色选技术在工业硅用硅石原料提纯中的应用

中国粉体网讯  工业硅是在矿热炉高温环境下，由碳质原料还原硅石熔炼而得的产品，是多晶硅、有机硅及多种合金生产用的重要原料。

硅石是工业硅生产的主要原料，我国虽然硅矿资源丰富，但随着工业硅产业的快速发展，资源呈现出无序开采和过度开采的现象。与此同时，国家对矿产资源保护和环境保护要求越来越高，整治力度日渐加大，矿产资源开采及开发工作难度显著增加，可利用资源急剧减少。

加之，硅石矿脆性较大，在开采和运输过程会产生约10%粒径在(1~4)cm的小粒硅石，该部分硅石含铁0.15%~0.18%，质量较差，因无法满足工业硅冶炼所需原料质量控制粒度大于20mm，铁含量小于0.1%质量要求，只能低价出售另作他用，造成工业硅冶炼资源综合利用率下降，资源浪费增加，生产成本提高。

据中国粉体网了解，云南永昌硅业通过采用色选技术对小粒度硅石进行提质，其提质效果较好，不仅外观质量得到改善，纯度也得到明显提升，特别是对于当前工业硅冶炼炉外精炼难以脱除的Fe、Ti、P脱除效果较为显著，Fe脱除率为78.76%；Ti脱除率为84.40%；P脱除率为75.51%。杂质含量下降后，SiO2含量提高了0.35%。

通过XRD衍射分析得知，硅石通过色选后主要成分为石英，杂质白云母、钠长石几乎被去除。小粒度硅石采用色选提质技术，提质后硅石质量完全满足工业硅生产原料质量要求，可助力工业硅冶炼资源综合回收利用率的提升，同时可以缓解工业硅冶炼难以对Fe、Ti、P进行脱除，解决了工业硅产品质量提升受限的瓶颈问题。

色选流程示意图

色选技术是根据物料光学特性的差异，利用光电探测技术将颗粒状物料中的异色颗粒物料自动分拣出来。较纯的硅石为白色或乳白色，含铁杂质或其脉石矿物的颜色则呈微黄、浅黄色或浅褐色和灰色等，在颜色和光泽上存在一定的差异，理论上可以利用这种差异将它们分离。

色选机设备参数中，带出比是一个极为重要的参数，是指色选机选出的次品中杂质数量与合格物料数量之比。带出比的高低可以通过调节执行器的通电时间来调整。如果带出比设定过高，会影响选出率和处理量这两个指标；如果设定过低，选出的废料中所含正常物料过多，造成严重的浪费。

硅石光电色选机按其结构与功能构成分为给料系统、分离执行系统、照射与检测系统、信息处理系统等4个部分。其中分选好坏关键取决于照射检测系统，作为色选机主要核心部分，其主要是根据矿石颜色、光泽度等特征信息进行收集以作为矿石分选的系统。其中，照射部分主要是利用光源等物资，检测部分主要是对矿石在光源、射线等外部条件作用下，利用X射线透视技术及红外线等传感器检测其反馈信息。

资料来源：张忠益等：工业硅小粒度硅石原料色选提纯研究

（中国粉体网编辑整理/平安）

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