Phương pháp tinh chế cát silica thạch anh

Thạch anh là nguyên liệu cơ bản trong sản xuất công nghiệp. Ứng dụng đơn giản nhất của thạch anh bao gồm làm vật liệu lọc và hấp thụ, cát đúc khuôn, chất độn hoặc chất mài mòn, v.v. Trong một số ngành công nghiệp công nghệ cao, ứng dụng của thạch anh cũng rất đa dạng và quan trọng, chẳng hạn như sản xuất và chế tạo thạch anh siêu tinh khiết, thạch anh giá trị gia tăng cao, đặc biệt là sợi quang, silicon đơn tinh thể, v.v., được sử dụng trong ngành điện tử và pin mặt trời. Ngoài ra, còn có nhóm thủy tinh thí nghiệm dùng cho tổng hợp và hóa học phân tích, cả hai đều mang lại giá trị kinh tế cao.

Ngày nay, chất lượng nguyên liệu cát thạch anh ngày càng suy giảm. Để đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp, quy trình tuyển khoáng được áp dụng nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm. Dưới đây là các phương pháp tinh chế chính.

1. Ma sát loại bỏ bùn

Ma sát (scrubbing) là quá trình sử dụng lực cơ học và lực mài mòn giữa các hạt cát để loại bỏ sắt dạng màng mỏng, các tạp chất dính kết và khoáng vật dạng bùn bám trên bề mặt cát thạch anh; đồng thời phá vỡ các tập hợp khoáng chưa liên kết chặt chẽ, sau đó tiếp tục tinh chế cát thạch anh thông qua hiệu quả phân cấp. Hiện nay, có hai hình thức phổ biến: ma sát bằng thanh (rod scrubbing) và ma sát bằng máy móc (mechanical scrubbing). Yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu quả ma sát là đặc điểm cấu trúc và thiết kế của máy ma sát. Yếu tố thứ hai là thời gian ma sát và nồng độ ma sát (nồng độ ma sát thường từ 50%–60%).

2. Tuyển từ tính

Tuyển từ tính chủ yếu được sử dụng để loại bỏ các khoáng vật từ tính trong cát thạch anh. Ví dụ, các khoáng vật từ tính yếu như hematit, limonit và biotit có thể được loại bỏ bằng máy tuyển từ cường độ cao, trong khi các khoáng vật từ tính mạnh như magnetit có thể được loại bỏ bằng máy tuyển từ cường độ thấp.

3. Tuyển nổi

Tuyển nổi được sử dụng để loại bỏ một số tạp chất không thể tách bằng phương pháp tuyển từ, chẳng hạn như fenspat và mica trong cát thạch anh, nhằm nâng cao hơn nữa độ tinh khiết của sản phẩm.

4. Rửa axit

Rửa axit dựa trên nguyên lý thạch anh không tan trong axit (ngoại trừ HF), trong khi các khoáng vật tạp chất khác có thể hòa tan trong axit, giúp làm sạch sâu và nâng cao độ tinh khiết của thạch anh.

5. Rửa vi sinh

Là công nghệ sử dụng vi sinh vật để rửa lớp sắt mỏng hoặc sắt thẩm thấu bám trên bề mặt hạt cát thạch anh. Đây là một công nghệ khử sắt mới được phát triển gần đây.