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矿业综合
高品质石英产业发展的新趋势与新技术
来源:粉体网2017-11-24606

石英是自然界中最常见且分布最广的矿物之一,用途广泛。但在石英产业发展过程中存在众多问题,如,技术及装备水平低;安全意识差;尾矿综合利用程度不够,引起环境污染,制约行业持续发展等。

随着深化供给侧结构性改革、新型工业化、城镇化建设、西部大开发、“一带一路”等国家发展战略和生态文明建设、严格市场准入、化解产能过剩等产业政策的推进,我国非金属矿工业的发展身处发展机遇期的同时也面临着巨大的挑战。石英产业的发展也无例外。

非金属矿工业“十三五”发展规划指出石英要大力发展为战略性新兴产业、高新技术产业配套的高性能非金属矿物功能材料。如用于电子信息显示、光伏/光热、航空航天、国防军工等领域的高纯石英、熔融石英及制品,球形硅微粉等。未来,石英产业将向规模化、规范化、专业化和综合利用方向发展;向高纯化、超细化、功能化方向发展。

由于半导体封装材料、SiO2薄膜材料、光纤通讯电缆材料及航空航天等行业关系到国家的长远发展,因此高纯高品质石英的战略地位非常重要。如此,结构调整中的石英产品深加工及矿物功能材料是石英产业发展方向;综合利用是石英产业发展的基本出路;而安全、环保是底线。

高品质石英产业发展中的新技术

高纯石英砂提纯技术

建立高纯石英原料入选标准评价和检测体系;

研发了高纯石英砂杂质离子的选矿控制技术和抗污染技术;

开发了深度提纯及脱羟技术;

目前,蚌埠院已利用国内原料制备出同Unimin公司IOTA-标准砂化学成份和羟基含量一致的4.75N产品(金属杂质总量∑(Al、Fe、Li、Ca、Mg、K、Na、Ti、Cu、Mn、Co、Ni、B)≤25PPM;羟基含量[OH]≤5ppm)并正在落实产业化。

光电选矿技术

矿用色选机替代人工拣选,在石英、长石等非金属矿中已得到应用。石英砂色选机是通过使用光学设备根据物料颜色的差异对颗粒物料中的异色颗粒自动分选的高科技光电一体化的机械设备。 使用大型石英砂色选设备是石英砂企业发展所必不可少的。

石英砂色选机功能框图

尾矿干排技术

尾矿的脱水干排技术(脱水筛/过滤/压滤等)已从金属矿山推广应用到非金属矿山中,可节约尾矿坝。

高强/高梯度磁选

高梯度强磁选机(电磁/永磁)的广泛应用;

深腔型高梯度强磁选机的日渐成熟与应用;

低温超导磁选:最高可达5T;

这对石英矿中伴生的弱磁矿物的分选及提纯有重要意义。

超声波分散及粉碎

超声波应用于石英与杂质矿物的分散与解离,有助于分离气液杂质;蚌埠院的研究已取得阶段性成果。

热化学选矿

蚌埠院自主研发了高温热化学工艺及成套装备,可将浸染严重的沙漠砂、河湖砂变成高档汽车玻璃、光伏玻璃原料,将诸多被选厂丢弃的石英尾砂变成高档陶瓷釉料用硅微粉;实现普通资源的高档化利用;

浮选技术的研发

凯盛石英材料(黄山)有限公司浮选生产生产线成功量产Fe2O3≤30ppm低铁(高纯)石英砂;

进行石英、长石等非金属矿物中性浮选条件下的捕收剂及配套使用的抑制剂的研发,并取得了应用成果;

河湖相砂及长石的浮选分离技术已成熟。

石英粉体精细分级、改性与球化

高纯超细球形硅微粉(Fe2O3 <10ppm,D50=2um)制备技术;

TFT-LCD玻璃基板用硅微粉制备技术;

超薄玻璃用硅质原料控制技术。

TFT-LCD基板玻璃用石英粉指标

高品质石英作为大规模及超大规模集成电路、光纤、激光、航天、军事中的基础材料,其需求量越来越大,已经成为国民经济的战略性产品。随着优质水晶资源的枯竭,需要优先进行优质石英资源的探查,尽快进行高纯石英砂制备技术的深入研究,打破外国垄断,形成自己具有独立知识产权的技术。

蚌埠玻璃工业设计研究院成立于1953年,是中国建材旗下凯盛科技集团公司的核心企业;是全国综合性甲级科研设计单位。设于该所隶属于浮法玻璃新技术国家重点实验室的硅质原料提纯及综合利用研究室是亚太地区最大的硅质原料研发中心,拥有专业的技术研究及装备开发团队。在硅(Si)基、碳(C)基、锆(Zr)基等新材料领域,掌握的高端矿物原料选矿提纯及深加工的关键技术,均处于行业领先地位。近年来,授权发明专利10余项,授权实用新型专利30余项,服务对象遍及海内外,市场占有率达90%以上。

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