超声波是一种依靠媒质来传播的高频率(频率大于20000Hz)声波，它具有机械能，在传播的过程中会与媒质发生相互作用，产生机械效应、热效应及空穴效应。当超声波在水(或溶液)中发出时，会产生许多压缩、膨胀区域，导致了无数微气泡(空化泡)的形成和破裂，这种情况被称为空化现象。在空化过程中，液体内部压强发生突变，从而伴有冲击波，其压力可达几千至几万个大气压。在这种冲击波的作用下，粘附在颗粒表面的含铁杂质便从颗粒表面脱落下来进人液相，从而达到除铁的目的。

超声波除铁主要是除去颗粒表面的次生铁薄膜(即“薄膜铁”)。铁质薄膜结合牢固，在选矿中使用的机械擦洗方法不能使其分离出来。用超声波技术处理含“薄膜铁”的天然硅砂具有时间短效率高的特点。当处理时间10min时，除铁率一般可达46%～70%。在采用超声波除铁应注意及时排除废液，防止因二次粘附而降低除铁效果。超声波清洗与化学药剂(分散剂)相结合，除铁率可以提高5%～30%。超声波对药剂的强化作用主要原因是空化作用的存在既有助于药剂的分散，增加其与矿粒表面的作用几率，又有助于药剂在颗粒表面进行的溶解和分散作用。采用超声波除铁时，矿浆浓度不宜过大。因为当浓度太大时，因解吸下来的杂质太多不能及时排走，便会再次吸附在颗粒表面，使除铁效果反而下降。超声波的强度对石英砂的除铁效果也有一定的影响，超声波的强度越强除铁效率越高。