CN102320748A - 一种海相沉积型天然石英砂加工超白砂的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海相沉积型天然石英砂加工超白砂的生产工艺，本工艺采用海相沉积型天然石英砂为原料，对天然石英砂原料分别进行高浓度加碱介质擦洗、脱泥、分级、多级重选、高梯度强磁选及高强度搅拌清水擦洗作业，主要去除海相沉积型天然石英砂中伴生的锆钛等比重大的矿物以及含铁质的薄膜、泥质铁及弱磁性矿物，产品经脱水、晾干使水分达到要求后，即为合格的超白砂成品，其Fe2O3含量可达到70~90ppm。本工艺易于实现，通过本发明工艺，提高了海相沉积型天然石英砂的利用价值，并大大降低了生产超白砂的成本，填补了国内海相沉积型天然石英砂加工超白砂的空白。

Description

一种海相沉积型天然石英砂加工超白砂的生产工艺
技术领域
本发明涉及超白玻璃生产原料的加工领域，具体涉及一种以海相沉积型天然石英砂加工超白砂的生产工艺。
背景技术
超白砂是制备超白玻璃的基本原料，超白玻璃是一种超透明低铁玻璃，一般其原料成分中Fe2O3含量＜90ppm，它是一种高品质、多功能的新型高档玻璃品种，又以其独特的高透光率，被大量的应用于薄膜太阳能电池及太阳能光伏发电系统的玻璃基片等高科技领域。超白砂的纯度和元素含量直接影响着所制备出的产品质量。传统超白砂的制备工艺为：石英原矿－－>破碎－－>磨矿－－>分级－－>磁选或擦洗－－>浮选或酸浸等工序，最后制成70~90ppm的产品。传统生产超白砂的原料一般为石英岩矿，生产工艺较为复杂，成本较高。
相比岩矿原料，海相沉积型天然石英砂的存储量大，不需要经破矿、磨矿等工艺从而降低了选矿工艺成本，但由于海相沉积型天然石英砂表面受铁质污染及海相沉积型天然石英砂中含铁矿物、重矿物的存在，使海相沉积型天然石英砂质量很难满足超白玻璃工业的要求。
近十几年，福建、海南等沿海地区已经利用海相沉积型天然石英砂为原料通过擦洗、重选等选矿工艺制备出了满足普通浮法玻璃工业的产品。该工艺流程为：筛分－－>两次脱泥－－>分级－－>擦洗－－>两段重选－－>洗矿－－>产品，其生产出含铁量为450ppm的精砂产品。该工艺制得的精砂产品虽然能满足当前市场制备浮法玻璃的原料要求，但不能满足制备超白玻璃原料的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种海相沉积型天然石英砂加工超白砂的生产工艺，本工艺采用海相沉积型天然石英砂为原料，对天然石英砂原料分别进行了擦洗、脱泥、分级、重选、磁选及两次擦洗作业，主要去除海相沉积型天然石英砂中伴生的锆钛等比重大的矿物以及含铁质的薄膜、泥质铁及弱磁性矿物，产品经脱水、晾干使水分达到要求后，即为合格的超白砂。本工艺易于实现，通过本发明工艺，提高了海相沉积型天然石英砂的利用价值，并大大降低了生产超白砂的成本，填补了国内海相沉积型天然石英砂加工超白砂的空白。
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的：
a）筛分：将海相沉积型天然石英砂原料中杂草、砾石去除；
b）擦洗：采用擦洗设备对海相沉积型天然石英砂进行高浓度加碱介质擦洗作业，去除海相沉积型天然石英砂粒表面的铁质薄膜；
c）筛分：利用筛分设备，筛除海相沉积型天然石英砂大于1mm的粗砂；
d）脱泥：利用脱泥斗去除海相沉积型天然石英砂中的泥质和水分，提高分级效率；
e）分级：利用分级设备将海相沉积型天然石英砂原料根据粒度范围的不同进行两段分级；
f）重选：采用专业重选设备进行多级重选，将海相沉积型天然石英砂中重矿物分离去除；
g）磁选：选用高梯度强磁选选矿设备，去除海相沉积型天然石英砂本身具有的弱磁性矿物和操作过程中带入的磁性物质；
h）脱泥：利用脱泥设备，对海相沉积型天然石英砂进行浓缩，提高矿浆浓度；
i）擦洗：采用擦洗设备对重选、磁选及脱泥后产品进行高速搅拌清水擦洗作业，保证选矿精砂表面清洁；
j）脱水及晾干：用脱水设备脱除海相沉积型天然石英砂中的水分，待晾干使水分达到要求后，即为合格的超白砂成品，其Fe2O3含量可达到70~90ppm。
所述步骤b）是加入质量百分比浓度为50~60%的NaOH溶液进行碱擦洗，加入量为4~6Kg/t，擦洗时间为10~20min，所述步骤h）是清水擦洗，擦洗时间为5~15min。
所述步骤e）采取两段分级作业，第一段分级粒度控制在-0.71mm，第二段分级粒度控制在-0.71mm～+0.154mm。 
所述步骤f）是采用塔式螺旋溜槽进行2~3级重选，实现海相沉积型天然石英砂中含铁重矿物的分离，进一步提高海相沉积型天然石英精砂的质量。
所述步骤g）是采用高梯度强磁选机，磁选场强为1.4~1.6特斯拉。
本发明涉及的一种海相沉积型的天然石英砂加工超白砂的生产工艺，该工艺与同类型技术相比优点在于：体现在对海相沉积型天然石英砂两次高强度搅拌、高浓度擦洗作业上，由于海相沉积型天然石英砂表面有大量氯化物、硫酸根离子、微生物、藻类及水溶性氯离子形成的薄膜和胶结物，现在技术一般采用加入酸性介质（如盐酸、硫酸）擦洗和无介质擦洗，该步骤只能除去海相沉积型天然石英砂粒表面的氧化物，作用不明显。在碱性介质的环境下加入碱性药剂易于更好的去除海相沉积型天然石英砂粒表面杂质薄膜和胶结物等，本发明工艺采用在第一次擦洗作业中加入碱性介质（氢氧化钠）擦洗，经碱性介质擦洗后产品取得较好的效果。本发明工艺第二次擦洗是利用清水，作业目的是脱除海相沉积型天然石英砂在第一次擦洗中残留的碱药剂及进一步降低海相沉积型天然石英砂中Fe2O3含量，一般可使天然石英砂中Fe2O3含量再降10～30ppm；本发明选用高梯度强磁选选矿设备，去除海相沉积型天然石英砂本身具有的弱磁性矿物和操作过程中带入的磁性物质；其次，在擦洗作业过程中，通过叶轮高速搅拌作用，矿浆受到激烈搅拌而呈高速的紊流，使矿粒具有较大的动量和相互撞击力，也会提高矿粒表面杂质的分离率和胶结物的碎解率。
具体实施方式
本发明所提供的一种海相沉积型的天然石英砂加工超白砂的生产工艺，通过以下具体步骤完成：
a）筛分：将海相沉积型天然石英砂原料中杂草、砾石等去除；
b）擦洗：采用擦洗设备加入质量百分比浓度为50~60%的NaOH溶液对海相沉积型天然石英砂进行高浓度加碱介质擦洗作业，加入量为4~6Kg/t，去除海相沉积型天然石英砂粒表面的铁质薄膜等；
c）筛分：利用筛分设备，筛除海相沉积型天然石英砂大于1mm的粗砂；
d）脱泥：利用脱泥斗去除海相沉积型天然石英砂中的泥质和水分，提高分级效率；
e）分级：利用分级设备按标准将海相沉积型天然石英砂原料进行两段分级，第一段分级粒度控制在-0.71mm，第二段分级粒度控制在-0.71mm～+0.154mm；
f）重选：采用塔式螺旋溜槽进行2~3级重选，多级重选将有效的实现海相沉积型天然石英砂中含铁重矿物的分离，进一步提高海相沉积型天然石英精砂的质量；
g）磁选：选用高梯度强磁选选矿设备，去除海相沉积型天然石英砂本身具有的弱磁性矿物和操作过程中带入的磁性物质，磁选场强为1.4~1.6特斯拉；
h）脱泥：利用脱泥设备，对海相沉积型天然石英砂进行浓缩，提高矿浆浓度；
i）擦洗：采用擦洗设备对重选后产品进行高速搅拌清水擦洗作业，擦洗时间为5~15min，脱除海相沉积型天然石英砂在第一次擦洗中残留的碱药剂及进一步降低海相沉积型天然石英砂中Fe2O3含量，保证选矿精砂表面清洁；
j）脱水及晾干：用脱水设备脱除海相沉积型天然石英砂中的水分，待晾干使水分达到要求后，即为合格的超白砂成品，其Fe2O3含量可达到70~90ppm。
本发明涉及的一种海相沉积型天然石英砂生产超白砂的工艺，该工艺易于实现。现已建成一条年产6万吨超白太阳能玻璃砂生产线，调试成功，达到设计指标并即将投产。
上述实施例为本发明的较佳实施方式，详细说明了本发明的技术构思和实施要点，并非是对本发明的保护范围进行限制，凡根据本发明精神实质所作的任何简单修改及等效结构变换或修饰，均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种海相沉积型天然石英砂加工超白砂的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a）筛分：将海相沉积型天然石英砂原料中杂草、砾石去除；
b）擦洗：采用擦洗设备对海相沉积型天然石英砂进行高浓度加碱介质擦洗作业，去除海相沉积型天然石英砂粒表面的铁质薄膜；
c）筛分：利用筛分设备，筛除海相沉积型天然石英砂大于1mm的粗砂；
d）脱泥：利用脱泥斗去除海相沉积型天然石英砂中的泥质和水分，提高分级效率；
e）分级：利用分级设备将海相沉积型天然石英砂原料根据粒度范围的不同进行两段分级；
f）重选：采用专业重选设备进行多级重选，将海相沉积型天然石英砂中重矿物分离去除；
g）磁选：选用高梯度强磁选选矿设备，去除海相沉积型天然石英砂本身具有的弱磁性矿物和操作过程中带入的磁性物质；
h）脱泥：利用脱泥设备，对海相沉积型天然石英砂进行浓缩，提高矿浆浓度；
i）擦洗：采用擦洗设备对重选、磁选及脱泥后产品进行高速搅拌清水擦洗作业，保证选矿精砂表面清洁；
j）脱水及晾干：用脱水设备脱除海相沉积型天然石英砂中的水分，待晾干使水分达到要求后，即为合格的超白砂成品，其Fe2O3含量可达到70~90ppm。
2.根据权利要求1所述的一种海相沉积型天然石英砂加工超白砂的生产工艺，其特征在于：所述步骤b）是加入质量百分比浓度为50~60%的NaOH溶液进行碱擦洗，加入量为4~6Kg/t，擦洗时间为10~20min，所述步骤i）是清水擦洗，擦洗时间为5~15min。
3.根据权利要求1所述的一种海相沉积型天然石英砂加工超白砂的生产工艺，其特征在于：所述步骤e）采取两段分级作业，第一段分级粒度控制在-0.71mm，第二段分级粒度控制在-0.71mm～+0.154mm。
4.根据权利要求1所述的一种海相沉积型天然石英砂加工超白砂的生产工艺，其特征在于：所述步骤f）是采用塔式螺旋溜槽进行2~3级重选，实现海相沉积型天然石英砂中含铁重矿物的分离，进一步提高海相沉积型天然石英精砂的质量。
5.根据权利要求1所述的一种海相沉积型天然石英砂加工超白砂的生产工艺，其特征在于：所述步骤g）是采用高梯度强磁选机，磁选场强为1.4~1.6特斯拉。
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