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    石英砂中氧化铁杂质的结构研究

    是建筑、玻璃、陶瓷和铸造领域的重要工业原料,高纯更是航空航天、激光、光缆、军工、光伏等高科技领域的稀缺资源[1~2]。而满足生产的天然石英砂储量很少,大量的石英砂矿中富含铁、铝等杂质。天然存在的中除石英以为,最主要的杂质元素为铁,常以薄膜铁、磁铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿、镜铁矿、菱铁矿、褐铁矿等形式存在[3]。除此以外,加工过程也会引入一定的的金属铁。石英的成分是 SiO2,不受磁场的作用;而这些铁杂质大多为磁性物质,受到磁场的作用会改变运动状态。因 此,我们采用磁选的方式来提纯石英砂,除去含铁杂质。然而,不同磁选条件出去的含铁杂质的结构还需要深入研究。
      对海南某矿区的石英砂矿样品进行磁选,磁场强度分布为 1.0T、1.2T、1.4T和 1.6T,将磁选出的含铁杂质颗粒做扫描电镜(SEM)和 X射线衍射(X RD)分析,结果表明:石英砂矿中的含铁杂质以α-Fe2O3形式存在。磁选强度越小,α-Fe2O3杂质的结晶度越好;反之,磁选强度越大,α-Fe2O3杂质的结晶度越差。对不同粒度的石英砂样品进行1.2T和 1.4T磁场磁选结果比较,粒度越小,α-Fe2O3杂质的结晶度越差。
      1 实验一部分
      1.1 原矿性质
      实验一用原矿采自海南某矿区石英砂岩,其主要性质为:普氏硬度(f),20;矿石样品密度 2.70t/m3;堆积密度 1.73t/m3。
      1.2 试样制备
      原矿石样品中的含铁杂质量为0.17%。经破碎、棒磨、筛分、脱水,分级制成 0.1mm~0.4mm粒级的石英砂样品供实验一用。
      1.3 磁选设备
      我们采用立环式强磁选机对样品磁选。它是一种湿式强磁选机,两个分选圆环垂直在同一水平轴上  ,总运转间隙 10mrn,环内充填率为 85%~90%。内装铁质球介质,直径6mm~12mm。在磁极头与分选环外壁之间的间隙中点,选矿设备磁场强度随激磁电流的增加而急剧增加,至 1.4T逐渐趋于磁饱和,激磁电流为 20 000A时,磁场最高可达 1.6T。
      1.4 样品表征
      1.4.1 场发射扫描电镜 我们采用 Sirion2000扫描电镜表征磁选后的含铁杂质形貌。电镜分辨率采用3.5nm(500V);加速电压为 200V~30kV,连续可调;配有超高强度 Schottky场发射灯丝。
      1.4.2 X射线衍射。我们采用德国Bruker的X RD(D8)表征含铁杂质的结构

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