CN104098101A - 高纯度石英砂生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高纯度石英砂生产工艺，其步骤如下：a.原料分选；b.酸洗浸泡；c.清洗晾干；d.破碎；e.筛分；f.磁选；g.浮选；h.离心甩干；i.加入硝酸铝；j.烤干；k.反应釜动态加热酸泡；l.清洗；m.烤干；n.磁选；o.将磁选后的石英砂包装后，成品入库。本发明的高纯度石英砂生产工艺，主要利用Al（NO3）3·9H2O加热后可附着于石英砂表面，并与石英砂中的其他金属化合物发生反应并激活其活性，使其容易被混合酸溶液溶解后除去，从而可生产出比经过焙烧工艺质量更好的石英砂，免去焙烧工序，工艺更简单，实现节能降耗，减少对环境污染，降低产品的成本，增加企业效益。

Description

高纯度石英砂生产工艺
 
技术领域
本发明涉及石英砂加工技术领域，尤其是一种高纯度石英砂生产工艺。
 
技术领域
在此处键入技术领域描述段落。
背景技术
石英砂是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物质，其主要矿物成分是二氧化硅（SiO2），石英砂的颜色为乳白色或无色半透明状，硬度7.6，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，相对密度2.67，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于氢氧化钾溶液，熔点1750℃。石英砂是重要的工业矿物原料，非化学危险品，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料等工业。
传统的石英砂生产工艺流程：
原料分选→酸泡浸泡→清洗晾干→焙烧→水淬→破碎筛分→磁选→浮选→反应釜加热动态酸泡→清洗→烘干→磁选→包装→成品入库。
上述工艺流程中焙烧工艺生产每吨耗电600度电左右，按现行峰谷平综合电价平均每度1.1元/度计算，每生产一吨石英砂仅电费就需660元左右。可见焙烧工艺能耗之大，成本之高。
 
背景技术
在此处键入技术领域描述段落。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中石英砂生产工艺能耗高，成本高的技术问题，提供一种高纯度石英砂生产工艺，去除焙烧工序，通过Al（NO3）3·9H2O去除金属化合物，降低能耗，节约能源，降低成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高纯度石英砂生产工艺，其步骤如下：
a.原料分选：原矿石洗净后，去除带杂质多的块料，分选出纯净的块料；
b.酸洗浸泡：分选出的纯净块料放入侵泡箱中，加入酸溶液浸泡36~50小时；
c.清洗晾干：放出浸泡箱中的盐酸，用清水把块料上的余酸冲洗干净，将洗净的块料进行晾干；
d.破碎：将晾干后的块料加入粉碎机中粉碎，再经过对辊机辊压处理，制成石英粉；
e.筛分：将破碎辊压后的石英粉加入共振筛，筛选出60~130目段的粉质石英砂；
f.磁选：将60~130目段的粉质石英砂加入永磁磁选机，磁净石英砂中的强磁性矿物质；
g.浮选：将磁选后的石英砂加入浮选机中，并加入捕收剂在酸性介质中分离出长石、云母等杂质；
h.离心甩干：采用离心机将浮选后的石英砂甩干；
i.加入硝酸铝：向石英砂中加入Al（NO3）3·9H2O搅拌均匀；
j.烤干：将与Al（NO3）3·9H2O搅拌均匀后石英砂加热至150~250℃烤干；
k.反应釜动态加热酸泡：将烤干后的石英砂加入反应釜中，加入混合酸溶液进行酸泡，并加热至75~85℃，恒温6~10小时后放出混合酸溶液，用净化水冲洗反应釜内的石英砂；
l.清洗：将反应釜内的石英砂放入清洗箱中，用去离子水洗至中性水质；
m.烤干:将洗净的石英砂用烤砂机烘干；
n.磁选：将烘干后冷却的石英砂经强力磁选机磁选出弱磁性矿物质；
o.将磁选后的石英砂包装后，成品入库。
作为优选，步骤b中的酸溶液为盐酸溶液或步骤k中放出的混合酸溶液。
作为优选，步骤g中所述的捕收剂为石油磺酸钠。
作为优选，步骤k中加入的混合酸溶液为每2吨石英砂配入氢氟酸80~120kg、盐酸250~350kg、硝酸150~250kg、水150~250kg。利用石英不溶于酸，而其他杂质能被算溶解，实现进一步提纯，此配方的混合酸溶液能更好的去除石英砂中的金属化合物。
步骤i中每一吨石英砂中添加1~1000克Al（NO3）3·9H2O。
本发明的有益效果是，本发明的高纯度石英砂生产工艺，主要利用Al（NO3）3·9H2O加热后可附着于石英砂表面，并与石英砂中的其他金属化合物发生反应并激活其活性，使其容易被混合酸溶液溶解后除去，从而可生产出比经过焙烧工艺质量更好的石英砂，其莫氏硬度：7.6，密度2.67，熔点1750℃，纯度达到99.997~99.999%，质量稳定，完全符合做石英拉管、电弧单晶硅石英坩埚、光纤行业、电子行业以及军工、航天市场的需求。
经科学研究和反复试验得出结论：本发明的高纯度石英砂生产工艺生产出的石英砂具有耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及独特的光学特性，在许多高科技产品中发挥重要作用，能够代替进口同类产品。
本发明免去焙烧工序，工艺更简单，实现节能降耗，减少对环境污染，降低产品的成本，增加企业效益。
发明内容
在此处键入技术领域描述段落。
具体实施方式
一种高纯度石英砂生产工艺，其步骤如下：
a.原料分选：原矿石洗净后，去除带杂质多的块料，分选出纯净的块料；
b.酸洗浸泡：分选出的纯净块料放入侵泡箱中，加入酸溶液浸泡36~50小时；
c.清洗晾干：放出浸泡箱中的盐酸，用清水把块料上的余酸冲洗干净，将洗净的块料进行晾干；
d.破碎：将晾干后的块料加入粉碎机中粉碎，再经过对辊机辊压处理，制成石英粉；
e.筛分：将破碎辊压后的石英粉加入共振筛，筛选出60~130目段的粉质石英砂；
f.磁选：将60~130目段的粉质石英砂加入永磁磁选机，磁净石英砂中的强磁性矿物质；
g.浮选：将磁选后的石英砂加入浮选机中，并加入捕收剂在酸性介质中分离出长石、云母等杂质；
h.离心甩干：采用离心机将浮选后的石英砂甩干；
i.加入硝酸铝：向石英砂中加入Al（NO3）3·9H2O搅拌均匀；
j.烤干：将与Al（NO3）3·9H2O搅拌均匀后石英砂加热至150~250℃烤干；
k.反应釜动态加热酸泡：将烤干后的石英砂加入反应釜中，加入混合酸溶液进行酸泡，并加热至75~85℃，恒温6~10小时后放出混合酸溶液，用净化水冲洗反应釜内的石英砂；
l.清洗：将反应釜内的石英砂放入清洗箱中，用去离子水洗至中性水质；
m.烤干:将洗净的石英砂用烤砂机烘干；
n.磁选：将烘干后冷却的石英砂经强力磁选机磁选出弱磁性矿物质；
o.将磁选后的石英砂包装后，成品入库。
作为优选，步骤b中的酸溶液为盐酸溶液或步骤k中放出的混合酸溶液。
作为优选，步骤g中所述的捕收剂为石油磺酸钠。
作为优选，步骤k中加入的混合酸溶液为每2吨石英砂配入氢氟酸80~120kg、盐酸250~350kg、硝酸150~250kg、水150~250kg。
步骤i中每一吨石英砂中添加1~1000克Al（NO3）3·9H2O。
本发明在传统生产工艺上，免去焙烧工艺，每生产一吨石英砂就能减少电费支出600元左右，利用Al（NO3）3·9H2O加热后可附着于石英砂表面并与石英砂中的其他金属化合物发生反应并激活其活性，使其容易被混合酸溶液溶解后除去，从而可生产出比经过焙烧工艺质量更好的石英砂，Al（NO3）3·9H2O因根据石英砂中参杂的金属化合物的含量添加，并无固定配比，根据经验一般每一吨石英砂中添加1~1000克Al（NO3）3·9H2O，其莫氏硬度：7.6，密度2.67，熔点1750℃，纯度达到99.997~99.999%，质量稳定，完全符合做石英拉管、电弧单晶硅石英坩埚、光纤行业、电子行业以及军工、航天市场的需求。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种高纯度石英砂生产工艺，其步骤如下：
a.原料分选：原矿石洗净后，去除带杂质多的块料，分选出纯净的块料；
b.酸洗浸泡：分选出的纯净块料放入侵泡箱中，加入酸溶液浸泡36~50小时；
c.清洗晾干：放出浸泡箱中的盐酸，用清水把块料上的余酸冲洗干净，将洗净的块料进行晾干；
d.破碎：将晾干后的块料加入粉碎机中粉碎，再经过对辊机辊压处理，制成石英粉；
e.筛分：将破碎辊压后的石英粉加入共振筛，筛选出60~130目段的粉质石英砂；
f.磁选：将60~130目段的粉质石英砂加入永磁磁选机，磁净石英砂中的强磁性矿物质；
g.浮选：将磁选后的石英砂加入浮选机中，并加入捕收剂在酸性介质中分离出长石、云母等杂质；
h.离心甩干：采用离心机将浮选后的石英砂甩干；
i.加入硝酸铝：向石英砂中加入Al（NO3）3·9H2O搅拌均匀；
j.烤干：将与Al（NO3）3·9H2O搅拌均匀后石英砂加热至150~250℃烤干；
k.反应釜动态加热酸泡：将烤干后的石英砂加入反应釜中，加入混合酸溶液进行酸泡，并加热至75~85℃，恒温6~10小时后放出混合酸溶液，用净化水冲洗反应釜内的石英砂；
l.清洗：将反应釜内的石英砂放入清洗箱中，用去离子水洗至中性水质；
m.烤干:将洗净的石英砂用烤砂机烘干；
n.磁选：将烘干后冷却的石英砂经强力磁选机磁选出弱磁性矿物质；
o.将磁选后的石英砂包装后，成品入库。
2.如权利要求1所述的高纯度石英砂生产工艺，其特征是：步骤b中的酸溶液为盐酸溶液或步骤k中放出的混合酸溶液。
3.如权利要求1所述的高纯度石英砂生产工艺，其特征是：步骤g中所述的捕收剂为石油磺酸钠。
4.如权利要求1所述的高纯度石英砂生产工艺，其特征是：步骤k中加入的混合酸溶液为每2吨石英砂配入氢氟酸80~120kg、盐酸250~350kg、硝酸150~250kg、水150~250kg。
5.如权利要求4所述的高纯度石英砂生产工艺，其特征是：步骤k中加入的混合酸溶液为每2吨石英砂配入氢氟酸100kg、盐酸300kg、硝酸200kg、水200kg。
6.如权利要求1所述的高纯度石英砂生产工艺，其特征是：步骤i中每一吨石英砂中添加1~1000克Al（NO3）3·9H2O。
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