CN105883818B - 一种石英砂酸洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种石英砂酸洗设备，包括进料单元、石英砂处理单元以及相互连通的供酸单元、反应桶和酸处理单元，进料单元位于反应桶上方；供酸单元包括酸储备桶、酸加热桶、热水炉、第一抽酸泵和循环热水泵，酸加热桶中设有热交换管，热交换管、热水炉和循环热水泵通过热水管道连通构成循环加热管路，酸加热桶与反应桶通过供酸管道连通；酸处理单元包括用于处理酸雾的酸雾回收塔以及用于处理反应后不同浓度酸液的废水中和池、浓回酸桶和稀回酸桶；石英砂处理单元包括抽砂泵、洗砂水泵、进水管、砂泵进料箱、砂浆储备仓、脱水机、烘干机、磁选机、筛分机和传送装置；本发明提供的石英砂酸洗设备结构简单、成本低，生产的石英砂产品产量和质量稳定。

Description

一种石英砂酸洗设备

技术领域

本发明提供了一种石英砂酸洗设备，属于非金属矿深加工技术领域。

背景技术

石英砂经过酸洗提纯后，以铁为代表的金属杂质含量大大的降低，其纯度随之显著提高。根据提纯后石英砂纯度的不同，分别用于光学玻璃、水晶玻璃及饰品、电子玻璃、液晶玻璃基板、普通石英玻璃、高纯石英玻璃、半导体石英玻璃管、太阳能多晶硅和高纯度高质量白炭黑等材料的制造。

目前，石英砂酸洗提纯的装置多为封闭的反应容器或封闭的搅拌容器，在容器中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浸泡并配合搅拌2-8小时。冬天气温低反应慢，石英砂的产量受温度影响而降低，并且产品质量不稳定。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，并提供一种结构简单、产品产量和质量稳定的石英砂酸洗设备。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种石英砂酸洗设备，至少包括相互连通的供酸单元、反应单元和酸处理单元，所述供酸单元包括酸储备桶、酸加热桶、热水炉、第一抽酸泵和循环热水泵，酸储备桶与酸加热桶通过耐酸管道连通，酸加热桶中设有热交换管，热交换管、热水炉和循环热水泵通过热水管道连通构成循环加热管路，酸加热桶上连通有酸雾管道和带阀门A的供酸管道，第一抽酸泵安装于供酸管道上；

所述反应单元包括1个以上反应桶，供酸管道与反应桶连通并且位于反应桶上部，反应桶的上部安装有带阀门B的酸雾回收管道、下部安装有带阀门C的排砂管道、底部安装有带第一波美比重计的排酸管道，所述排酸管道为四通管道，排酸管道的三个出口上均安装有阀门D，反应桶内部设有过滤装置，过滤装置的侧边与反应桶的内壁虚接触，过滤装置位于排砂管道下方、排酸管道上方；

所述酸处理单元包括酸雾回收塔、废水中和池、回酸管道、浓回酸桶和稀回酸桶，酸雾回收塔通过酸雾回收管道与反应桶连通并且通过酸雾管道与酸加热桶连通，稀回酸桶中设有带入酸口、出酸口和出污口的酸提纯装置，排酸管道的三个出口分别与浓回酸桶、废水中和池以及稀回酸桶中酸提纯装置的入酸口连通，酸提纯装置的出污口与废水中和池连通，所述回酸管道为四通管道，回酸管道的两个入口分别与浓回酸桶和酸提纯装置的出酸口连通、两个出口分别与酸加热桶和供酸管道连通，回酸管道的两个入口上均安装有阀门E，所述酸雾回收塔位于酸加热桶上方，酸雾回收塔的底部设有带阀门F和第二波美比重计的酸再利用管道，酸再利用管道的出口位于酸加热桶中；

还包括石英砂处理单元，所述石英砂处理单元包括抽砂泵、洗砂水泵、进水管、砂泵进料箱、砂浆储备仓、脱水机、烘干机、磁选机、筛分机和传送装置，洗砂水泵安装于进水管上，进水管与反应桶连通，反应桶的排砂管道的出口位于砂泵进料箱上，砂泵进料箱与砂浆储备仓通过抽砂泵连通，砂浆储备仓的底部设有排砂口，脱水机安装于排砂口正下方，脱水机、烘干机、磁选机和筛分机通过传送装置顺序连接。

所述反应桶的顶部设有进料口和顶盖，顶盖罩扣于进料口上，进料口的周围设有水槽，顶盖的底边位于水槽中。

反应桶内部设有耐酸支架，过滤装置安装于耐酸支架上。

还包括安装于反应单元的上方的进料单元，进料单元安装于反应桶进料口的正上方，所述进料单元为电葫芦吊机、皮带运输机或进料砂泵。

所述酸加热桶上设有与酸加热桶内腔连通的透明液位管。

回酸管道上安装有第二抽酸泵。

所述热水炉为铝热水炉。

由上述技术方案可知，本发明提供的石英砂酸洗设备，主体包括供酸单元、反应单元、酸处理单元和石英砂处理单元；1、供酸单元包括酸储备桶、酸加热桶、热水炉、第一抽酸泵和循环热水泵，反应用酸在酸加热桶中被加热，酸加热桶中设置热交换管，热交换管、热水炉和循环热水泵通过热水管道连通构成循环加热管路，对酸加热桶中的酸液进行循环加热；2、反应单元包括1个以上反应桶，热酸液通过位于反应桶上部的供酸管道注入反应桶中，酸液注入过程中冲刷反应桶中的石英砂，加热的酸液提高了酸与石英砂杂质的反应速率，反应周期缩短为12小时，反应桶内部安装过滤装置，酸砂混合物在过滤装置上堆积反应，反应完成后打开排砂管道和排酸管道的阀门，由于过滤装置位于排砂管道下方、排酸管道上方，反应后的酸液通过过滤装置经排酸管道排出，而反应后的石英砂留在过滤装置通过排砂管道排出，过滤装置的侧边与反应桶的内壁虚接触，避免反应中石英砂落入过滤装置下方的空间中随废酸排出；排酸管道为四通管道，其上安装第一波美比重计，根据第一波美比重计检测的废酸浓度选择性开启排酸管道的三个出口上的阀门D，根据废酸浓度的不同选择不同的处理方式；3、酸处理单元用于处理反应后的废酸以及反应过程中和酸加热过程中外溢的酸雾，包括酸雾回收塔、废水中和池、回酸管道、浓回酸桶和稀回酸桶，废水中和池、浓回酸桶和稀回酸桶分别用于处理不同浓度的废酸，稀回酸桶中设有酸提纯装置，通过酸提纯装置对废酸进行纯化以及提升酸液浓度，实现酸液回收再利用，酸雾回收塔用于吸收酸雾，避免酸雾外溢，从而实现设备酸气零排放，酸雾回收塔的底部设置带阀门F和第二波美比重计的酸再利用管道，酸再利用管道的出口位于酸加热桶中，当第二波美比重计检测酸雾回收塔中冷凝的酸液达到使用要求时开启阀门F，由于酸雾回收塔位于酸加热桶上方，酸雾回收塔中冷凝的酸液根据自重流入酸加热桶中重新加热并再利用；4、石英砂处理单元包括抽砂泵、洗砂水泵、进水管、砂泵进料箱、砂浆储备仓、脱水机、烘干机、磁选机、筛分机和传送装置，洗砂水泵安装于进水管上，进水管与反应桶连通，在反应结束后打开洗砂水泵，将水抽至反应桶中冲洗反应后的石英砂，对反应后的石英砂进行水洗，除去石英砂中残存的酸液，反应桶中水洗后的石英砂流入砂泵进料箱中聚集，经抽砂泵抽送至砂浆储备仓，砂浆储备仓的底部设有排砂口，脱水机安装于排砂口正下方，砂浆储备仓中的石英砂在自重作用下直接排放至脱水机上，脱水机、烘干机、磁选机和筛分机通过传送装置顺序连接，依次对酸洗后的石英砂进行脱水、烘干、磁选除杂和筛分分级，筛分后的石英砂可进行分级包装。

反应桶的顶部设有进料口和顶盖，顶盖罩扣于进料口上、通过进料口周围设置的水槽进行水封，避免酸洗过程中酸气外溢，若出现酸气泄露，泄露的酸气可在水槽中被吸收，实现酸气零排放；反应桶进料口的正上方安装进料单元，进料单元可选用电葫芦吊机、皮带运输机或进料砂泵，减轻工人的进料压力；酸加热桶上设有与酸加热桶内腔连通的透明液位管，通过透明液位管可判断加热的酸液的体积，便于实现定量酸洗，避免酸液的浪费。

与现有技术相比，本发明提供的石英砂酸洗设备具有如下优点：

1、本发明提供的石英砂酸洗设备中，反应桶内部结构简单，酸砂混合物的分离通过自然过滤实现，相比于现有反应桶采用真空脱酸，大大减低反应桶的设备成本，酸加热采用铝热水炉，铝比铁传热快，热效率大大提高可达90％，节约燃料，并且常压下即可加热，相比于现有带压力铁锅炉(热效率最高达50％)可大大降低酸加热装置的成本，石英砂的水洗在反应桶内部进行，因此本设备中不需要额外设置洗砂池，设备整体投资少，按月产1500吨酸洗砂计算，设备投资60万左右，而现有酸洗设备在相同产量下设备投资不少于150万元；

2、本发明提供的石英砂酸洗设备中，通过废水中和池、浓回酸桶和稀回酸桶分别回收不同浓度的废酸，波美度小于5°时的废酸直接排入废水中和池中经碱液中和后排放，波美度为5°～13°时的废酸注入稀回酸桶中，稀回酸桶中的酸提纯装置可将稀酸提纯一定浓度(波美度大于13°)后使用，可将可回收酸的标准降低至波美度5°，波美度大于13°时的废酸直接注入浓回酸桶中，浓回酸桶和稀回酸桶均通过回酸管道的两个出口分别与酸加热桶和供酸管道连通，将波美度大于13°的废酸重新参与石英砂的酸洗中，而现有设备中仅包括一个酸液回收装置，可回收酸的标准为波美度15°，因此废水处理所消耗碱液的量也随之增多，本发明每反应一吨石英砂酸的理论消耗5％，酸用量少，废水中和费用相应降低，现有设备消耗10％～15％，酸的价格按每吨400元计算，本申请每吨砂反应用酸成本20元，废水中和费用15元，共计35元/吨，现有设备酸成本至少70元/吨，如果一年生产1.8万吨酸洗高纯砂，单节约的费用就可回收投资；

3、本发明提供的石英砂酸洗设备中，通过酸加热桶对酸液进行加热，可在酸加热桶中进行酸液的配置以及酸液的定量，通过循环加热管路中循环流动的热水对酸液进行加热，酸液加热至满足酸洗要求后开启第一抽酸泵供酸，避免现有酸洗装置中通过换热器对在其中流动的酸液进行加热，酸液加热不足的弊端，本发明提供的石英砂酸洗设备操作简单，省工省时，一个反应周期12小时左右，产量高，不受冬天气温低反应慢影响，产量和产品质量稳定。

附图说明

图1为本发明提供的石英砂酸洗设备的结构示意图。

图2为反应桶的结构示意图。

图3为酸加热桶的结构示意图。

图4为稀回酸桶的结构示意图。

其中，1-热水炉，2-酸加热桶，3-酸储备桶，4-洗砂水泵，5-酸雾回收塔，6-反应桶，7-浓回酸桶，8-稀回酸桶，9-废水中和池，10-循环热水泵，11-第一抽酸泵，12-石英砂料袋，13-进料单元，14-酸提纯装置，141-入酸口,142-出酸口，143-出污口，15-第二抽酸泵，16-供酸管道，17-酸雾回收管道，18-排砂管道，19-排酸管道，20-回酸管道，21-酸雾管道，22-酸再利用管道，23-第一波美比重计，24-砂泵进料箱，25-抽砂泵，26-砂浆储备仓，27-脱水机，28-烘干机，29-传送装置，30-磁选机，31-筛分机，32-阀门A，33-阀门B，34-阀门C，35-阀门D，36-阀门E，37-进水管，38-第二波美比重计，39-阀门F，40-进料口，41-顶盖，42-水槽，43-过滤装置，44-耐酸支架，45-热交换管，46-透明液位管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细具体说明，本发明的内容不局限于以下实施例。

本发明提供的石英砂酸洗设备，其结构如图1所示，包括进料单元13、石英砂处理单元以及相互连通的供酸单元、反应单元和酸处理单元，进料单元13位于反应单元的上方，本实施例中进料单元13选用电葫芦吊机，电葫芦吊机安装于反应桶进料口的上方，通过电葫芦吊机将石英砂料袋12吊至反应桶6的正上方，打开料袋进行进料；

所述供酸单元包括酸储备桶3、酸加热桶2、热水炉1、第一抽酸泵11和循环热水泵10，酸储备桶3与酸加热桶2通过耐酸管道连通，参见图3，酸加热桶中设有热交换管45，酸加热桶上设有与酸加热桶内腔连通的透明液位管46，热交换管45、热水炉1和循环热水泵10通过热水管道连通构成循环加热管路，酸加热桶2上连通有酸雾管道21和带阀门A32的供酸管道16，第一抽酸泵11安装于供酸管道上，热水炉为铝热水炉；

所述反应单元包括1个以上反应桶6，参见图2，反应桶6的顶部设有进料口40和顶盖41，顶盖41罩扣于进料口40上，进料口的周围设有水槽42，顶盖41的底边位于水槽42中，电葫芦吊机13安装于反应桶进料口40的正上方，供酸管道16与反应桶连通并且位于反应桶上部，反应桶6的上部安装有带阀门B33的酸雾回收管道17、下部安装有带阀门C34的排砂管道18、底部安装有带第一波美比重计23的排酸管道19，所述排酸管道19为四通管道，排酸管道的三个出口上均安装有阀门D 35，反应桶内部设有过滤装置43，过滤装置43的侧边与反应桶的内壁虚接触，过滤装置位于排砂管道18下方、排酸管道19上方，反应桶内部设有耐酸支架44，过滤装置安装于耐酸支架上；

所述酸处理单元包括酸雾回收塔5、废水中和池9、第二抽酸泵15、回酸管道20、浓回酸桶7和稀回酸桶8，酸雾回收塔5通过酸雾回收管道17与反应桶连通并且通过酸雾管道21与酸加热桶2连通，参见图4，稀回酸桶8中设有带入酸口141、出酸口142和出污口143的酸提纯装置14，排酸管道19的三个出口分别与浓回酸桶7、废水中和池9以及稀回酸桶中酸提纯装置14的入酸口141连通，酸提纯装置的出污口143与废水中和池9连通，回酸管道20为四通管道，回酸管道的两个入口分别与浓回酸桶和酸提纯装置的出酸口连通、两个出口分别与酸加热桶和供酸管道连通，回酸管道的两个入口上均安装有阀门E35，第二抽酸泵15安装于回酸管道的两个入口与两个出口之间，所述酸雾回收5塔位于酸加热桶2上方，酸雾回收塔的底部设有带阀门F39和第二波美比重计38的酸再利用管道22，酸再利用管道22的出口位于酸加热桶2中；

所述石英砂处理单元包括抽砂泵25、洗砂水泵4、进水管37、砂泵进料箱24、砂浆储备仓26、脱水机27、烘干机28、磁选机30、筛分机31和传送装置29，洗砂水泵安装于进水管上，进水管与反应桶连通，反应桶的排砂管道18的出口位于砂泵进料箱24上，砂泵进料箱24与砂浆储备仓26通过抽砂泵25连通，砂浆储备仓的底部设有排砂口，脱水机27安装于排砂口正下方，脱水机27、烘干机28、磁选机30和筛分机31的高度依次递减，脱水后的石英砂通过传送装置顺序传送至烘干机28、磁选机30和筛分机31上依次进行烘干、磁选除杂和筛分分级，随后可对分级后的石英砂按细度级别进行包装。

本发明中进料单元还可选用皮带运输机或进料砂泵，若通过皮带运输机进料，则将石英砂原料置于皮带运输机上，运输机进料的出料端位于反应桶进料口的正上方；当选用进料砂泵进行进料时，需要预先将石英砂原料与水混合成砂浆，随后通过进料砂泵抽至反应桶中，将水滤出后再进行酸洗反应。

Claims (7)

1.一种石英砂酸洗设备，至少包括相互连通的供酸单元、反应单元和酸处理单元，其特征在于：所述供酸单元包括酸储备桶、酸加热桶、热水炉、第一抽酸泵和循环热水泵，酸储备桶与酸加热桶通过耐酸管道连通，酸加热桶中设有热交换管，热交换管、热水炉和循环热水泵通过热水管道连通构成循环加热管路，酸加热桶上连通有酸雾管道和带阀门A的供酸管道，第一抽酸泵安装于供酸管道上；

所述反应单元包括1个以上反应桶，供酸管道与反应桶连通并且位于反应桶上部，反应桶的上部安装有带阀门B的酸雾回收管道、下部安装有带阀门C的排砂管道、底部安装有带第一波美比重计的排酸管道，所述排酸管道为四通管道，排酸管道的三个出口上均安装有阀门D，反应桶内部设有过滤装置，过滤装置的侧边与反应桶的内壁虚接触，过滤装置位于排砂管道下方和排酸管道上方；

所述酸处理单元包括酸雾回收塔、废水中和池、回酸管道、浓回酸桶和稀回酸桶，酸雾回收塔通过酸雾回收管道与反应桶连通并且通过酸雾管道与酸加热桶连通，稀回酸桶中设有带入酸口、出酸口和出污口的酸提纯装置，排酸管道的三个出口分别与浓回酸桶、废水中和池以及稀回酸桶中酸提纯装置的入酸口连通，酸提纯装置的出污口与废水中和池连通，所述回酸管道为四通管道，回酸管道的两个入口分别与浓回酸桶和酸提纯装置的出酸口连通、两个出口分别与酸加热桶和供酸管道连通，回酸管道的两个入口上均安装有阀门E，所述酸雾回收塔位于酸加热桶上方，酸雾回收塔的底部设有带阀门F和第二波美比重计的酸再利用管道，酸再利用管道的出口位于酸加热桶中；

还包括石英砂处理单元，所述石英砂处理单元包括抽砂泵、洗砂水泵、进水管、砂泵进料箱、砂浆储备仓、脱水机、烘干机、磁选机、筛分机和传送装置，洗砂水泵安装于进水管上，进水管与反应桶连通，反应桶的排砂管道的出口位于砂泵进料箱上，砂泵进料箱与砂浆储备仓通过抽砂泵连通，砂浆储备仓的底部设有排砂口，脱水机安装于排砂口正下方，脱水机、烘干机、磁选机和筛分机通过传送装置顺序连接。

2.根据权利要求1所述的石英砂酸洗设备，其特征在于：所述反应桶的顶部设有进料口和顶盖，顶盖罩扣于进料口上，进料口的周围设有水槽，顶盖的底边位于水槽中。

3.根据权利要求2所述的石英砂酸洗设备，其特征在于：反应桶内部设有耐酸支架，过滤装置安装于耐酸支架上。

4.根据权利要求2所述的石英砂酸洗设备，其特征在于：还包括安装于反应单元的上方的进料单元，进料单元安装于反应桶进料口的正上方，所述进料单元为电葫芦吊机、皮带运输机或进料砂泵。

5.根据权利要求1所述的石英砂酸洗设备，其特征在于：所述酸加热桶上设有与酸加热桶内腔连通的透明液位管。

6.根据权利要求1所述的石英砂酸洗设备，其特征在于：回酸管道上安装有第二抽酸泵。

7.根据权利要求1所述的石英砂酸洗设备，其特征在于：所述热水炉为铝热水炉。