自然界中天然高純度的硅藻土礦很少見(jiàn)。多數(shù)硅藻土礦要進(jìn)行選礦加工后才能滿足應(yīng)用領(lǐng)域的需要。硅藻土選礦的目的是除去石英、長(zhǎng)石等碎屑礦物、氧化鐵類礦物、黏土類礦物以及有機(jī)質(zhì),以富集硅藻。
硅藻土提純方法的選用以雜質(zhì)礦物的種類、性質(zhì)、產(chǎn)品的純度要求而定。本文為您介紹三種硅藻土提純方法及工藝流程,您可根據(jù)需求進(jìn)行選擇。
一、濕式重力沉降法
對(duì)于主要含石英、長(zhǎng)石類碎屑礦物、黏土含量很少、硅藻含量較高的硅藻原土,可采用簡(jiǎn)單的旋風(fēng)分離法,即在干燥或中溫煅燒和選擇性粉碎后采用旋風(fēng)分離器或空氣離心分選機(jī)進(jìn)行選別。
也可以采用濕式重力沉降或離心沉降的方法進(jìn)行選別。工藝流程是:硅藻原土→擦洗制漿→重力沉降或離心沉降→過(guò)濾→干燥。如果原土中含有鐵質(zhì)礦物,可在重力或離心沉降后增設(shè)磁選除鐵作業(yè)。
二、沉淀分離法
絕大多數(shù)的硅藻土礦床屬于含黏土硅藻土和黏土質(zhì)硅藻土,難點(diǎn)在于硅藻與黏土顆粒的解離和分選。目前在工業(yè)上應(yīng)用的工藝是:擦洗制漿→稀釋→沉淀分離→負(fù)壓脫水→熱風(fēng)干燥→精細(xì)分級(jí)→硅藻精土。沉淀分離有兩種工藝:一是重力溝槽沉降,二是離心沉降。
重力沉降工藝流程:
1.用擦洗機(jī)將原土加水?dāng)嚢璩蓾獾V漿,其礦漿濃度(固含量)為30%~45%;
2.加水稀釋礦漿至10%~20%的濃度后給入高速分散機(jī)內(nèi),同時(shí)按原土質(zhì)量加入分散劑:茶堿0.003%~0.005%,模數(shù)大于3.2的水玻璃0.1%~0.2%;
3.將礦漿以1~1.5m/min的流速依次送入初分離器、二次分離器、精分離器中沉淀分離,礦漿在各分離器中的濃度依次為10%~20%、10%~18%和5%~10%;
4.收集濕硅藻精土進(jìn)行過(guò)濾干燥后即得硅藻精土。
該工藝適用于含黏土硅藻土和黏土質(zhì)低品位硅藻原土進(jìn)行精選,精土硅藻含量可達(dá)到80%以上。但是,這種溝槽式沉降方式,不但占地面積和勞動(dòng)強(qiáng)度大,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,而且只適用于在終年不凍的部分南方地區(qū)生產(chǎn)。
離心沉降工藝流程:
1.硅藻原土經(jīng)擦洗機(jī)擦洗并加入pH調(diào)整劑和分散劑制漿和充分分散后;
2.采用振動(dòng)篩篩分除去石英、長(zhǎng)石、碎屑等礦粒;
3.采用層流離心選礦機(jī)或臥式螺旋離心機(jī)進(jìn)行分選,選擇合適的離心分離因素,硅藻顆粒因?yàn)榱6容^大沉淀到離心機(jī)內(nèi)壁,黏土顆粒因?yàn)榱郊?xì)小(小于5μm)溢流而出;
4.通過(guò)高壓水或螺旋將沉淀的硅藻精土排出,進(jìn)行過(guò)濾干燥,即得硅藻精土產(chǎn)品;溢流經(jīng)固液分離后清水回用,黏土固體物可以綜合利用。
離心沉降工藝不僅可以生產(chǎn)硅藻含量85%以上的較高純度硅藻精土,而且硅藻的回收率高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定;整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程全部采用機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)和自動(dòng)控制,占地面積小,生產(chǎn)效率高,無(wú)論南方或北方地區(qū)均可適用。
上述兩種選礦工藝均屬于物理選礦方法,沒(méi)有廢水產(chǎn)生,對(duì)環(huán)境友好。這兩種物理選礦工藝中國(guó)均具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
三、酸浸法可提純到90%以上
對(duì)于純度要求很高的硅藻精土,在用物理方法精選后還須采用化學(xué)方法進(jìn)一步提純。目前化學(xué)提純主要采用酸浸法,一般使用硫酸和鹽酸,也可適量添加氫氟酸,加溫反應(yīng)一定時(shí)間,使硅藻土中含Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO黏土礦物雜質(zhì)與酸作用,生成可溶性鹽類,然后壓濾、洗滌并干燥,即得到較高純度的硅藻精土。
酸浸法可將硅藻土的硅藻或無(wú)定形二氧化硅含量提高到90%以上,Al2O3降低到1%以下,F(xiàn)e2O3、CaO、MgO均降低到0.5%以下。酸浸法的缺點(diǎn)是廢酸水量較大,須經(jīng)處理才能排放,因此,工業(yè)上規(guī)?;a(chǎn)很少采用。
對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量較高的黏土質(zhì)硅藻土,如我國(guó)云南尋甸硅藻土礦,采用煅燒工藝可以顯著提高硅藻土的純度。