Le sable de silice, également appelé sable de quartz, est une matière première minérale non métallique courante. Selon sa teneur en SiO₂, on parle de sable de quartz lorsqu’il est supérieur à 98,5 % et de sable de silice lorsqu’il est inférieur à 98,5 %. Il est largement utilisé dans les produits verriers, la fabrication de semi-conducteurs, les panneaux solaires, l’optique, l’électronique et les équipements médicaux. Ces secteurs imposent des exigences strictes en matière de pureté des matières premières utilisées pour le sable de silice, exigeant une très faible teneur en impuretés. Cependant, la présence d’impuretés dans le sable de silice affecte gravement sa qualité et son applicabilité ; il est donc généralement nécessaire de le purifier par traitement des minéraux.
Le procédé de purification du sable de silice est une technologie avancée faisant appel à des techniques physiques et chimiques. Son objectif est d’éliminer les impuretés afin de produire du sable de silice de haute pureté. Parmi les procédés courants, on trouve le lavage et le déschlammage, la séparation par gravité, la séparation magnétique, la flottation, la lixiviation acide, etc., pour éliminer le fer, l’oxyde d’aluminium, le mica et d’autres impuretés.
Caractéristiques de la purification du sable de silice
Le principal composant chimique du sable de silice est le dioxyde de silicium (SiO₂), qui est généralement présent en teneur élevée et a une dureté Mohs d’environ 7. La teneur en SiO2 du sable de silice de haute qualité peut atteindre plus de 95 %. Le sable de silice est disponible dans une variété de couleurs, les plus courantes étant le blanc, le gris, le jaune, etc. Le sable de silice pur est généralement blanc, mais il peut apparaître dans d’autres couleurs s’il contient des impuretés.
Outre le dioxyde de silicium, il peut également contenir de petites quantités d’impuretés telles que l’oxyde d’aluminium (Al₂O₃), l’oxyde de fer (Fe₂O₃), l’oxyde de calcium (CaO) et l’oxyde de magnésium (MgO). Bien que la teneur en ces impuretés soit faible, elles ont un impact significatif sur les performances du sable siliceux. Par exemple, une teneur trop élevée en oxyde de fer affecte la couleur du sable siliceux et réduit son utilité dans des industries comme la fabrication du verre.
Processus de purification du sable de silice
1. Processus de lavage et de désembouage
Le sable brut est introduit dans l’équipement de lavage, puis une quantité appropriée d’eau est ajoutée pour former une boue. Après agitation et lavage, la boue est séparée par l’équipement de calibrage. Ce procédé peut être utilisé comme étape de traitement préliminaire pour la purification du sable de silice, fournissant des matières premières de sable de silice relativement pures pour les processus de purification ultérieurs.
Équipement de lavage du sable de silice
Comprend généralement un épurateur par attrition, un tamis à tambour, un épurateur à trommel et d’autres équipements d’épuration. Parmi ces équipements, l’épurateur par attrition est plus couramment utilisé dans les usines de traitement de sable siliceux ou de sable quartzeux. Il utilise la force mécanique pour faire frotter les particules de sable les unes contre les autres afin d’éliminer les impuretés fines, telles que l’argile, fixées à la surface. Le trommel épurateur est particulièrement adapté aux situations où le sable d’origine présente une teneur élevée en boue.
2. Processus de séparation par gravité
La séparation par gravité peut éliminer efficacement les impuretés de haute densité dans le sable de silice, telles que l’ilménite commune, l’hématite, le fer, etc. Si ces impuretés ne sont pas éliminées, elles affecteront les performances d’application du sable de silice dans des industries telles que le verre et la fonderie. Par exemple, dans la fabrication du verre, les impuretés de fer réduisent la transparence du verre. Le sable siliceux séparé et purifié par gravité peut répondre aux besoins de certains secteurs industriels n’exigeant pas une pureté extrêmement élevée, comme le sable de construction ordinaire, ce qui élargit son champ d’application.
Équipement de séparation par gravité du sable de silice
Les équipements de séparation par gravité du sable siliceux les plus couramment utilisés sont les tables vibrantes et les goulotte en spirale, qui permettent d’éliminer une grande quantité d’impuretés à haute densité évidentes, de réduire la charge du processus de purification ultérieur et de diminuer les coûts de production globaux.
3. Processus de séparation magnétique
Dans le cas d’exigences strictes concernant la teneur en impuretés de fer dans le sable de silice dans des industries telles que la fabrication du verre et la coulée, le processus de séparation magnétique peut réduire efficacement la teneur en fer du sable de silice et améliorer la qualité du sable de silice. Lorsque le sable siliceux contenant des impuretés magnétiques est soumis à un champ magnétique, ces impuretés sont adsorbées sur l’équipement de séparation magnétique par la force du champ magnétique et séparées du sable siliceux non magnétique pour obtenir du sable siliceux préalablement déferrisé.
Équipement de séparation magnétique du sable de silice
Les équipements de séparation magnétique tels que les séparateurs magnétiques à plaques et à tambours sont souvent utilisés pour séparer le sable siliceux et les impuretés magnétiques en exploitant leurs propriétés magnétiques.
4. Processus de flottation
Dans les industries de la céramique et du verre, les procédés de flottation sont souvent utilisés pour purifier davantage le sable de silice et séparer les impuretés du sable de silice qui ont des propriétés sensiblement différentes de celles de la surface du sable de silice, en particulier celles qui sont difficiles à éliminer par lavage et séparation magnétique. Des collecteurs, des moussants et d’autres agents sont ajoutés à la boue, agités et aérés, de sorte que les impuretés adhèrent aux bulles et flottent, et le sable de silice reste dans la boue.
Équipement de flottation de sable de silice
Habituellement, des équipements de flottation tels que des machines de flottation à agitation mécanique et des machines de flottation à air sont utilisés pour séparer le sable de silice et les impuretés en fonction des différences de propriétés physiques et chimiques à la surface, à l’aide d’agents de flottation.
5. Procédé de lixiviation acide
Lorsque le sable siliceux contient de nombreuses impuretés d’oxydes métalliques difficiles à éliminer par des méthodes physiques, le procédé de lixiviation acide est particulièrement efficace. Dans la production de produits haut de gamme à base de sable siliceux, comme la purification du sable siliceux de qualité électronique, le procédé de lixiviation acide est souvent utilisé comme étape clé pour répondre aux exigences extrêmement élevées de pureté du sable siliceux.
Les cuves de lixiviation sont généralement utilisées pour éliminer les impuretés du sable siliceux susceptibles de réagir avec l’acide, telles que les oxydes métalliques.
Combinaison de 5 procédés de purification du sable de silice
Pour le sable de silice contenant des impuretés complexes et une teneur élevée, la combinaison de processus de purification de sable de silice mentionnée ci-dessus peut être utilisée. En fonction de la teneur spécifique en impuretés du sable de silice, nous exploitons pleinement les avantages de chaque processus, améliorons l’efficacité de la purification et répondons aux différents besoins des différentes industries en matière de sable de silice.
Le processus de purification du sable de silice comprend principalement le lavage et la vidange, la séparation par gravité et magnétique, la flottation, la lixiviation acide, etc. Dans les applications pratiques, le concassage, le lavage, la classification, la déshydratation, le séchage et d’autres processus peuvent généralement être ajoutés pour une enrichissement combiné afin d’améliorer efficacement la pureté du produit. JXSC possède plus de 39 ans d’expérience dans la production d’équipements de purification de sable de silice (sable de quartz). Contactez nos ingénieurs professionnels en ligne pour configurer vos solutions et équipements de valorisation à un prix 100 % usine!