一、高纯石英砂介绍

    高纯石英砂作为高科技领域必不可少的基础材料，应用越来越广泛。

    高纯石英砂，顾名思义，就是纯度高杂质少的石英砂，SiO₂含量大于99.9%（3N），主要应用于通讯、电子、光伏等高科技领域，是所有石英砂产品中附加价值最高的产品。

    低铁石英砂是指含铁量小于120PPM的石英砂产品，其杂质含量较低，SiO₂含量一般大于 99%（2N），主要用于生产超白玻璃，其透光率可达91.5%，远远高于普通玻璃的86%透光率。低铁石英砂作为超白玻璃的生产原料，是石英砂制品中附加值相对较高的产品，在某些场合也将低铁石英砂划分到高纯石英砂的范围。

    随着社会对石英砂的需求越来越大，品质要求越来越高，对高纯石英砂的需求也不断提升，而天然的石英砂又含有很多有害杂质，因此石英砂提纯工艺就显得至关重要。

二、高纯石英砂提纯工艺特点

    高纯石英砂中SiO₂含量很高，杂质总含量一般不超过1000PPM，而杂质种类往往不是单一的，无法通过单一方式去除，因此每种提纯方式针对的特定杂质含量更低，这就对提纯手段提出了更苛刻的要求。

    磁选、浮选、酸洗、焙烧等提纯方式是目前生产高纯石英的主要提纯工艺，每种提纯工艺在生产时，都需要针对不同种类的杂质进行靶向去除。由于杂质含量很低，在提纯过程中，就需要精确控制各个条件，避免不必要的消耗和二次污染，最终获得符合标准的高纯石英砂。

    磁选作为一种除铁提纯方式，具有零排放、无药剂消耗等特点，作为一种环保经济的提纯方式广泛应用于石英提纯领域。在针对高纯石英砂去除铁杂质时，磁选也同样具有无可替代的作用，同时高纯石英砂提纯也对磁选的应用提出了更为苛刻的要求。

石英砂提纯用的磁选设备种类很多，当前常规的设备主要有以下六类，少数场合也会用到离心磁力除铁器、超导除铁器等设备。

筒式湿式磁选机、平板带式湿式磁选机

立环高梯度湿式磁选机、浆料提纯机

筒式振动干粉除铁器、辊式干粉除铁器

三、高纯石英砂用磁选设备的发展趋势

1、常规磁选提纯的局限性

    磁选是通过石英砂与杂质的磁性差异进行分选，主要针对含铁磁性矿物。目前石英砂常规的磁选提纯工艺为：破碎—磨矿—脱泥—分级—中磁—一段强磁—二段强磁。

    按照常规工艺，对内蒙、广东、安徽等地区的部分石英矿样进行提纯实验，石英精矿中铁含量多在200‐800PPM，总的杂质含量一般在5000PPM左右，距离高纯石英砂的指标还有一定的差距。

    以常规的立环湿式强磁机为例，由于结构形式的限制，其背景磁场强度不会超过1.8T，介质表面吸力因子HgradH不会超过10¹⁶。在高纯石英提纯精选阶段，杂质以连生体、包裹体等磁性极其微弱的杂质为主，强磁机可勉强吸住部分杂质，但是在外界干扰力的影响下，部分被吸住的杂质又会脱离介质进入石英精矿，除铁效果不佳，尤其针对含铁量100PPM以下的石英精矿除铁，强磁机在某些时候就会显得效果微弱，同时在介质盒的打捞作用下又会损失一部分精矿，最终磁选效果得不偿失。

常规磁选设备在针对初级除铁的时候具有优异的效果，但在铁含量极低、连生包裹情况复杂的高纯石英精选提纯阶段时，磁选效果就显得不太理想。

2、高纯石英砂用磁选的发展趋势

    目前典型的高纯石英砂提纯工艺以磁选+酸洗+浮选为主，具体思路为：磁选处理磁性杂质，酸洗处理金属氧化物杂质，浮选处理长石云母等非金属杂质。除磁选外，酸洗和浮选均有药剂消耗和废液排放，从经济环保的角度考虑，应该在提纯过程增加磁选的比重，减少其他提纯手段的压力和消耗量。在高纯石英砂精选场合，除了有足够的磁场强度外，还必须最大限度削弱反作用力，为成功磁选分离提供条件。

    现在市面上的磁选方式有湿式磁选和干式磁选两种。

    湿式磁选广泛应用于石英砂提纯，具有除铁效果显著、处理量大、无粉尘污染等特点。在石英砂提纯初选阶段，湿式磁选被普遍认为是一种优异的除铁提纯方式，但在高纯石英精选阶段，常规的湿式磁选提纯效果不明显，原因可概括为 3 点。

•含铁量极低，磁力有效捕捉磁性颗粒的概率低

•铁杂质磁性弱，磁场吸力不够

•湿选过程中，流体反作用力强且复杂，无法准确控制流体力

    因此，能否增加有效磁力接触几率、增加磁场吸力、对反作用力进行有效控制是磁选在高纯领域应用所面临的问题。湿式磁选由于结构形式的限制和流体作用力的存在，解决这些问题是真正的技术挑战。

    干式磁选具有布料可控性高、磁场形式多样、流体作用力弱的特点，在高纯石英精选除铁的场合，干式磁选就显得比较适用。针对高纯石英砂的特点，开发特定的干式磁选设备， 对生产纯度稳定的高纯石英砂具有积极的作用，因此干式磁选设备未来可作为高纯石英精选阶段的有力提纯手段。

    隆基可为客户提供湿式磁选和干式磁选两类磁选设备，并通过持续创新，促进产品迭代升级，推进高纯石英砂生产技术的发展。