物理方法主要是水洗和分级脱泥、擦洗、磁选、浮选和超声波法。
1.1水洗和分级脱泥 这种方法主要是针对含有大量粘土矿物的石英砂。因为随着石英砂颗粒变细，其中SiO2的品位随之降低，而铁质和铝质等杂质矿物的品位反而升高，所以在入选前对石英砂原矿进行水选、分级脱泥非常必要，并且效果也较为明显18j。它只是作为一种矿石人选前的预处理方法，应用得较早也很普遍，但对于存在于石英砂表面的薄膜铁和粘连性杂质矿物，其脱除 效果尚不显著。
1.2擦洗 擦洗是借助机械力和砂粒间的磨剥力来除去石英砂表面的薄膜铁、粘结及泥性杂质矿物和进一步擦碎未成单体的矿物集合体，再经分级作业达到石英砂进一步提纯的效果。目前，主要有棒磨擦洗和机械擦洗二种方法。对于机械擦洗，其相关机械设备的结构和配置以及工艺流程中的擦洗时间和擦洗浓度都是影响擦洗效果的主要因素。由于影响它的因素太多，使机械擦洗的回收率很低，只有约40％，所以机械擦洗的效果不太理想。相对于机械擦洗，棒磨擦洗的效果要比它好得多。在棒磨擦洗工艺中，加入适当的药剂，增大杂质矿物和石英颗粒表面的电斥力，增强杂质矿物与石英颗粒相互间的分离效果，使擦洗的回收率提高到80％，棒磨擦洗几乎是机械擦洗的两倍，但是对于提纯高纯度的石英砂，它也只是对矿石预处理的一种方法。
1.3磁选 磁选法可以最大限度的去除石英砂颗粒内含有的杂质，以赤铁矿，褐铁矿和黑云母等为主的弱磁性杂质矿物和以磁铁矿为主的强磁性矿物。对于弱磁性杂质矿物常选用在100000e以上的强磁机，对于强磁性杂质的矿物常采用弱磁机或者是中磁机进行磁选。一般来说，磁选次数和磁场强度对磁选除铁效果有重要影响，随磁选次数的增加，含铁量逐渐减少;而在一定的磁场强度下可除去大部分的铁质，但此后磁场强度即使提高很多，除铁率也无多大变化。另外，石英砂粒度越细，除铁效果越好，其原因是细粒石英砂中含铁杂质矿物量高的缘故。田金星在高纯石英砂的提纯工艺研究进行了实验研究，结果表明，随磁场强度的增大，杂质的脱除率上升，磁场强度达到100000e以后，杂质的脱除率增加不明显。因此适宜的磁场强度应为100000e。经磁选后，40目Si02品位可达99.05％，Fe203含量为0.071％：40—80目Si02品位为99.09％，Fe203含量0.070％；80—140目Si02品位99.14％，Fe203含量0.067％：140—200目Si02品位99.10％，Fe203含量0.069％。但是石英砂中含杂质较多时，特别是含有较多的弱磁性或非磁性的杂质时，仅采用磁选是不能提纯成高纯石英砂的。
1.4浮选
浮选是为了除去石英砂中长石、云母等非磁性伴生杂质矿物。目前主要有有氟浮选和无氟浮选两种方法。有氟浮选是采用阳离子捕收剂和氢氟酸活化剂在酸性pH值范围内进行的。但是考虑到含氟废水对环境的严重影响，人们开始转向无氟浮选。利用石英、长石结构构成的差异，合理凋配阴阳离子混合捕收剂的配比及用量，利用他们Zeta电位的不同，优先浮选出长石，实现二者的分离llo，。有文献报道在中性条件下，加入无氟浮选药剂，使二氧化硅微细粉体中Si02含量从99.1％提高到99.77％左右，相应地Fe203含量从0.081％下降到0.023％，产率在83％一85％。这表明无氟浮选能显著改善二氧化硅微细粉体的品质。汤亚飞等采用六偏磷酸钠作分散剂和浮选调整剂，十二胺作捕收剂，可从石英微细粉料中除去铁杂质，Fe2O3含量由0.09％下降至0.02％，产率达到85％。
1.5超声波法 超声波法是依靠介质来传播的一种声波，它具有机械能，在传播过程中将会引起与介质的相互作用，产生各种效应(机械效应、热效应及空穴效应)。利用超声波的粉碎头作用于液体时，使得液体内部发生变化，产生压力或拉力，当拉力达到一定强度，产生空化作用，造成无数小气泡，这些气泡随着超声振动被压缩而压力减小；当气泡达到临界尺度时(该尺度决定了超声波的频率)，这些气泡将会破裂，产生巨大的压力，对液体中的固体颗粒进行猛烈的冲击，在这种剧烈的冲击下，颗粒表面的微量杂质或水花膜，迅速地从颗粒表面剥落，在分散剂的作用下成为微细的悬浮物，脱离石英砂，经洗涤分离后，使石英砂的纯度大大地提高。廖青等在水和少量分散剂的传媒介质中，将0-15mm的沉积石英砂岩颗粒粉末，经超声波处理，使含Fe2030.12％，S10299.42％的石英砂达到含Fe2030。01％、8i0299.8％，回收率在99％以上，达到光学玻璃用砂的标准。
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