探讨石英砂中铁的赋存状态和除铁技术进展

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在石英砂的各种应用领域中，铁是其中最有害的杂质，石英砂的提纯一般以除铁为主要目的。

一、铁在石英砂中赋存状态 

铁杂质在石英砂中的赋存状态，决定了用什么方法可将其去除以及去除的程度。石英砂中的铁含量会随粒度的降低而上升，这是因为粒度小的颗粒中含重矿物和长石较多，与石英相比，它们不耐风化。由石英砂的具体情况，可以将铁的赋存状态分为5种形式：

（1）黏土矿物中

一般出露地表的矿床中，含有的风化黏土较多。这种黏土是由石灰石、长石、页岩等风化而成，黏土的主要成分含有石英、云母、褐铁矿、方解石和绿泥石混合物的天然水成钒土硅酸盐，其颗粒粒度很小（10um以下）。

（2）重矿物及磁性矿物中

重矿物是指其相对密度大于2.9的矿物。这些矿物大多具有磁性或弱磁性，铁是这些矿物中的基本元素。

（3）轻矿物中

轻矿物主要是指长石。长石中的 Al 有时被 Fe 给取代，其含量可高达0.5%-0.7%。此外，还有白云母、高岭石、白云石、方解石等，在这些矿物中，Fe 是以类质同象形式存在晶格中，贵州砂型辅料由于其密度与石英差不多，所以分离相当困难。

（4）薄膜铁中

石英砂中颗粒在纯净状况下，呈白色，受到污染后呈褐色、灰色、黄色甚至红色等。石英颗粒的污染主要是铁质污染和泥质污染。在成矿过程中，某种矿物以薄膜或微粒状产生于石英矿物内部或者表面，这种成矿过程造成的铁质污染比较难消除。实际上，所谓的薄膜铁大多是指这种情况。

（5）连生体或晶格中

石英砂中的不同矿物基本上处于单体解离的状态，但石英砂中颗粒与其他含铁矿物连生在一起的状况仍然存在，这种连生体多数是暗色矿物，有的包裹在其颗粒的内部，有的镶嵌在颗粒的边缘，成为矿物集合体，这就是所谓的包裹铁。

二 石英砂的除铁提纯方法

对于铁的几种赋存状态，包裹铁是无法分离的。如果要去除，需进一步降低其粒度，使呈单体解离状态，这与石英砂应用的粒级要求不一致。从石英砂中除铁提纯有很多方法，但有一些目前只在实验室范围获得成功，尚未应用于工业生产。目前，石英砂除铁方法可分为三大类：物理-机械方法、化学方法和微生物选矿法。

2.1物理-机械方法

物理-机械方法主要有擦洗、重选、浮选、超声波选矿、磁选和水洗等，这些方法主要处理粗粒杂质。

(1)水洗和分级脱泥

因石英砂的粒度一般远大于黏土矿物的粒度，简单的水洗就可以去除石英砂中的粘土矿物。同时，随着石英砂颗粒变细，颗粒中的重矿物和长石含量较大，它们不像石英那样耐风化，铁质和铝质等杂质品位反而升高，SiO2的品位随之降低，贵州砂型辅料故石英砂的水选和分级脱泥，不仅可去除黏土矿物，而且还除去0.1mm 以下的细粒矿物。 但对于石英砂表面的薄膜铁难以去除。

(2) 磁选