硅微粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料,由天然石英(SiO2)或熔融石英(天然石英经高温熔融、冷却后的非晶态SiO2)经破碎、球磨(或振动、气流磨)、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成。简而言之,在硅微粉的制备过程中超细粉碎和提纯是两个重要环节。
天然石英矿物中含有大量的包裹体和裂纹,利用超细粉碎技术可以大大的降低裂纹和缺陷的数量,再结合提纯工艺可以更好的降低有害杂质的含量。以目前的粉碎技术而言,天然石英矿物可以利用的设备有球磨机、搅拌磨、气流磨、振动磨等。球磨机和振动磨加分级机系统,产品粒径小且系统调整较灵活,能够形成大规模生产。
球磨—分级硅微粉闭路生产工艺流程
对于提纯,主要是去除硅微粉中主要杂质铁和铝。目前主要提纯方法有物理方法、化学方法和微生物法三种方法。
物理方法提纯硅微粉主要有重选、微波处理、机械擦洗、超声波选矿、水洗、磁选和浮选等,这些方法都主要用于除去石英当中的粗杂质。
酸浸和酸洗是常见的化学处理方法。酸浸可分为热酸浸和冷酸浸。常见的酸包括H2SO4、HCl、HF和H3PO4等,包括它们的混合酸。它们对石英砂中的金属杂质如铁和铝具有更好的去除效果。酸洗法分为混酸酸洗和单酸酸洗,常用酸包括 H2SO4、HCl、HF和HNO3等。其原理是利用石英砂不被HF以外的酸溶解,而其中的杂质如铁、铝金属杂质会被酸溶液溶解,从而达到提纯石英砂的目的。目前酸浸提纯石英砂的方法应用广泛,但石英砂湿法提纯后废酸的处理仍是该行业的技术瓶颈。使用微生物去除石英砂颗粒表面的铁杂质是一种新兴的除铁技术,目前还没有得到广泛的应用,只处在实验室研究阶段。
