效果显著。
颜色分选设备
光电色选机
原理:利用石英砂与杂质在颜色、光泽等光学特性上的差异,通过光电传感器对物料进行扫描和识别。当物料经过检测区域时,光电传感器将检测到的光信号转换为电信号,并与预先设定的标准值进行比较。如果物料的颜色、光泽等特征与标准值不符,控制系统将发出指令,驱动喷嘴喷出高压气流,将不合格的物料(杂质)吹出,从而实现石英砂与杂质的分离。
特点:分选精度高、速度快、自动化程度高,可有效去除石英砂中的有色杂质和异色颗粒,提高产品的外观质量和纯度。
应用:适用于对石英砂颜色有严格要求的高端应用领域,如光伏玻璃、半导体石英制品等。