一、機(jī)械擦洗除鐵

機(jī)械擦洗是借助機(jī)械外力和砂粒問的碰撞與摩擦來除去石英砂表面的薄膜鐵及粘附在石英砂表面的含鐵礦物。目前，擦洗技術(shù)主要是棒磨擦洗和機(jī)械擦洗。對(duì)于機(jī)械擦洗，一般認(rèn)為影響擦洗效果因素主要是擦洗機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和配置形式，其次為工藝因素，包括擦洗時(shí)間和擦洗濃度。機(jī)械擦洗的效率隨礦漿濃度增加而提高，原因是增加礦漿濃度可以使顆粒之間碰撞的幾率增加。研究表明，砂礦擦洗濃度在50％～60％之間。擦洗時(shí)間原則上以初步達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求為基準(zhǔn)，不宜過長(zhǎng)．因?yàn)闀r(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)加大設(shè)備磨損，提高能耗和造成選礦提純成本的增加。如果采用加藥高效強(qiáng)力擦洗，配合適當(dāng)?shù)墓に嚭驮O(shè)備，采用棒磨擦洗效果會(huì)更好，因?yàn)榧铀幙梢栽龃箅s質(zhì)礦物和石英顆粒表面的電斥力，增強(qiáng)雜質(zhì)礦物與石英顆粒相互間的分離效果。對(duì)某地原礦+0.3mm 以上的石英砂進(jìn)行棒磨擦洗試驗(yàn)，Fe2O3從0.19％降低到0.10％，鐵的去除率達(dá)47.4％。與其它除鐵工藝相比較該LT藝具有以下特點(diǎn)：1)產(chǎn)品質(zhì)量好、可以達(dá)到浮法玻璃對(duì)優(yōu)質(zhì)硅砂的質(zhì)量要求；2)產(chǎn)量大?，F(xiàn)在一些小規(guī)模的生產(chǎn)企業(yè)和加工企業(yè)使用這種方法除鐵的較多，因?yàn)樗杀镜筒僮骱?jiǎn)單，但除鐵率相對(duì)較低。

二、磁選除鐵

石英砂中主要礦物—石英，是反磁性物質(zhì)，在磁場(chǎng)中不能被磁化。而石英砂中含鐵的雜質(zhì)礦物：赤鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦等，大部分都是磁性物質(zhì)在磁場(chǎng)中可以被磁化。在磁選工藝上利用這一性質(zhì)上的差異，通過磁選除去石英砂中的這些含鐵雜質(zhì)礦物。為了達(dá)到除去含鐵礦物目的，使磁性礦物與非磁性礦物分離，作用在磁性礦物上的磁力必須滿足如下條件：作用于磁性礦粒上的磁力大于作用于磁性礦粒上的所有機(jī)械力的合力。

磁選分為干選和濕選。以海南義昌石英砂礦生產(chǎn)工藝流程為例，把干選和濕選兩種工藝進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，濕式強(qiáng)磁選存在磁選機(jī)耗電量大、介質(zhì)易磨損、生產(chǎn)用水量大、運(yùn)行和維修成本高等缺陷。干式強(qiáng)磁選工藝操作方便，運(yùn)行和維修成本比濕式低。

在磁選工藝中，濕式強(qiáng)磁選機(jī)可以清除包括連生體顆粒在內(nèi)的赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母等弱磁性雜質(zhì)礦物。一般而言，對(duì)含雜以弱磁性雜質(zhì)礦物為主的石英砂，利用濕式強(qiáng)磁機(jī)在10000奧斯特以上可以選出；對(duì)含雜質(zhì)以磁鐵礦為主的強(qiáng)磁性礦物，則采用弱磁機(jī)或中磁機(jī)進(jìn)行選取效果比較好。在生產(chǎn)中采用濕式強(qiáng)磁選機(jī)可獲得Fe2O3為0.036％的優(yōu)質(zhì)石英砂精礦。濕式強(qiáng)磁選機(jī)除鐵效果受給料量、沖洗水量、磁場(chǎng)強(qiáng)度等參數(shù)影響。另外，磁選次數(shù)越多，石英砂粒度越細(xì)，除鐵效果越好。

三、超聲波除鐵

超聲波是一種依靠媒質(zhì)來傳播的高頻率(頻率大于20000Hz)聲波，它具有機(jī)械能，在傳播的過程中會(huì)與媒質(zhì)發(fā)生相互作用，產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)及空穴效應(yīng)。當(dāng)超聲波在水(或溶液)中發(fā)出時(shí)，會(huì)產(chǎn)生許多壓縮、膨脹區(qū)域，導(dǎo)致了無數(shù)微氣泡(空化泡)的形成和破裂，這種情況被稱為空化現(xiàn)象。在空化過程中，液體內(nèi)部壓強(qiáng)發(fā)生突變，從而伴有沖擊波，其壓力可達(dá)幾千至幾萬個(gè)大氣壓。在這種沖擊波的作用下，粘附在顆粒表面的含鐵雜質(zhì)便從顆粒表面脫落下來進(jìn)人液相，從而達(dá)到除鐵的目的。

超聲波除鐵主要是除去顆粒表面的次生鐵薄膜(即“薄膜鐵”)。鐵質(zhì)薄膜結(jié)合牢固，在選礦中使用的機(jī)械擦洗方法不能使其分離出來。用超聲波技術(shù)處理含“薄膜鐵”的天然硅砂具有時(shí)間短效率高的特點(diǎn)。當(dāng)處理時(shí)間10min時(shí)，除鐵率一般可達(dá)46％～70％。在采用超聲波除鐵應(yīng)注意及時(shí)排除廢液，防止因二次粘附而降低除鐵效果。超聲波清洗與化學(xué)藥劑(分散劑)相結(jié)合，除鐵率可以提高5％～30％。超聲波對(duì)藥劑的強(qiáng)化作用主要原因是空化作用的存在既有助于藥劑的分散，增加其與礦粒表面的作用幾率，又有助于藥劑在顆粒表面進(jìn)行的溶解和分散作用。采用超聲波除鐵時(shí)，礦漿濃度不宜過大。因?yàn)楫?dāng)濃度太大時(shí)，因解吸下來的雜質(zhì)太多不能及時(shí)排走，便會(huì)再次吸附在顆粒表面，使除鐵效果反而下降。超聲波的強(qiáng)度對(duì)石英砂的除鐵效果也有一定的影響，超聲波的強(qiáng)度越強(qiáng)除鐵效率越高。

超聲波除鐵與機(jī)械擦洗相比此法不僅可消除礦物表面雜質(zhì)，而且可以清除顆粒解理縫隙處的雜質(zhì)，因而，其除鐵效果更好。超聲波除鐵對(duì)于硅砂這種廉價(jià)資源來說，目前還顯得比較昂貴，在大型選礦廠應(yīng)用仍有困難，但用于那些要求純度高、用量少的生產(chǎn)領(lǐng)域是可能的。

四、浮選除鐵

浮選法主要是用來分離石英砂中的長(zhǎng)石，也可用來除去石英砂中的云母等粘土礦物以及次生鐵。典型工藝是以氫氟酸為活化劑，在強(qiáng)酸性下(pH 2～3)采用胺類陽離子捕收劑進(jìn)行浮選。浮選鐵時(shí)，NaOH可用來抑制被金屬離子活化的石英；浮選長(zhǎng)石、云母等粘土礦時(shí)，H2SO4不僅可以在被浮的長(zhǎng)石表面產(chǎn)生定位吸附，降低表面負(fù)龜性，而且可活化長(zhǎng)石和云母。