CN103086383B - 一种高品质硅藻土产品的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高品质硅藻土产品的制备方法，其特征在于：依次包括下列步骤：化浆；分级；剥片，其中，浆料输入到球磨机中进行二级剥片处理，第一级球磨的球磨介质氧化锆珠的直径规格选用1mm/0.8mm/0.6mm三种类型，三种规格的氧化锆珠的比例为1∶2∶1，第一级球磨后浆料中硅藻土颗粒度的-2微米含量在85～88%之间；第二级球磨的球磨介质氧化锆珠的直径规格选用0.8mm/0.4mm/0.2mm三种类型，三种规格的氧化锆珠的比例为1∶1∶2，第二级球磨后硅藻土浆料中硅藻土颗粒度的-2微米含量在90%以上；酸浸；水洗；抽滤，最后得到硅藻土精选产品。本发明的制备方法能够使硅藻土产品-2微米含量达到90%以上并且Fe₂O₃含量小于0.5%、Al₂O₃含量小于5%，SiO₂含量小于90%，纯度高，硅藻土产品质量好，进而产品收益高。

Description

一种高品质硅藻土产品的制备方法

技术领域

本发明涉及粘土矿物深加工领域，具体涉及一种高品质硅藻土产品的制备方法，属于一种选矿方法。

背景技术

硅藻土是一种具有生物结构的岩石，属于粘土矿物的一种，由古代硅藻的遗骸组成，其化学成分主要为SiO₂，还含有少量Al₂O₃、CaO、MgO等，另外还含有少量有机杂质。硅藻土中硅藻含量越多，杂质越少，则颜色越白，质越轻。其疏松堆密度一般在0.4~0.9克/立方厘米之间，真比重一般在2.2克/立方厘米左右。由于硅藻体具有众多的壳体孔洞，使硅藻土具多孔质构造，硅藻土的孔隙度达90~92%，吸水性强烈。硅藻土在酸中(例如在HCl、H₂SO₄、HNO₃中)不溶解，但溶于HF和KOH。由于硅藻土杂质含量高，一般不能直接应用，需要进行深加工后再行利用。硅藻土的用途十分广泛，涉及水处理、化工、建材、石化、医药、冶金、橡胶、油漆、涂料、化妆品、机械、能源等行业。

在现有技术中，硅藻土加工主要是除去其中泥砂、碎屑及铁、铝等杂质，使硅藻富集。一般采用重力选矿方法，重力选矿可分为干式和湿式两种，干式分选是采用空气分离机除掉脉石，或采用旋转式干燥机除掉有机物、易挥发物和水分，这种分选方式主要用于高品位矿石；湿法分选采用水力旋流器等除掉矿石中较大的脉石杂质，主要用于低品位矿石。硅藻土的提纯常采用化学选矿方法，即向矿浆中加入酸及辅助药剂除掉铁、铝等杂质，加工流程通常为：原矿→一段磨矿及干燥→二段磨矿及干燥→预分级→旋风器分离→粉状产品（可作为最终产品）→回转窑煅烧（或加助熔剂煅烧）→磨矿冷却→分选分级→填料级或助滤剂产品。但上述方法制备出来的硅藻土产品-2微米含量（即颗粒度小于2微米的粒径的含量）小于90%，并且Fe₂O₃含量高于0.5%、Al₂O₃含量高于5%，SiO₂含量小于90%，硅藻土产品质量还有待提高，为此，如何提供一种高品质硅藻土产品的制备方法成为本发明研究的课题。

发明内容

本发明提供一种高品质硅藻土产品的制备方法，解决了目前硅藻土产品-2微米含量达不到90%以上并且铁含量高于0.5%、铝含量高于5%的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高品质硅藻土产品的制备方法，依次包括下列步骤：

第一步，化浆

针对硅藻土半成品，在搅拌池中加水将硅藻土半成品化浆成质量浓度为35~45%的矿浆，并在搅拌条件下加入混合分散剂，混合分散剂由六偏磷酸钠与聚丙烯酸钠组成，前后二者的固体质量比为7.0~7.3：1.0~1.3，然后向混合分散剂中加水，稀释使其质量浓度为8~12%之间；调节矿浆溶液的pH值在7.0~7.5之间，待矿浆充分分散后，取出上层矿浆以备用；

第二步，分级

加水稀释第一步中备用的矿浆，使该矿浆的质量浓度至15~20%之间，将稀释后的矿浆采用泵输入到旋流器中进行分级处理，其中，进浆压力控制在0.5~0.8MPa之间，从旋流器溢流口得到的溢流以备用；

第三步，剥片

将第二步中分级后的溢流加水调节成质量浓度为10~12%的浆料，再将该浆料输入到球磨机中进行二级剥片处理；其中，第一级球磨的球磨介质氧化锆珠的直径规格选用1mm/0.8mm/0.6mm三种类型，三种规格的氧化锆珠的比例为1:2:1，第一级球磨后浆料中硅藻土颗粒度的-2微米含量在85~88%之间；第二级球磨的球磨介质氧化锆珠的直径规格选用0.8mm/0.4mm/0.2mm三种类型，三种规格的氧化锆珠的比例为1:1:2，第二级球磨后硅藻土浆料中硅藻土颗粒度的-2微米含量在90%以上；

第四步，酸浸

在二级剥片后的高温浆料中加入质量浓度为8~12%的硫酸溶液，缓慢搅拌，调整pH值到2.0~2.5，静置3~4小时；

第五步，水洗

加水稀释浆料至溶液浓度达6~8%；

第六步，抽滤

在抽滤机中将浆料抽干，最后得到高品质硅藻土产品。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，普通硅藻土半成品是指原矿经过粗加工，也就是经过至少三次擦洗之后的产品。

2、上述方案中，所述第一步的化浆过程其实也是再次进行了一次擦洗，目的是为了再次去除浆料中的粗颗粒杂质。

3、上述方案中，所述第三步的二级剥片过程其实也是球磨过程。

4、上述方案中，所述第六步的抽滤过程结束后，再晾晒等到晒干就可得硅藻土精选产品。

5、上述方案中，-2微米含量指的是粉体中颗粒度小于2微米的粒径的含量，以质量百分率（%）来记。

本发明设计构思以及有益效果是：一种高品质硅藻土产品的制备方法，其工艺过程为：将普通硅藻土半成品经化浆、旋流器分级、二级球磨剥片、酸浸、水洗、抽滤、干燥，最后得到-2微米含量约占90%及以上的硅藻土产品。整个过程中，采取了旋流器分级和二级剥片的具体组合工艺方式，同时在酸浸过程中，与普通酸洗相比，本工艺不需要另外高温加热矿浆至100℃左右。其中，所述第一步的化浆过程是再次进行了一次擦洗，目的是为了再次去除浆料中的粗颗粒杂质；然后将浆料输入旋流器中，能够去除普通硅藻土半成品中的粗、重颗粒杂质，使得进入剥片环节中的硅藻土矿浆更纯，颗粒更细；分级后进入二级剥片环节，也就是说在不同的球磨条件下进行了两次球磨处理，在该步骤结束后使硅藻土浆料-2微米含量在90%以上；之后是酸浸过程，因为剥片会产生高温的浆料，此时加入硫酸，可以让大部分铁、铝杂质反应生成相应的可溶于水的硫酸盐，达到进一步降低铁、铝杂质的目的；加水冲洗能够洗去浆料中过多的硫酸，调节pH值，还能进一步洗去硅藻土中的高岭石等粘土杂质，进一步洗去浆料中剩余含铁、铝等杂质的硫酸盐；最后用普通抽滤机抽滤后进行晒干即可得精制的硅藻土。本发明的制备方法能够使硅藻土产品-2微米含量达到90%以上并且Fe₂O₃含量小于0.5%、Al₂O₃含量小于5%，SiO₂含量大于90%，纯度高，硅藻土产品质量好，进而产品收益高。

附图说明

附图1为本发明实施例一制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：一种高品质硅藻土产品的制备方法

参见图1所示，依次包括下列步骤：

第一步，化浆：将一定量的硅藻土原矿在捣浆桶中以35%的质量浓度高速捣浆30分钟左右，在此过程中，慢慢加入一定浓度的NaOH溶液，调整PH值到7，同时加入少量的混合分散剂，混合分散剂由六偏磷酸钠与聚丙烯酸钠组成，前后二者的固体质量比为7：1，然后向混合分散剂中加水，稀释使其质量浓度为12%；

第二步，分级：待充分捣浆后，补加一定的水将混合料浆以15%的质量浓度用泵送入50目振动筛，筛去未捣碎的粗颗粒和部分有机杂质后，再将过滤好的矿浆用泵送入直径为150mm旋流器中进行粗选，控制好旋流器的进浆压力，进浆压力控制在0.5MPa，然后将旋流器溢流收集在大储浆桶a中，在桶a中加入适量的NaOH和六偏磷酸钠溶液，充分搅拌后，将矿浆静置5分钟左右，用小吊泵将上层悬浮液抽到另一个大储浆桶b中，最后在b桶中加入一定比例的NaOH和六偏磷酸钠溶液，调整PH值达到9左右，然后静置沉降6小时左右，待下一个班次时，取出上层悬浮液，b桶中下层的就是普通的硅藻土精矿。将普通精矿再按上面的工艺流程中从沉降分离开始重复2次，就可以得到纯度较高的精矿。此时可以将SiO₂含量提纯到83~87%左右，但要想SiO₂含量得到90%以上，就要进入精选流程；

第三步，剥片：将第二步中分级后的溢流加水调节成质量浓度为10%的浆料，再将此浆料输入到球磨机中进行二次剥片处理；其中，第一级球磨的球磨介质氧化锆珠的直径规格选用1mm/0.8mm/0.6mm三种类型，三种规格的氧化锆珠的比例为1:2:1，第一级球磨后浆料中硅藻土颗粒度的-2微米含量在87%；第二级球磨的球磨介质氧化锆珠的直径规格选用0.8mm/0.4mm/0.2mm三种类型，三种规格的氧化锆珠的比例为1:1:2，第二级球磨后硅藻土浆料中硅藻土颗粒度的-2微米含量达到了91%；

第四步，酸浸：普通精矿经过二级剥片后形成温度较高的浆料，在储浆池中此时按一定的液固比加入12%的硫酸溶液，酸浸3小时，调整pH值到2.5，静置3小时；

第五步，水洗：加水水洗第四步所得的浆料至溶液浓度达8%，把水洗过后的浆料再沉降分级；

第六步，抽滤：在抽滤机中将浆料抽干脱水，最后晾晒等到晒干可得最终高品质硅藻土产品。

在本实施例中硅藻土的-2微米含量用湿法在TopSizer激光粒度分析仪（生产厂商：珠海欧美克仪器有限公司）中进行测定。

实施例二：一种高品质硅藻土产品的制备方法

第一步，化浆：将一定量的硅藻土原矿在捣浆桶中以45%的质量浓度高速捣浆30分钟左右，在此过程中，慢慢加入一定浓度的NaOH溶液，调整PH值到7.2，同时加入少量的混合分散剂，混合分散剂由六偏磷酸钠与聚丙烯酸钠组成，前后二者的固体质量比为7.3：1.3，然后向混合分散剂中加水，稀释使其质量浓度为8%；

第二步，分级：待充分捣浆后，补加一定的水将混合料浆以20%的质量浓度用泵送入50目振动筛，筛去未捣碎的粗颗粒和部分有机杂质后，再将过滤好的矿浆用泵送入直径为150mm旋流器进行粗选，控制好旋流器的进浆压力，进浆压力控制在0.8MPa，然后将旋流器溢流收集在大储浆桶a中，在桶a中加入适量的NaOH和六偏磷酸钠溶液，充分搅拌后，将料浆静置5分钟左右，用小吊泵将上层悬浮液抽到另一个大储浆桶b中，最后在b桶中加入一定比例的NaOH和六偏磷酸钠溶液，调整PH值达到9左右，然后静置沉降6小时左右，待下一个班次时，取出上层悬浮液，b桶中下层的就是普通的硅藻土精矿。将普通精矿再按上面的工艺流程中从沉降分离开始重复2次，就可以得到纯度较高的精矿。此时可以将SiO₂含量提纯到83~87%左右，但要想SiO₂含量得到90%以上，就要进入精选流程；

第三步，剥片：将第二步中分级后的浆料加水调节质量浓度至12%，再将此浆料输入到球磨机中进行二次剥片处理；其中，第一级球磨的球磨介质氧化锆珠的直径规格选用1mm/0.8mm/0.6mm三种类型，三种规格的氧化锆珠的比例为1:2:1，第一级球磨后浆料中硅藻土颗粒度的-2微米含量在85%；第二级球磨的球磨介质氧化锆珠的直径规格选用0.8mm/0.4mm/0.2mm三种类型，三种规格的氧化锆珠的比例为1:1:2，第二级球磨后硅藻土浆料中硅藻土颗粒度的-2微米含量达到90.5%；

第四步，酸浸：普通精矿经过二级剥片后形成温度较高的浆料，在储浆池中此时按一定的液固比加入8%的硫酸溶液，酸浸4小时，调整pH值到2.5，静置3小时；

第五步，水洗：加水水洗浆料至溶液浓度达6%，把水洗过后的浆料再沉降分级；

第六步，抽滤：在抽滤机中将浆料抽干脱水，最后晾晒等到晒干可得最终高品质硅藻土产品。

硅藻土的-2微米含量的测定方法与实施例一相同。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高品质硅藻土产品的制备方法，其特征在于：依次包括下列步骤：

第一步，化浆

针对硅藻土半成品，在搅拌池中加水将硅藻土半成品化浆成质量浓度为35~45%的矿浆，并在搅拌条件下加入混合分散剂，混合分散剂由六偏磷酸钠与聚丙烯酸钠组成，前后二者的固体质量比为7.0~7.3：1.0~1.3，然后向混合分散剂中加水，稀释使其质量浓度为8~12%之间；调节矿浆溶液的pH值在7.0~7.5之间，待矿浆充分分散后，取出上层矿浆以备用；

第二步，分级

加水稀释第一步中备用的矿浆，使该矿浆的质量浓度至15~20%之间，将稀释后的矿浆采用泵输入到旋流器中进行分级处理，其中，进浆压力控制在0.5~0.8MPa之间，从旋流器溢流口得到的溢流以备用；

第三步，剥片

将第二步中分级后的溢流加水调节成质量浓度为10~12%的浆料，再将该浆料输入到球磨机中进行二级剥片处理；其中，第一级球磨的球磨介质氧化锆珠的直径规格选用1mm/0.8mm/0.6mm三种类型，三种规格的氧化锆珠的比例为1:2:1，第一级球磨后浆料中硅藻土颗粒度的-2微米含量在85~88%之间；第二级球磨的球磨介质氧化锆珠的直径规格选用0.8mm/0.4mm/0.2mm三种类型，三种规格的氧化锆珠的比例为1:1:2，第二级球磨后硅藻土浆料中硅藻土颗粒度的-2微米含量在90%以上；

第四步，酸浸

在二级剥片后的高温浆料中加入质量浓度为8~12%的硫酸溶液，缓慢搅拌，调整pH值到2.0~2.5，静置3~4小时；

第五步，水洗

加水稀释浆料至溶液浓度达6~8%；

第六步，抽滤

在抽滤机中将浆料抽干，最后得到高品质硅藻土产品。