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硅藻土八大提纯方法!

发布时间:2019-05-21  |   发布人:百姓绿森林硅藻泥  |  浏览次数:237

  硅藻土的主要化学成分为无定型二氧化硅,是一种天然多孔的硅质矿物。硅藻土原矿中,大多伴生长石、高岭土、云母和蒙脱石等粘土类矿物及有机质,部分含量高达30%以上。这些伴生粘土矿物往往堵塞硅藻原始孔道,严重影响硅藻矿物材料多孔特性的发挥。


  硅藻土选矿提纯的目的就是要除去硅藻土中的铝、铁杂质、碎屑及有机质,将碎屑矿物、粘土矿物、有机质等与硅藻颗粒分离,实现硅藻土的高值化利用。硅藻土常见的选矿提纯方法有干法或湿法分级、重力沉降、擦洗、浮选、磁选、化学选矿等。


1、干法或湿法分级
原理:干法或湿法分级是根据硅藻与脉石密度(相对密度)的差异,采用空气分离器、旋转式干燥机或水力旋流器等进行硅藻土分选。
特点:分级选矿工艺成本较低、无污染,但由于硅藻本身吸附能力强,单纯的分级分选,无法除去硅藻表面及孔内的粘结性杂质和薄膜铁。


2、重力沉降分选
原理:重力沉降分选是分散预先脱去粗砂后,根据硅藻原矿中硅藻与杂质矿物粒度、密度的差异,在水介质中沉降速度的不同进行分选的一种物理选矿方法。
特点:重选的优点是工艺简单。重力沉降主要是利用地球万有引力场,只有颗粒较大或者颗粒与流体密度差异明显的情况下,重力沉降作用才明显。由于硅藻本身颗粒小,密度小,常规重力选矿往往分选效率较低,不利于工业化生产,且由于硅藻与粘土颗粒分散不充分,加之两者沉降性质差异不明显,沉降过程中,难免发生硅藻与粘土颗粒之间彼此夹杂沉降的问题,因此对于粘土含量较高的硅藻土矿很少得到高纯度硅藻精土。


3、离心选矿
离心选矿的原理与重力选矿的分选原理相近,不同之处是重选利用的是重力,离心分选利用的回转流产生的离心力,离心力可达到重力的数十倍甚至上千倍,从而可以加大颗粒的分层速度,提高设备的处理能力。流膜离心选矿技术的出现可以强化微细粒分选精度。


4、擦洗法
原理:擦洗是利用水流以及颗粒之间的机械剪切力使硅藻壳表面的铁质薄膜以及与硅藻颗粒粘结的粘土杂质和有机质与其解离。
目前,主要的擦洗方式有机械擦洗、棒磨擦洗、加药擦洗等。一般来说,擦洗的次数越多,精选的效果越好,特别是对粘土矿物含量较高的硅藻土原矿。
特点:擦洗的优点是工艺简单,但是单一的常规擦洗,只能实现硅藻颗粒与粘土类杂质的解离,不能将硅藻与细粒粘土类杂质实现分选,一般还需结合其它分选工艺。


5、酸浸法
原理:酸浸提纯硅藻土是利用硅藻不溶于酸(HF除外),而其它的矿物杂质能够遇酸溶解的特性来实现硅藻土的提纯。
酸浸法是目前制备钒催化剂载体及精细化工产品应用比较多的一种方法,常用的酸为硫酸或盐酸。
特点:酸浸法是目前硅藻土提纯效果最好的一种选矿工艺,SiO2含量可以提高20%~42%,能够将赋存于硅藻孔隙内的大部分杂质除去。但其缺点也很明显,由于采用高温、浓酸处理,用酸量和洗涤用水量较大,严重污染环境,而且选矿成本和生产过程中设备维护费用较高,不适合大规模工业化生产。此外,原矿中的粘土矿物经酸破坏后会形成无定型SiO2,但此种SiO2不具有硅藻壳体的孔结构,成为次生杂质矿物。


6、焙烧法
原理:焙烧法是目前硅藻土提纯比较经济、有效的一种方法,尤其是对于高烧失量的硅藻原矿,通过煅烧(煅烧温度一般为600℃~1000℃),硅藻土原矿中的有机质及其它低沸点杂质被除去,SiO2含量显著提高,同时表面酸强度得到增加。
硅藻土的比表面积随焙烧温度的提高而变大,450℃焙烧后达到最大值;此后随焙烧温度的升高而变小,焙烧温度达到900℃以上以后,焙烧就会对硅藻壳体孔结构有破坏作用。
特点:焙烧法具有一定的适用局限性,只适合高烧失量硅藻土,对粘土类杂质无去除效果,一般需要与其它方法配合使用。


7、热浮选法
原理:热浮选法是根据硅藻壳体与粘土矿物、有机质吸水、吸热性能的不同,利用了在65℃以上硅藻活性很强而易与粘土和炭质分离的特点,硅藻土矿经陈化、破碎、制浆、通蒸汽,经40~50min的浮沉,料浆分成四层,自上而下,其中第二层即为硅藻含量最高的精土。将其分流后,精土料浆用板框压滤机脱水、干燥得到最终精土产品。
特点:显然,这种方法虽实用但很难控制,难以得到质量稳定的硅藻精土产品。


8、选择性絮凝法
原理:选择性絮凝法指的是通过添加选择性絮凝剂,使微粒状粘土矿物,絮凝为较粗的团块,从而使硅藻壳与粘土矿物分离。
特点:选择性絮凝工艺的选矿效果影响因素主要包括絮凝剂种类、絮凝剂用量、絮凝时间、搅拌强度、浓度、温度等,由于影响因素较多,选矿条件较为苛刻,实际生产中难以实施。
目前,硅藻土物理选矿的难点在于如何解决硅藻颗粒与微细粒杂质矿物的分散、分离以及如何提高分选效率问题上,主要表现为:

  由于微细粒矿物分散后容易发生二次团聚,将会影响后续选矿作业的选择性,因此,微细粒矿粒高效分散技术的开发是提高后续硅藻土选矿选择性和分选精度的前提;


  由于常规重力沉降选矿仅仅依靠地球万有引力,分选精度和效率较低,而且不能连续进行,选矿厂占地面积大,分选精度与分选效率低。因此,低品位硅藻土选矿必须提高分选精度和分选效率。层流离心分选是在离心力场中进行,可以强化细粒矿物的分离效果,提高分选的选择性、分选精度及分选效率。


  由于低品位硅藻土复杂的理化特性,单一的选矿提纯工艺往往得不到高纯度硅藻精土,在实际生产过程中,一般要综合多种选矿提纯方法对硅藻土进行提纯。

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