石英的主要成分为二氧化硅，化学式为SiO₂，属于氧化矿物，是一种亲水性矿物。根据硅氧四面体连结方式不同，

石英可分为岛状、架状、环状、链状及层状五种结构类型。石英包括低温石英（α-石英）、高温石英（β-石英），

低温石英是石英族中分布最广的矿物种，因此通常所说的石英为低温石英。

二氧化硅相图

石英矿中的杂质

石英晶格内的结构杂质

石英矿中常见的矿物杂质为与石英共生的含铝的硅酸盐矿物如长石、云母，它们之间的物理、化学性质类似，

用重选、酸洗、磁选不能分离，行之有效的方法一般是浮选分离工艺。

浮选机理流程图

不同矿物表面对水润湿性的差异性是浮选的基础。疏水的颗粒倾向于与气泡粘附，颗粒依附气泡浮升至液面，而亲水

的颗粒与气泡碰撞后，仍然会脱离悬浮或沉入在水中，如此一来，根据矿物颗粒亲疏水的差异就能起到分选不同矿物的作用。

疏水颗粒被气泡捕收

浮选法主要用于除去与石英矿共生的云母、长石类矿物，也能浮选含磷、含铁矿物，另外用浮选也可脱除破碎和研磨时混入的次生铁。

粒度控制

当矿物的颗粒太大，伴随浮选药剂产生的气泡承载矿物颗粒的能力不足，即表现为气泡的承载能力弱。当矿物颗粒粒度太小，

气泡对颗粒承载能力是足够了，但是对矿物的品位会造成影响，使得品位降低，即目标矿物在浮选出来的矿物中的含量比降低

，同样也达不到好的浮选效果。

浮选温度

调节浮选温度主要来自两个方面：第一是给药剂一个适宜的作用与反应环境，因为不同的药剂需要的适宜温度是不同的；第

二是由于矿物浮选分离需要在适宜的温度下进行。一般来说，当矿浆温度设置为40～45℃时，石英浮选效果最佳。

水质因素

一般采用去离子水和软水较好，因为硬水中含有所溶的矿物质（如Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺等）较多，这些金属离子会破坏或者

消耗某些浮选药剂。

浮选机

石英的浮选一般是在机械搅拌式浮选机中进行，机械搅拌式浮选机是外气自吸式的浮选机，机器不仅可以对矿浆充气，而且还

可以同时搅拌，这对多级浮选有较大的优越性，同时也能让浮选达到好的效果。

浮选药剂

捕收剂：其效果主要是使得目的矿物或者待去除的矿物表面疏水，增加其可浮性，从而使得被选物由气泡附着并浮出矿浆。

调整剂：其效果主要是调整捕收剂的作用反应环境即矿浆介质的条件，以及对捕收剂与矿物作用的调节。

起泡剂：其效果主要是促使矿浆中气泡产生的更多，从而使得泡沫对矿物的承载能力更强，从而结合矿物的粒度，更好的从

矿浆中浮出矿物。

浮选药剂分类

石英和长石是两种常见的硅酸盐矿物，两者的晶体结构非常相似。目前，分离石英与长石最有效的方法是浮选法。

氢氟酸法

 “氢氟酸法”是一种分离石英与长石的传统方法。氢氟酸溶液是一种强酸性溶液，可以用作浮选矿浆中的 pH 调整剂，同时也可

作为长石的活化剂，并采用胺类捕收剂（阳离子捕收剂），组合药剂可以从矿浆中优先浮选出长石，从而实现石英与长石的浮选分离。

着人们环保意识以及国家对环境的保护力度均不断加强，同时氟离子对环境会造成严重的危害，所以从 70 年代开始，美国、日本

等国家开始对矿物的“无氟”浮选法进行研究。

无氟有酸法

 所谓无氟有酸法是指在 pH =2~3 的条件下，以烷基丙撑二胺醋酸盐和石油磺酸盐为捕收剂优先浮选长石，达到长石与石英的分离。

强酸性介质会导致严重的设备腐蚀，给实际操作带来了诸多不便。为了排除强酸性条件的影响，人们开始专注于中性条件下或碱性条

件下石英长石浮选分离新工艺的研究，通常称为无氟无酸法。

无氟无酸法

 “无氟无酸法”顾名思义就是进行矿物浮选时不引入对环境造成危害的氟离子，以及浮选时矿浆不显酸性（中性或碱性）。

（1）中性浮长石法

在自然的中性介质条件下，不引入氟离子，仅采用阴阳离子混合捕收剂并添加长石活化剂及石英抑制剂，即可优先浮选出长石，实现

石英和长石的有效分离。

（2）碱性浮石英法

 在碱性的介质条件下，不引入氟离子，通过金属离子作为活化剂活化石英，再采用阴离子捕收剂优选浮选出石英，实现石英与长石的有效分离。

随着石英原料矿—天然水晶资源日渐枯竭，探索替代水晶的石英原料矿种迫在眉睫。通常在特殊自然条件下形成的石英和长石共生矿物，

更有可能通过浮选提纯生产出高纯石英砂，从而替代天然水晶。石英与长石结构相似，利用浮选法可实现两者分离。由于氟离子会对环境

造成污染，强酸性条件对设备腐蚀也是非常严重，因此无氟浮选是石英和长石浮选分离的重要研究方向。