浮选法对非晶微硅粉提纯效果的研究

李 军，刘 佳，孙健翔，李晓东，赵佳佳，郭心宇

(中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院，北京 100000)

微硅粉是在工业生产硅和硅铁合金过程中产生的，随着我国对硅和硅铁合金产品需求量的不断提升，微硅粉的产量也在逐年增加[1]。微硅粉作为一种固体废弃物，具有粒度细、密度小、比表面积大、吸附性好、耐高温等特点[2]。2018年我国在硅产品的工业生产中就产生了177万t微硅粉[3]，因此回收利用微硅粉显得十分必要。微硅粉中除了 SiO2以外还含有其他金属氧化物以及游离碳等杂质[4]，其使用价值随 SiO2含量的增加而提高。当SiO2含量在 88%～92% 之间时，微硅粉可以作为水泥和混凝土添加剂，提高水泥抗渗性及混凝土使用寿命。由于微硅粉的粒径比水泥和混凝土颗粒小100～150倍，因而在水泥中添加微硅粉，可以填补水泥基质中游离水作用而产生的空洞。这种颗粒包装效应细化了水泥的微观结构，有助于形成更密集的孔隙结构，减少毛细孔穴的数量和大小，从而大大提高了水泥的抗渗性。当SiO2含量高于92%时，可以将其用作耐火材料。微硅粉在耐火材料中应用时，在难熔浇注料中添加微硅粉，可使生产耐火材料的过程中用水量减少, 且更易于成型，因此可在一定程度上提高耐火材料生产效率，并且微硅粉是一种高效的火山灰材料, 可与耐火材料中的Al2O3发生反应，形成莫来石相, 从而提高耐火材料的抗高温强度和抗热冲击能力。因此，如何将微硅粉中的SiO2与其他金属氧化物、游离碳等杂质进行有效分离，是提高微硅粉应用价值的重要课题。……