표준 규사 광물 처리 및 정제 과정

Summary: 이 가이드는 파쇄부터 화학 처리까지 다양한 등급(건축용부터 전자용까지)에 맞춘 완벽한 석영모래 정광 및 정제 과정을 상세히 설명합니다....

쿼츠 모래는 유리 제조, 주물, 태양광 발전 및 전자기기와 같은 산업에서 널리 사용되며, 엄격한 산업 기준을 충족하기 위해 높은 순도 수준이 필요합니다. 쿼츠 모래의 선별 주요 목적은 불순물(철, 알루미늄, 점토, 운모 등)을 제거하고 등급화된 정화를 달성하여 궁극적으로 산업 등급 요구 사항을 충족하는 고순도 쿼츠 모래를 생산하는 것입니다.

원석의 특성(불순물 유형 및 입자 크기 분포 등)에 맞게 과정이 조정되어야 하는 반면, 핵심 단계는 보편적으로 적용 가능하다. 이 가이드는 표준화된 모래의 정광 및 정제 공정 흐름, 핵심 단계, 장비 선택, 주요 매개변수 및 적용 시나리오를 포함합니다.

Standardized Quartz Sand Beneficiation Process Flow (Raw Ore → Finished Concentrate)

1. 전처리: 분쇄 및 선별 (입자 크기 조절, 대형 불순물 제거)

핵심 목적: 원석을 분쇄하여 연삭에 적합한 입자 크기로 만들고, 큰 자갈과 폐석을 분리하여 후속 장치의 막힘을 방지합니다.

프로세스 단계:

• 1. 원석(석영암, 석영 모래 원석)은 안정적인 공급을 위해 로더/급여기에 의해 원석 사일로에 공급됩니다;
• 2. 1차 분쇄: 사용하다 이동식 분쇄기 to reduce ore size to 50–100 mm to meet the requirements of subsequent finer crushing.
• 3. 선별 및 분류: The coarse crushed material passes through a circular vibrating screen (mesh size 10–20 mm). Oversized material is returned for further crushing, while qualified material proceeds to fine crushing.
• 4. 2차 (미세) 파쇄: 사용하다 원추형 분쇄기 or impact crusher to reduce particle size to 5–10 mm, the final crushed product before grinding.
• 5. 폐회로 사이클: 세밀하게 분쇄된 제품은 균일한 입자 크기를 보장하고 과도한 분쇄(이는 이후 정제의 어려움을 증가시킴)를 피하기 위해 원형 진동 체로 다시 돌아갑니다.

주요 매개변수: Crushed product size controlled at 5–10 mm; screening efficiency ≥ 90%.

2. 분쇄 및 분류 (입자 크기 정제, 불순물 제거)

핵심 목적: 쿼츠 입자를 목표입도(예: -20 메쉬, -100 메쉬)로 갈아내고, 고체 불순물(예: 산화철, 운모)에서 쿼츠를 완전히 분리하여 후속 정제를 위한 기초를 마련합니다.

프로세스 단계:

• (1) 잘게 분쇄된 물질은 미세 광물 저장소로 보내져 습식 로드 밀 또는 볼 밀에 고르게 공급됩니다(쿼츠 모래의 경우 과잉 분쇄 및 철 오염을 줄이기 위해 로드 밀을 선호합니다).
• (2) 지상 제품은 조립 및 미세 입자를 분리하기 위해 분류 장치(방해 침전기, 하이드로 사이클론 또는 나선형 분류기)에 들어갑니다.
• (3) 폐쇄회로 사이클: 분류기에서의 언더플로우(거친 입자)는 재분쇄를 위해 밀로 돌아가고, 오버플로우(적격 입자 크기)는 정화 과정으로 진행됩니다.

주요 매개변수:

• 분쇄 미세도: 산업 필요에 따라 조정되었습니다. 일반 유리 모래는 100 메쉬에서 80% 이상 통과해야 하며, PV/전자급 모래는 200 메쉬에서 90% 이상 통과해야 합니다.
• 슬러리 밀도: Controlled at 60%–70% during grinding and 30%–40% during classification.

3. 핵심 정화 단계 (불순물 제거, 순도 향상)

규사에서 주요 불순물은 철(Fe₂O₃), 알루미늄(Al₂O₃), 운모, 점토로, "물리 + 화학" 공정을 결합할 필요가 있습니다.

(1) 스크러빙 및 탈점토 (점토 및 점질 코팅 제거)

• Function: 기계적 교반 + 수압 세척을 통해 석영 입자 표면에서 점토 필름과 미세 슬라임을 제거합니다 (슬라임은 불순물을 캡슐화할 수 있어 후속 철 제거에 영향을 미칠 수 있습니다).
• 장비: 드럼 스크러버, 스파이럴 스크러버(2단계 스크러빙이 더 효과적입니다).
• 주요 매개변수: Scrubbing time 15–30 min; slurry density 25%–35%; high-pressure water pressure 0.3–0.5 MPa.

(2) 분류 및 탈슬라임 (미세 슬라임 불순물 분리)

• Function: 200 메쉬 이하의 미세 슬라임(철과 알루미늄 불순물이 풍부한)을 제거하기 위해 세척된 슬러리를 분류합니다.
• 장비: 하이드로사이클론, 경사판 농축기.
• Operation: 사이클론 오버플로우(슬라임)는 폐기되고, 언더플로우(거친 규산염 입자)는 철 제거로 진행됩니다.

(3) 철 제거를 위한 자기 분리 (자기 불순물 제거)

• Function: 자기 철(예: 자철석) 및 약간 자성을 가진 철(예: 적철석, 리모나이트)을 제거하기 위한 핵심 단계입니다.
• 장비 조합: 저강도 자기 분리기(이물질 제거, 자철석) + 고강도 자기 분리기(약하게 자석을 띤 철, 철-티타늄 산화물 제거).
• 주요 매개변수: High-intensity magnetic field strength 10,000–15,000 Gauss; slurry flow velocity 0.5–1.0 m/s to ensure full adsorption of magnetic impurities.

(4) 부양 (바늘귀, 장석과 같은 비자성 불순물 제거)

• Application: Required for high-purity quartz sand (e.g., Fe₂O₃ ≤ 0.02%) to separate feldspar and mica (similar density to quartz, not removable by magnetic separation).
• Principle: Under acidic conditions (pH 2–3), with flotation reagents (e.g., amine collectors, sodium fluorosilicate depressant), feldspar and mica attach to air bubbles and float, while quartz remains in the slurry.
• 장비: 기계적 교반 부유선, 공기 주입 부유선 (철저한 불순물 제거를 위한 다단계 부유).

(5) 화학 정제 (PV/전자급 모래에 필수)

• Application: When ordinary processes cannot meet high-purity requirements (e.g., Fe₂O₃ ≤ 0.005%).
• 프로세스 옵션:
  • 산 침출: 슬러리를 혼합 산(염산, 황산, 불화수소산)에 담가 잔여 철 및 알루미늄 산화물을 용해시킵니다.
  • Roasting-Acid Leaching: First roast quartz sand at 600–800°C to convert refractory iron impurities into soluble forms, then remove them via acid leaching.
• 중요한 단계: After acid leaching, wash with purified water to neutrality (pH 6–7) to avoid residual acid affecting product quality.

4. 농축 및 탈수 (고형 농축물 얻기)

• 1. Purified slurry enters a 점증제 for concentration via gravity settling, increasing underflow density to 60%–70%.
• 2. Concentrated slurry is fed to a Filter Press or Vacuum Filter to dewater to ≤ 10% moisture content.
• 3. The filter cake is dried in a Rotary Dryer (120–150°C) to obtain dry quartz sand concentrate.
• 4. 건조된 농축물은 크기 요구 사항에 따라 다양한 규격(예: 굵은 모래, 중간 모래, 고운 모래)의 완제품을 분류하기 위해 진동체를 사용하여 분류됩니다.

5. 완제품 검사 및 저장

• 검사 지표: SiO₂ purity (ordinary industrial sand ≥98.5%, glass sand ≥99.3%, PV-grade ≥99.9%, electronic-grade ≥99.99%), Fe₂O₃ content (ordinary sand ≤0.3%, high-end sand ≤0.005%), particle size distribution, moisture content.
• Storage: 완성된 모래는 2차 오염(예: 철칩, 먼지)을 방지하기 위해 전용 사일로에 저장됩니다.

다양한 순도 요구사항에 대한 간소화된 프로세스 도식

프로세스 핵심 기능 및 주요 고려 사항

1. 핵심 기능:

• 다단계 폐쇄 회로 사이클(분쇄 및 연삭 모두)은 균일한 입자 크기를 보장하고 재료 낭비를 줄입니다.
• 물리적 정화가 주되고, 화학적 정화가 보조되는" 환경 보호와 정화 효율성을 균형 있게 유지합니다.
• 불순물은 단계적으로 제거되어 다양한 원석 및 순도 요구에 대해 강력한 타겟팅과 적응성을 제공합니다.

2. 주요 고려사항:

• 철 오염 방지: 연삭 및 스크럽 장비에서는 금속 접촉으로 인한 철 함량 증가를 피하기 위해 고무 또는 세라믹 라이너를 우선적으로 사용하십시오.
• 시약 제어: 플로테이션 및 산 침출에서 잔여 제제가 과도해지지 않도록 시약의 투여량과 pH를 정확하게 조절하십시오.
• 폐수 처리: 산성 세척 폐수는 오염을 방지하기 위해 방출 또는 재활용 전에 중화되어야 합니다 (예: 석회로 pH ~7로).

핵심 장비 목록 (표준 구성)

The standard process can be flexibly adjusted depending on the raw ore’s initial SiO₂ content, impurity types (including chromium, titanium presence), and target purity levels. Custom solutions require detailed raw ore assay data for optimization.

다양한 산업 응용에 적합한 고순도 규사 처리를 위해서는 신중하게 설계되고 실행된 선광 공정이 필요합니다. 여기서 설명하는 표준화된 정화 흐름은 특정 불순물을 효과적으로 제거하도록 맞춤화된 기계적 및 화학적 방법을 통합하며, 다양한 광석 특성과 순도 요구 사항을 수용합니다. 적절한 장비, 폐쇄 루프 제어 시스템, 엄격한 품질 관리를 활용함으로써 규사 생산자는 유리, 주조, 태양광 및 전자 등급의 모래에 대한 산업 기준을 충족하거나 초과하는 소재를 신뢰성 있게 공급할 수 있습니다. 중요한 공정 제어 및 환경 안전 장치를 준수함으로써 제품 품질을 보장하면서 지속 가능한 운영을 유지할 수 있습니다.

맞춤형 농축 솔루션 및 상세한 공정 설계를 위해서는 정제 전략을 최적화하고 제품 가치를 극대화하기 위해 철저한 원광 특성이 필수적입니다.