표준 규사 광물 처리 및 정제 과정

요약：이 가이드는 건축에서 전자 용도까지 다양한 등급에 맞게 조정된 석영 모래의 전체 선별 및 정제 과정을 설명하며, 파쇄부터 화학 처리에 이르기까지의 단계를 포함합니다.

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 표준화된모래의 정광 및 정제 공정 흐름, 핵심 단계, 장비 선택, 주요 매개변수 및 적용 시나리오를 포함합니다.

표준화된 석영 모래 농축 공정 흐름 (원광 → 완제품 농축물)

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:사용하다이동식 분쇄기광석 크기를 50–100 mm로 줄여서 이후의 미세 분쇄 요구 사항을 충족시킵니다.
• 3.선별 및 분류:거칠게 분쇄된 재료는 원형 진동 스크린(메쉬 크기 10–20 mm)을 통과합니다. 과대 크기의 재료는 추가 분쇄를 위해 다시 보내지고, 적합한 재료는 미분쇄로 진행됩니다.
• 4.2차 (미세) 파쇄:사용하다원추형 분쇄기입자 크기를 5–10 mm로 줄이기 위한 또는 임팩트 크러셔, 분쇄 전에 최종 분쇄된 제품입니다.
• 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:분쇄된 제품 크기는 5-10 mm로 조절되며, 선별 효율은 90% 이상입니다.

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:분쇄 중 60%–70%로, 분류 중 30%–40%로 조절됩니다.

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)

• 기능: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:세척 시간 15–30분; 슬러리 밀도 25%–35%; 고압수 압력 0.3–0.5 MPa.

(2) 분류 및 탈슬라임 (미세 슬라임 불순물 분리)

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

(3) 철 제거를 위한 자기 분리 (자기 불순물 제거)

• 기능: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:고강도 자기장 세기 10,000–15,000 가우스; 슬러리 유속 0.5–1.0 m/s로 자성 불순물의 완전 흡착을 보장합니다.

(4) 부양 (바늘귀, 장석과 같은 비자성 불순물 제거)

• 응용:고순도 석영 모래(예: Fe₂O₃ ≤ 0.02%)가 필요하여 장석과 운모를 분리합니다(석영과 유사한 밀도, 자기 분리로 제거할 수 없음).
• 원리:산성 조건(pH 2–3)에서, 플로타션 시약(예: 아민 수집제, 플루오로실리케이트 나트륨 억제제)과 함께, 장석과 운모는 공기 방울에 부착되어 떠오르고, 석영은 슬러리에 남아 있습니다.
• 장비:기계적 교반 부유선, 공기 주입 부유선 (철저한 불순물 제거를 위한 다단계 부유).

(5) 화학 정제 (PV/전자급 모래에 필수)

• 응용:일반적인 과정으로는 고순도 요구사항(예: Fe₂O₃ ≤ 0.005%)을 충족할 수 없을 때.
• 프로세스 옵션:
  • 산 침출: 슬러리를 혼합 산(염산, 황산, 불화수소산)에 담가 잔여 철 및 알루미늄 산화물을 용해시킵니다.
  • 로스팅-산 침출: 먼저 600–800°C에서 석영 모래를 로스팅하여 내화성 철 불순물을 용해 가능한 형태로 전환한 후, 산 침출을 통해 이를 제거합니다.
• 중요한 단계:산 침출 후, 잔여 산이 제품 품질에 영향을 미치지 않도록 정제수로 중성(pH 6–7)으로 세척하십시오.

4. 농축 및 탈수 (고형 농축물 얻기)

• 1. 정제된 슬러리는 중력 침전에 의해 농축을 위해 농축기로 들어가며, 언더플로 밀도가 60%에서 70%로 증가합니다.
• 2. 농축 슬러리가 필터 프레스 또는 진공 필터에 공급되어 수분 함량을 ≤ 10%로 탈수됩니다.
• 3. 필터 케이크는 로타리 드라이어(120–150°C)에서 건조되어 건조한 석영 모래 농축물을 얻습니다.
• 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 순도(일반 산업용 모래 ≥98.5%, 유리모래 ≥99.3%, PV 등급 ≥99.9%, 전자등급 ≥99.99%), Fe₂O₃ 함량(일반 모래 ≤0.3%, 고급 모래 ≤0.005%), 입자 크기 분포, 수분 함량.
• 저장소: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)

표준 프로세스는 원광의 초기 SiO₂ 함량, 불순물 유형(크롬, 타이타늄 존재 포함), 및 목표 순도 수준에 따라 유연하게 조정될 수 있습니다. 맞춤형 솔루션은 최적화를 위한 상세한 원광 분석 데이터가 필요합니다.

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.