CN105000565A - 一种复合法提纯石英砂工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合法提纯石英砂工艺，S1.破碎筛分；S2.擦洗；S3.水洗脱泥：采用自来水对物料B水洗脱泥，得到石英砂物料C；S4.浮选；S5.超声波处理；S6.将所述的物料E中加入水，配制成石英砂浆，将石英砂砂浆置于草酸溶液中，在加热至80℃下，处理时间为3h，可以溶解含铁矿物，在酸性溶液中只能以Fe3+形式存在，Fe3+再与草酸形成稳定的螯合物，其除铁率在80％-100％之间，经过处理后；S7.脱酸。本发明采用一种中等强度的有机酸，与石英砂表面的杂质发生反应，且还能与反应后的杂质离子形成稳定的配位化合物，降低了杂质离子在颗粒表面的浓度，同时也防止离子在洗涤过程中产生沉淀，使石英砂中杂质含量进一步降低。

Description

一种复合法提纯石英砂工艺

技术领域

本发明涉及高纯度石英砂制备技术技术领域，具体属于一种复合法提纯石英砂工艺。

背景技术

高纯二氧化硅是一类极为重要的光电子材料，广泛应用于半导体、光纤通汛、激光和航天等高技术领域。随着这些领域的迅速发展，对高纯二氧化硅中杂质含量的要求更为严格，对高纯二氧化硅的需求量亦日益增加。目前我国所需的高纯二氧化硅大部分依赖进口。因此，采用石英砂提纯技术，获得高纯二氧化硅，是满足我国高技术领域对高纯硅需求的有效途径，对促进我国国民经济发展具有重要的意义。

石英砂中含有铁杂质，若要得到熔融硅微粉，必须将这些铁杂质去掉。而现有技术中制备熔融硅微粉时，常常采用磁选工艺，但这只能将清除包括连生体颗粒在内的磁性矿物,如赤铁矿、褐铁矿、黑云母、钛铁矿、黄铁矿和石榴石等杂质矿物，而对于石英砂颗粒表面的薄膜铁或浸染铁的去除效果，并不理想。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供了一种复合法提纯石英砂工艺，采用一种中等强度的有机酸，与石英砂表面的杂质发生反应，且还能与反应后的杂质离子形成稳定的配位化合物，降低了杂质离子在颗粒表面的浓度，同时也防止离子在洗涤过程中产生沉淀，使石英砂中杂质含量进一步降低。

本发明采用的技术方案如下：

一种复合法提纯石英砂工艺，包括以下步骤：

S1破碎筛分：采用破碎和筛分设备将原料加工成20-40目的物料A；

S2擦洗：将物料A进行机械擦洗，得物料B；

S3水洗脱泥：采用自来水对物料B水洗脱泥，得到石英砂物料C；

S4浮选：将物料C加水调浆至浓度为22～28％，加入起泡剂，并加入稀硫酸至pH＝2.5，去掉表面泡沫，得到的下固体经过干燥，得到物料D；

S5超声波处理；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，经超声波处理得到物料E；

S6将所述的物料E中加入水，配制成石英砂浆，将石英砂砂浆置于草酸溶液中，在加热至60-90℃下，处理时间为3h，可以溶解含铁矿物，在酸性溶液中只能以Fe3+形式存在，Fe3+再与草酸形成稳定的螯合物，其除铁率在80％-100％之间，经过处理后，

S7脱酸：采用脱水筛或离心机脱除已被排出酸洗容器的石英砂中的酸液，然后经过干燥，即得石英砂成品；所述的酸溶液可用蒸发、凝结或其他方法达到再生、重复使用。

所述的S6加热至80℃。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明采用草酸处理后，样品中SiO2含量由98.30％升高到99.85％，A1203的含量由0.16％降低到0.14％，Fe203含量降低至0.10％，以上所用的酸均可用蒸发、凝结或其他方法达到再生、重复使用的目的，当Si02纯度要求很高时，清洗酸液的水必须是蒸馏水或去离子水，以免自来水中所含的铁等杂质对高纯Si02造成污染。

具体实施方式

一种复合法提纯石英砂工艺，包括以下步骤：

S1破碎筛分：采用破碎和筛分设备将原料加工成20-40目的物料A；

S2擦洗：将物料A进行机械擦洗，得物料B；

S3水洗脱泥：采用自来水对物料B水洗脱泥，得到石英砂物料C；

S4浮选：将物料C加水调浆至浓度为22～28％，加入起泡剂，并加入稀硫酸至pH＝2.5，去掉表面泡沫，得到的下固体经过干燥，得到物料D；

S5超声波处理；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，经超声波处理得到物料E；

S6将所述的物料E中加入水，配制成石英砂浆，将石英砂砂浆置于草酸溶液中，在加热至80℃下，处理时间为3h，可以溶解含铁矿物，在酸性溶液中只能以Fe3+形式存在，Fe3+再与草酸形成稳定的螯合物，其除铁率在80％-100％之间，经过处理后，

S7脱酸：采用脱水筛或离心机脱除已被排出酸洗容器的石英砂中的酸液，然后经过干燥，即得石英砂成品；所述的酸溶液可用蒸发、凝结或其他方法达到再生、重复使用，本发明采用草酸处理后，样品中SiO2含量由98.30％升高到99.85％，A1203的含量由0.16％降低到0.14％，Fe203含量降低至0.10％，以上所用的酸均可用蒸发、凝结或其他方法达到再生、重复使用的目的，当Si02纯度要求很高时，清洗酸液的水必须是蒸馏水或去离子水，以免自来水中所含的铁等杂质对高纯Si02造成污染。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种复合法提纯石英砂工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1破碎筛分：采用破碎和筛分设备将原料加工成20-40目的物料A；

S2擦洗：将物料A进行机械擦洗，得物料B；

S3水洗脱泥：采用自来水对物料B水洗脱泥，得到石英砂物料C；

S4浮选：将物料C加水调浆至浓度为22～28％，加入起泡剂，并加入稀硫酸至pH＝2.5，去掉表面泡沫，得到的下固体经过干燥，得到物料D；

S5超声波处理；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，经超声波处理得到物料E；

S6将所述的物料E中加入水，配制成石英砂浆，将石英砂砂浆置于草酸溶液中，在加热至60-90℃下，处理时间为3h，可以溶解含铁矿物，在酸性溶液中只能以Fe3+形式存在，Fe3+再与草酸形成稳定的螯合物，其除铁率在80％-100％之间，经过处理后，

S7脱酸：采用脱水筛或离心机脱除已被排出酸洗容器的石英砂中的酸液，然后经过干燥，即得石英砂成品；所述的酸溶液可用蒸发、凝结或其他方法达到再生、重复使用。

2.根据权利要求1所述的一种复合法提纯石英砂工艺，其特征在于：所述的S6加热至80℃。