CN105060302A - 一种化学生物石英砂提纯方法 - Google Patents

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秦安山
刘冠东
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Abstract

本发明公开了一种化学生物石英砂提纯方法，S1破碎筛分：S2擦洗：S3浮选：将物料加水调浆至浓度为22-28％，加入起泡剂，并加入酸液至pH＝2.5；S4上料：先打开石英砂放料阀门，加入酸液随后打开酸液放料阀门，酸液与石英砂不断混合形成热含酸物料，热含酸物料通过酸洗容器进料口持续进入外壁带保温层的酸洗容器；S6脱酸；S7微生物浸出：将所述S6得到物料中加入水，配制成石英砂浆，并加入微生物进行浸出除铁操作、然后经过干燥，即得石英砂成品。本发明利用褐藻胶裂解酶产生菌对粉碎后的石英砂进行浸出除铁，可以去除石英砂颗粒表面的薄膜铁或浸染铁，提高石英砂精度；同时在保证产品高质量提纯的前提下，实现了石英砂酸洗提纯的连续生产。

Description

一种化学生物石英砂提纯方法
技术领域
本发明涉及高纯度石英砂制备技术技术领域，具体属于一种化学生物石英砂提纯方法。
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。
目前，石英砂酸洗提纯的常用方有两种，将石英砂用室温的无机酸液进行静态浸泡几天到十几天不等；或将石英砂用无机酸液进行流态化浸泡2-8小时，都是间歇式生产，影响生产效率；单纯使用酸液浸泡无法彻底脱除石英砂表面金属杂质，石英砂提纯效果差。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供了一种化学生物石英砂提纯方法，克服了现有技术的不足，利用褐藻胶裂解酶产生菌对粉碎后的石英砂进行浸出除铁，可以去除石英砂颗粒表面的薄膜铁或浸染铁，提高石英砂精度，同时在保证产品高质量提纯的前提下，实现了石英砂酸洗提纯的连续生产。
本发明采用的技术方案如下：
一种化学生物石英砂提纯方法，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40-100目的物料
S2擦洗：将物料进行机械擦洗；
S3浮选：将物料加水调浆至浓度为22-28％，加入起泡剂，并加入酸液至pH＝2.5；
S4上料：先打开石英砂放料阀门，加入酸液随后打开酸液放料阀门，酸液与石英砂不断混合形成热含酸物料，热含酸物料通过酸洗容器进料口持续进入外壁带保温层的酸洗容器；
S5酸洗：进入酸洗容器的热含酸物料在酸洗容器中不断被提升、下落，同时向酸洗容器出料口移动，在此过程中石英砂与酸液持续充分搅拌并相互摩擦，石英砂被酸液充分酸洗提纯，酸洗提纯后的石英砂携带酸液被持续排出酸洗容器；
S6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；
S7微生物浸出：将所述S6得到物料中加入水，配制成石英砂浆，并加入微生物进行浸出除铁操作、然后经过干燥，即得石英砂成品。
所述的S7所述的微生物为褐藻胶裂解酶产生菌。
在S3中加热，把石英砂浆加热到120-150℃，酸液保温在20-26℃。
所述酸液为25％硫酸：36％盐酸：65％硝酸：氢氟酸＝45:25:20:10。
所述酸液的质量为石英砂质量的10-25％。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明上料前对石英砂及酸液进行加热，加热后的石英砂与酸液不断混合形成一定温度的含酸物料，含酸物料通过混合机的不断运转而进入酸洗容器中，并被不断地提升随后下落，在提升和下落过程中，含酸物料被充分搅拌和相互摩擦，其搅拌和摩擦产生的热量维持酸洗的温度，提高酸洗除杂效果；还有利用褐藻胶裂解酶产生菌对粉碎后的石英砂进行浸出除铁，可以去除石英砂颗粒表面的薄膜铁或浸染铁，使得Fe2O3的去除率在78％以上，精选后石英砂中Fe2O3的品位低达0.008％；对其各个步骤进行优化处理，工艺简单，去杂效果好，可获得SiO2≥99.9％，Fe2O3≦0.008％，Al2O3≦0.06％，TiO2≦0.02％的优质精制石英砂；同时在保证产品高质量提纯的前提下，实现了石英砂酸洗提纯的连续生产。
具体实施方式
一种化学生物石英砂提纯方法，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40-100目的物料
S2擦洗：将物料进行机械擦洗；
S3浮选：将物料加水调浆至浓度为22-28％，加入起泡剂，并加入酸液至pH＝2.5；把石英砂浆加热到120-150℃，酸液保温在20-26℃；所述酸液为25％硫酸：36％盐酸：65％硝酸：氢氟酸＝45:25:20:10，所述酸液的质量为石英砂质量的10-25％；
S4上料：先打开石英砂放料阀门，加入酸液随后打开酸液放料阀门，酸液与石英砂不断混合形成热含酸物料，热含酸物料通过酸洗容器进料口持续进入外壁带保温层的酸洗容器；
S5酸洗：进入酸洗容器的热含酸物料在酸洗容器中不断被提升、下落，同时向酸洗容器出料口移动，在此过程中石英砂与酸液持续充分搅拌并相互摩擦，石英砂被酸液充分酸洗提纯，酸洗提纯后的石英砂携带酸液被持续排出酸洗容器；
S6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；
S7微生物浸出：将所述S6得到物料中加入水，配制成石英砂浆，并加入褐藻胶裂解酶产生菌进行浸出除铁操作、然后经过干燥，即得石英砂成品；利用褐藻胶裂解酶产生菌对粉碎后的石英砂进行浸出除铁，可以去除石英砂颗粒表面的薄膜铁或浸染铁，使得Fe2O3的去除率在78％以上，精选后石英砂中Fe2O3的品位低达0.008％；对其各个步骤进行优化处理，工艺简单，去杂效果好，可获得SiO2≥99.9％，Fe2O3≦0.008％，Al2O3≦0.06％，TiO2≦0.02％的优质精制石英砂；
上料前对石英砂及酸液进行加热，加热后的石英砂与酸液不断混合形成一定温度的含酸物料，含酸物料通过混合机的不断运转而进入酸洗容器中，并被不断地提升随后下落，在提升和下落过程中，含酸物料被充分搅拌和相互摩擦，其搅拌和摩擦产生的热量维持酸洗的温度，提高酸洗除杂效果；同时在保证产品高质量提纯的前提下，实现了石英砂酸洗提纯的连续生产。
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 (5)

1.一种化学生物石英砂提纯方法，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40-100目的物料
S2擦洗：将物料进行机械擦洗；
S3浮选：将物料加水调浆至浓度为22-28％，加入起泡剂，并加入酸液至pH＝2.5；
S4上料：先打开石英砂放料阀门，加入酸液随后打开酸液放料阀门，酸液与石英砂不断混合形成热含酸物料，热含酸物料通过酸洗容器进料口持续进入外壁带保温层的酸洗容器；
S5酸洗：进入酸洗容器的热含酸物料在酸洗容器中不断被提升、下落，同时向酸洗容器出料口移动，在此过程中石英砂与酸液持续充分搅拌并相互摩擦，石英砂被酸液充分酸洗提纯，酸洗提纯后的石英砂携带酸液被持续排出酸洗容器；
S6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；
S7微生物浸出：将所述S6得到物料中加入水，配制成石英砂浆，并加入微生物进行浸出除铁操作、然后经过干燥，即得石英砂成品。
2.根据权利要求1所述的一种化学生物石英砂提纯方法，其特征在于：所述的S7所述的微生物为褐藻胶裂解酶产生菌。
3.根据权利要求1或2所述的一种化学生物石英砂提纯方法，其特征在于：在S3中加热，把石英砂浆加热到120-150℃，酸液保温在20-26℃。
4.根据权利要求3所述的一种化学生物石英砂提纯方法，其特征在于：所述酸液为25％硫酸：36％盐酸：65％硝酸：氢氟酸＝45:25:20:10。
5.根据权利要求4所述的一种化学生物石英砂提纯方法，其特征在于：所述酸液的质量为石英砂质量的10-25％。
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