石英砂是由石英石破碎而成的石英顆粒。石英石是一種非金屬礦物質,是一種堅硬、耐磨、化學性能穩定的矽酸鹽礦物。石英砂為乳白色或無色半透明,莫氏硬度為7。
石英砂是一種重要的工業礦物原料,非化學危險品,廣泛應用於玻璃、鑄造、陶瓷和防火材料、冶煉矽鐵、冶金熔劑、冶金、建築、化工、塑料、橡膠、磨料、過濾材料等行業。
石英砂是一種硬、耐磨、化學性能穩定的矽酸鹽礦物,其主要礦物成分為SiO2,石英砂顏色為乳白色,或無色半透明,硬度7,脆無解理,殼體斷裂,油光澤,密度2.65,積累密度(1-201.6~1.8),20-2001.5,化學、熱、機械性能異向明顯,不溶於酸,微溶於KOH溶液,熔點1750℃。
石英砂是一種無色、透明的石英變種,希臘人稱之為“Krystallos“,意思是“白冰”,他們相信石英是耐用而堅固的冰。中國古代人認為嘴裏含有冷水晶可以止渴。
石英砂岩是一種固結碎屑岩,其含量超過95%。它來自各種岩漿岩、沉積岩和變質岩。重質礦物較少,伴生礦物為長石、雲母和粘土礦物。石英岩分為沉積原因和變質原因。前者碎屑顆粒與膠結物之間的界限不明顯,後者是指變質程度深、質量純的石英岩礦物。脈衝石英是由熱液形成的,幾乎全部由石英組成,具有致密的塊狀結構。石英砂中的礦物含量變化很大,主要是石英,其次是長石、雲母、岩屑、重礦、粘土礦物等。
石英砂是一種穩定的化學物質,主要用於玻璃、鑄造、陶瓷和耐火材料、冶煉矽鐵和水處理等行業。天然石英礦石通常含有氧化鐵、粘土、雲母和有機雜質,表麵通常有一層鐵水膜。與一些對鐵含量要求嚴格的精細行業相比,生產中必須酸洗石英砂,以降低石英砂中的鐵含量。
石英砂黃皮和雜質可以通過酸洗有效去除,但在酸洗過程中,肯定會產生廢液,未經處理排放會造成很多汙染,如:
(1)氟汙染;
(2)腐蝕下水管道、鋼筋混凝土等水工構築物;
(3)阻礙廢水生物處理中的生物繁殖;
(4)酸度大的廢水會毒死魚類,使莊稼死亡,影響水生作物的生長;
(5)含酸廢水長期滲入土壤,會引起土壤鈣化,破壞土壤鬆散狀態,影響作物生長;
(6)人畜飲用酸度較高的水,可引起腸胃炎症,甚至燒傷。
建立中和池,妥善處理廢液,回收生產用水,是企業處理酸洗廢液的常規做法。然而,除了努力處理廢液外,企業還需要掌握如何大大提高石英砂酸洗的效率。
1、不同酸對石英砂酸洗效果的影響
結果表明,三元混合酸具有良好的鐵去除效果。其中,鹽酸具有良好的金屬溶解性和鐵離子絡合性;硝酸能有效氧化金屬元素產生可溶性鹽,但單獨使用效果差;氫氟酸對二氧化矽、雲母、長石等有明顯的溶解作用,加入氫氟酸可顯著提高鐵去除效果;混合酸洗可產生協同作用,有利於提高雜質去除效率。
2、酸洗溫度對石英砂酸洗效果的影響
從上圖可以看出,酸洗溫度的升高會加快反應速度,提高鐵的去除率,但這種升高效果會隨著溫度的升高而減弱。鐵的去除率隨著時間的延長而增加。酸洗溫度較高時,去除率較大,去除率曲線在短時間內迅速上升,然後趨於平緩。
3、酸濃度對石英砂酸洗效率的影響
鐵去除率隨著時間的延長和酸濃度的增加而增加;鐵去除率曲線可分為三個階段:10-60min斜率大,反應強烈;60-360min斜率降低,反應放緩;360-1440min斜率接近零,反應極其緩慢。也就是說,酸濃度的增加會促進反應的積極進行,激活更多的活化分子,提高除鐵率,但過高的濃度會迅速產生產物層限製反應,鐵去除率的增長會放緩。