自然界中天然高純度的硅藻土礦很少見。多數硅藻土礦要進行選礦加工后才能滿足應用領域的需要。硅藻土選礦的目的是除去石英、長石等碎屑礦物、氧化鐵類礦物、黏土類礦物以及有機質,以富集硅藻。
硅藻土提純方法的選用以雜質礦物的種類、性質、產品的純度要求而定。本文為您介紹三種硅藻土提純方法及工藝流程,您可根據需求進行選擇。
一、濕式重力沉降法
對于主要含石英、長石類碎屑礦物、黏土含量很少、硅藻含量較高的硅藻原土,可采用簡單的旋風分離法,即在干燥或中溫煅燒和選擇性粉碎后采用旋風分離器或空氣離心分選機進行選別。
也可以采用濕式重力沉降或離心沉降的方法進行選別。工藝流程是:硅藻原土→擦洗制漿→重力沉降或離心沉降→過濾→干燥。如果原土中含有鐵質礦物,可在重力或離心沉降后增設磁選除鐵作業。
二、沉淀分離法
絕大多數的硅藻土礦床屬于含黏土硅藻土和黏土質硅藻土,難點在于硅藻與黏土顆粒的解離和分選。目前在工業上應用的工藝是:擦洗制漿→稀釋→沉淀分離→負壓脫水→熱風干燥→精細分級→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.用擦洗機將原土加水攪拌成濃礦漿,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內,同時按原土質量加入分散劑:茶堿0.003%~0.005%,模數大于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.收集濕硅藻精土進行過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低品位硅藻原土進行精選,精土硅藻含量可達到80%以上。但是,這種溝槽式沉降方式,不但占地面積和勞動強度大,產品質量不穩定,而且只適用于在終年不凍的部分南方地區生產。
離心沉降工藝流程:
1.硅藻原土經擦洗機擦洗并加入pH調整劑和分散劑制漿和充分分散后;
2.采用振動篩篩分除去石英、長石、碎屑等礦粒;
3.采用層流離心選礦機或臥式螺旋離心機進行分選,選擇合適的離心分離因素,硅藻顆粒因為粒度較大沉淀到離心機內壁,黏土顆粒因為粒徑細小(小于5μm)溢流而出;
4.通過高壓水或螺旋將沉淀的硅藻精土排出,進行過濾干燥,即得硅藻精土產品;溢流經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,產品質量穩定;整個生產過程全部采用機械化連續生產和自動控制,占地面積小,生產效率高,無論南方或北方地區均可適用。
上述兩種選礦工藝均屬于物理選礦方法,沒有廢水產生,對環境友好。這兩種物理選礦工藝中國均具有自主知識產權。
三、酸浸法可提純到90%以上
對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方法進一步提純。目前化學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,加溫反應一定時間,使硅藻土中含Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO黏土礦物雜質與酸作用,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定形二氧化硅含量提高到90%以上,Al2O3降低到1%以下,Fe2O3、CaO、MgO均降低到0.5%以下。酸浸法的缺點是廢酸水量較大,須經處理才能排放,因此,工業上規模化生產很少采用。
對于有機質含量較高的黏土質硅藻土,如我國云南尋甸硅藻土礦,采用煅燒工藝可以顯著提高硅藻土的純度。