Для очистки кварцевой руды сырье сначала должно быть измельчено и классифицировано в качестве этапа предварительной обработки. Целью этого является достижение первоначального отделения кварца от сопутствующих минералов и обеспечение сырья подходящим диапазоном размеров частиц для последующей обработки и очистки.
Дробление кварца
Целью дробления является уменьшение размера частиц кварцевой руды до требуемого для облегчения высвобождения примесей и обеспечения дальнейшей обработки. Методы дробления включают механическое дробление, электроимпульсное дробление, ультразвуковое дробление и дробление термическим ударом.
При дроблении необходимо учитывать два ключевых фактора: эффективное разрушение минералов и вторичное загрязнение.
Традиционный механический метод подразумевает использование щековой дробилки или конусной дробилки для уменьшения размера частиц минерала до желаемого размера, что приводит к нерегулярным угловатым частицам. Щековая дробилка обычно используется для грубого дробления, конусная дробилка — для среднего и мелкого дробления, а ударная дробилка — для мелкого дробления и грубого помола.
Чтобы избежать вторичного загрязнения примесями железа и усилить диссоциацию, можно использовать альтернативные методы, такие как термическое дробление, дробление высоковольтными импульсами и ультразвуковое дробление. Однако эти методы, как правило, связаны с более высоким потреблением энергии и стоимостью.
(1) Дробление импульсным разрядом
По сравнению с традиционными механическими методами дробление импульсным разрядом дает значительные преимущества при обработке горных пород. Оно в основном включает дробление гидроэлектрическим эффектом и дробление электрическим импульсом. Ударные волны, генерируемые высоковольтным разрядом, вызывают разрушение горных пород по границам зерен и выборочно воздействуют на минеральные включения. Это улучшает высвобождение примесей и облегчает последующую обработку, сохраняя размер частиц и морфологию минерала.
Дробление импульсным разрядом обычно выполняется в водной среде, что делает его беспыльным и экологически чистым. Более того, оно снижает загрязнение железом по сравнению с традиционным дроблением. Содержание примесей K, Ti и Fe ниже после электрического дробления, чем после механической обработки.
DAL et al. применили высоковольтное импульсное электрическое дробление для отделения следовых примесных минералов (содержание менее 1%) от отдельных кварцевых минералов. Их исследования показали, что этот метод эффективно разделяет различные минералы в кварцевой руде. Полученные частицы более сферические и содержат внутренние поры, которые соединяются с включениями.
(2) Ультразвуковое дробление
Ультразвуковое дробление использует механическую энергию ультразвука. Когда ультразвуковой зонд работает в жидкой среде, происходит кавитация, производящая множество мелких пузырьков. Огромное давление, высвобождаемое при лопании этих пузырьков, отслаивает загрязнения с поверхности частиц.
(3) Термическое дробление
Термическое дробление подразумевает нагревание кварцевой руды до определенной температуры, что приводит к ее расширению или фазовым изменениям. Это создает микротрещины, которые ослабляют механическую прочность руды, что облегчает ее дробление.
2. Шлифовка кварца
Измельчение и классификация следуют за процессом дробления. Поскольку измельчение переводит руду из крупного размера в мелкий, необходим подходящий метод измельчения и классификации для своевременного отделения частиц, соответствующих заданным параметрам, предотвращения чрезмерного измельчения и повышения эффективности и выхода продукции.
Линия по производству шаровой мельницы и классификатора Epic особенно подходит для сверхтонкого измельчения кварца. Она обеспечивает высокую белизну продукта, хорошую форму и блеск частиц, стабильные показатели качества и строгий контроль над гранулометрическим составом.
Однако, поскольку шаровые мельницы и классификаторы выполняют разные функции и обычно производятся разными производителями, могут возникнуть расхождения в производственных концепциях (например, выходная мощность). Таким образом, правильное соответствие оборудования имеет решающее значение при проектировании и выборе. Плохое соответствие может привести к функциональным ограничениям, высокому потреблению энергии и низкой эффективности. С другой стороны, хорошая интеграция может повысить общую производительность системы, обеспечивая высокую эффективность с меньшими усилиями.
Из-за высокой твердости кварц вызывает значительный износ оборудования и может загрязнять продукт. Для предотвращения повторного загрязнения, особенно при производстве микропорошка кремния высокой чистоты электронного класса, все оборудование, включая полости, трубопроводы и статические компоненты, должно быть облицовано керамическими или органическими износостойкими материалами.
В шаровых мельницах обычно используются футеровки из оксида алюминия или камня, а в качестве мелющих тел используются циркониевые шары или агат для снижения загрязнения примесями железа или алюминия.
Шлифовальные средства
Кварц твердый и очень износостойкий. В частности, при тонком измельчении, полагаясь только на механическое измельчение, можно не получить порошки желаемой тонкости. Поэтому для повышения эффективности процесса часто добавляются шлифовальные добавки. Эти добавки снижают вязкость суспензии, улучшают текучесть и увеличивают выход квалифицированных мелких частиц.
К распространенным вспомогательным средствам для измельчения относятся триэтаноламин, диспергатор DA, стеариновая кислота, хлорид аммония, хлорид натрия, спирт, олеат натрия, силикат натрия, додециламин, а также испытанные жирный спирт, полиоксиэтиленовый эфир и додецилтриметиламмонийхлорид.
Важно отметить, что различные отрасли и сферы применения требуют определенного распределения размеров частиц для кварца высокой чистоты. Например, для производства кварцевых тиглей в полупроводниковой промышленности требуется кварцевый песок размером от 0,180 мм до 0,125 мм. Поэтому точный контроль размера частиц во время измельчения имеет важное значение, чтобы избежать чрезмерного измельчения.
Epic Powder Machinery — ведущий производитель оборудования для сверхтонкого измельчения и классификации. Имея многолетний опыт и европейскую базовую технологию, мы специализируемся на предоставлении индивидуальных решений для высокочистого кварца и других твердых материалов. Наши передовые системы, включая струйные мельницы, шаровые мельницы и прецизионные классификаторы, широко используются в горнодобывающей, электронной и химической промышленности. Мы стремимся предоставлять эффективные, чистые и не содержащие загрязнений решения для обработки порошков, чтобы соответствовать самым строгим стандартам применения.
