鐵不僅是氧化鐵,還是機(jī)械鐵。除鐵就是除去石英礦和鉀鈉長(zhǎng)石中的重鐵元素。鐵元素的雜質(zhì)礦物一般有針鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、鈦鐵礦、磁黃鐵礦、電氣石、角閃石、黑云母等,石英礦和鉀鈉長(zhǎng)石除鐵方法可分為化學(xué)法、物理法和生物法。
1、 物理除鐵方法
①浮選。浮選主要用于從石英砂中分離長(zhǎng)石,也可用于從石英砂中除去云母等粘土礦物和二次生鐵。在強(qiáng)酸性條件下(pH2~3),以氫氟酸為活化劑,胺離子捕收劑浮選是較典型的工藝。
② 磁選。石英是石英砂中的主要礦物,是一種在磁場(chǎng)中不能磁化的抗磁性物質(zhì)。石英砂中含有鐵的雜質(zhì)礦物,如赤鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦等,大多是能在磁場(chǎng)中磁化的磁性物質(zhì)。在磁選過(guò)程中,利用這種性質(zhì)的差異,通過(guò)磁選從石英砂中除去這些含鐵雜質(zhì)。
③ 重選。使用振動(dòng)篩和水流。
④ 顏色選擇。分色是利用分色機(jī)通過(guò)光電檢測(cè)技術(shù)將石英礦石中的黃色顆粒和鉀鈉長(zhǎng)石分離,從而降低鐵含量。
⑤ 機(jī)械擦洗。機(jī)械擦洗是利用外力和砂粒之間的碰撞和摩擦,除去石英砂表面的鐵膜和附著在石英砂表面的含鐵礦物,達(dá)到除鐵的目的。目前,洗滌技術(shù)主要是桿式洗滌和機(jī)械洗滌。對(duì)于機(jī)械洗滌,一般認(rèn)為影響洗滌效果的因素主要來(lái)自洗滌機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和配置,其次是工藝因素,包括洗滌時(shí)間和洗滌濃度。
⑥ 超聲波。超聲波是一種依賴于介質(zhì)的高頻(頻率大于20000赫茲)聲波。它有機(jī)械能。在傳播過(guò)程中,它與介質(zhì)相互作用,產(chǎn)生力學(xué)效應(yīng)、熱效應(yīng)和空穴效應(yīng)。當(dāng)超聲波在水中(或溶液中)發(fā)射時(shí),會(huì)產(chǎn)生許多壓縮和膨脹區(qū)域,導(dǎo)致大量微氣泡(空化氣泡)的形成和破裂,稱為空化現(xiàn)象。在空化過(guò)程中,液體的內(nèi)壓突然變化,并伴隨著沖擊波。氣壓可以達(dá)到幾千到幾萬(wàn)大氣壓。在沖擊波的作用下,附著在顆粒表面的含鐵雜質(zhì)會(huì)從顆粒表面脫落進(jìn)入液相,從而達(dá)到除鐵的目的。超聲波除鐵主要是去除顆粒表面的二次鐵膜(即“膜鐵”)。鐵膜結(jié)合牢固,采用選礦機(jī)械擦洗法無(wú)法分離。利用超聲波技術(shù)處理含“薄膜鐵”的天然硅砂具有時(shí)間短、效率高的特點(diǎn)。
2、 化學(xué)處理酸洗。
也叫酸洗??梢允抢浣?,也可以是熱浸的。鐵與酸反應(yīng),從石英礦石鉀鈉長(zhǎng)石中除去氧化鐵或其他價(jià)鐵。酸浸不僅可以去除石英砂中的鐵礦物,而且可以去除石英中的非金屬雜質(zhì)。一般來(lái)說(shuō),硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸的使用價(jià)格昂貴,對(duì)環(huán)境影響很大。在這種情況下,鐵的溶解機(jī)理不同于無(wú)機(jī)酸。草酸除鐵的主要優(yōu)點(diǎn)是在浸出過(guò)程中形成可溶性絡(luò)合物,在微生物和陽(yáng)光的作用下分解。
3、 生物處理方法:微生物除鐵。
微生物浸出法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的石英砂顆粒表面除鐵技術(shù),目前尚處于實(shí)驗(yàn)室和小型實(shí)驗(yàn)研究階段。根據(jù)國(guó)外研究結(jié)果,黑曲霉、青霉、梨狀木霉等微生物在石英表面浸泡氧化鐵時(shí),取得了良好的效果。