Le quartz est partout.
Composé de deux atomes d'oxygène et d'une molécule de silicium, le quartz est l'une des combinaisons les plus simples parmi les minéraux. C'est l'un des minéraux les plus répandus à la surface de la Terre. Des merveilles spectaculaires des murailles aux magnifiques côtes, en passant par les vastes déserts, on retrouve son empreinte. Le quartz est l'un des principaux minéraux constitutifs des roches ; sa proportion dans la croûte terrestre atteint 12,6 %. Les différentes formes de quartz résultent de conditions de formation variées. Ce que l'on appelle communément « quartz » désigne généralement le quartz α, le plus courant.
Les types de gisements de quartz comprennent principalement le quartz filonien, le quartzite, le grès quartzeux, le sable quartzeux naturel (sable marin, sable de rivière et sable lacustre).
Domaines d'application du quartz
Le sable de quartz est une matière première minérale industrielle importante, largement utilisée dans les secteurs du verre, de la fonderie, de la céramique et des matériaux réfractaires, de la métallurgie, de la construction, de l'électronique, de l'industrie chimique, du caoutchouc, des abrasifs et autres. L'utilisation industrielle du quartz consiste généralement à le broyer en « sable de quartz » de différentes spécifications.
Procédé et équipement d'élimination des impuretés du sable de quartz
À l'heure actuelle, la plupart des sables quartzeux domestiques doivent être traités par enrichissement avant de pouvoir être utilisés ; par conséquent, les technologies et les équipements d'enrichissement sont essentiels.
Les procédés courants d'élimination des impuretés en Chine comprennent principalement : la séparation magnétique, la séparation gravimétrique, la flottation, le décapage, la séparation intelligente (séparation par couleur, proche infrarouge, rayons X, etc.) ou une combinaison de plusieurs méthodes d'enrichissement pour éliminer les impuretés minérales du sable de quartz afin d'obtenir un sable de quartz conforme aux exigences.
- Séparation magnétique
La séparation magnétique est une méthode efficace et respectueuse de l'environnement pour éliminer les impuretés magnétiques fortes et faibles. Ces dernières années, grâce à la maturation progressive des technologies et des équipements de séparation magnétique, son application s'est considérablement étendue et elle est progressivement devenue la principale méthode de sélection pour l'élimination du sable de quartz.
Étant donné que la matière première contient une petite quantité de magnétite fortement magnétique et une petite quantité d'hématite faiblement magnétique, de limonite, de biotite, de grenat, de tourmaline, d'olivine, de chlorite et d'autres minéraux impurs, outre le concassage et le broyage, une petite quantité de fer mécanique sera mélangée lors du processus d'extraction ; ces impuretés affecteront sérieusement la qualité du sable de quartz.
Dans la séparation magnétique et l'élimination des impuretés, l'intensité du champ magnétique est d'abord faible puis forte ; on élimine d'abord les minéraux fortement magnétiques et le fer mécanique, puis les minéraux faiblement magnétiques et certains corps conjugués de minéraux faiblement magnétiques.Les équipements de séparation magnétique faible peuvent utiliser des tambours magnétiques permanents à contre-courant de la série Huate CTN, et les équipements de séparation magnétique forte peuvent utiliser des séparateurs magnétiques à plaques planes de la série Huate SGB, des séparateurs magnétiques à rouleaux puissants Huate CFLJ, des séparateurs magnétiques à anneau vertical à gradient élevé de la série Huate LHGC et des séparateurs magnétiques à gradient élevé pour boues électromagnétiques de la série Huate HTDZ.Les avantages de la séparation magnétique résident dans sa grande capacité de traitement et son faible impact environnemental. Les données d'application sur le terrain montrent qu'elle permet d'améliorer considérablement la qualité des concentrés de sable.
Séparateur magnétique à gradient élevé Huate + Séparateur magnétique à plaque magnétique puissante appliqué au projet de sable de quartz d'Anhui
Séparateur magnétique à anneau vertical Huate à gradient élevé appliqué dans un projet autrichien de sable quartzeux
2. Réélection
Le sable de quartz naturel (sable marin, sable de rivière, sable lacustre, etc.) contient souvent de faibles quantités d'impuretés minérales lourdes (comme le zircon et le rutile). Ces impuretés ont donc de faibles propriétés magnétiques, mais leur densité est nettement supérieure à celle du quartz. Un tri gravimétrique peut être utilisé pour les éliminer. L'équipement peut être équipé d'une goulotte spirale. L'avantage de ce type de goulotte est sa faible consommation d'énergie, mais ses inconvénients sont une faible capacité de traitement par unité et un encombrement important.
3.Flottation
Certains minerais de quartz contiennent des impuretés minérales telles que la muscovite et le feldspath, qui doivent être éliminées par flottation. En milieu neutre ou faiblement acide, on utilise des agents respectueux de l'environnement pour éliminer les minéraux de mica ; en milieu neutre ou faiblement acide, on utilise également des agents respectueux de l'environnement pour éliminer les minéraux de feldspath. L'avantage de la flottation réside dans sa capacité à séparer efficacement les minerais complexes présentant des propriétés magnétiques et des densités proches. Cependant, la méthode de flottation sans fluor ni acide actuelle n'est pas encore suffisamment mature, les réactifs utilisés sont nocifs pour l'environnement et le coût du traitement des eaux de reflux est élevé. De plus, certains sables quartzeux, comme certains sables vitreux, présentent des exigences granulométriques spécifiques. Dans la gamme de granulométrie -26+140 mesh, le degré de dissociation des monomères est faible, ce qui nuit aux opérations de flottation.
4. Lavage à l'acide
Le décapage exploite les caractéristiques du sable de quartz, à savoir son insolubilité dans l'acide (sauf HF) et la possibilité de dissoudre d'autres minéraux impurs par l'acide, permettant ainsi une purification plus poussée du sable de quartz.
Les acides couramment utilisés comprennent l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique, l'acide nitrique et l'acide fluorhydrique. L'agent réducteur inclut l'acide sulfureux et ses sels. Ces acides sont efficaces pour éliminer les impuretés non métalliques du quartz, mais leur efficacité varie selon la nature des impuretés métalliques, le type d'acide et sa concentration. En général, un acide dilué est efficace pour éliminer le fer (Fe) et l'aluminium (Al), tandis que l'élimination du titane (Ti) et du chrome (Cr) nécessite un traitement à l'acide sulfurique concentré, à l'eau régale ou à l'acide fluorhydrique (HF). Le contrôle des différents paramètres du décapage doit être adapté aux exigences de granulométrie finale du sable de quartz. Il convient de réduire la concentration, la température et le dosage de l'acide, ainsi que la durée du traitement, afin d'optimiser l'élimination des impuretés et la purification à moindre coût.
5. Tri intelligent (tri par couleur, proche infrarouge, rayons X, etc.)
La séparation intelligente repose sur la différence des propriétés optiques du minerai ou sur la différence des caractéristiques de réaction après irradiation aux rayons X, et sur l'utilisation de la technologie de détection photoélectrique pour séparer les différentes particules de minerai.
L'équipement disponible est principalement une machine de tri à capteurs intelligents, composée principalement d'un système d'alimentation, d'un système de détection optique, d'un système de traitement du signal et d'un système d'exécution de la séparation.
Selon la classification des sources lumineuses de détection, on distingue les sources lumineuses fluorescentes, les sources lumineuses LED, les sources lumineuses proche infrarouge, les rayons X, etc.
L'avantage du tri intelligent est qu'il peut remplacer le tri manuel, contrôler avec précision la qualité du minerai sélectionné et augmenter la capacité de production de l'usine de traitement ; l'inconvénient est que la plage de taille du minerai sélectionné est relativement élevée et qu'il est difficile de trier lors du traitement de matériaux plus fins (-1 mm), ce qui entraîne une capacité de traitement plus ou moins importante.
Le sable de quartz est une ressource minérale non métallique très importante. Largement répandu en Chine, sa qualité varie considérablement d'une région à l'autre. Avant toute production industrielle, une étude préliminaire des échantillons minéraux est nécessaire afin de déterminer les exigences de qualité du sable concentré et d'appliquer une méthode de valorisation appropriée.
La gamme de produits mentionnée ci-dessus, fabriquée par Shandong Huate Magnetoelectric Technology Co., Ltd., est adaptée à la séparation de minéraux de différentes granulométries. Leur conception, axée sur l'optimisation de la structure, répond aux exigences de différents critères de tri et a été mise en œuvre avec succès dans de nombreuses entreprises minières, contribuant ainsi à la réduction de la consommation d'énergie et à l'amélioration de l'efficacité.
Les entreprises minières doivent sélectionner les équipements de séparation magnétique adaptés à leurs conditions d'exploitation, en fonction de la nature du minerai et des conditions technologiques, afin d'améliorer leur efficacité de production.
Les fabricants d'équipements doivent constamment améliorer et perfectionner les performances de leurs produits en fonction des exigences de production des entreprises minières, résoudre certains problèmes rencontrés lors de leur utilisation réelle, fabriquer des produits plus adaptés aux applications industrielles et promouvoir le développement technologique des équipements de séparation magnétique.
Date de publication : 11 mars 2021