CN106082239B - 一种高纯低铁石英砂提纯制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高纯低铁石英砂提纯制备方法，包括破碎、酸洗、水洗、第一次磁选、固液分离、干燥、第二次磁选等步骤；本发明制备的高纯低铁石英砂纯度不低于99.99％，Fe2O3杂质含量为1ppm‑50ppm，产品纯度高，铁杂质含量非常低，产品质量稳定，并且大大减少了酸液和废水对环境的污染，安全环保。

Description

一种高纯低铁石英砂提纯制备方法
技术领域
本发明涉及石英砂的生产技术领域，特别涉及一种高纯低铁石英砂提纯制备方法。
背景技术
高纯石英砂，又称硅砂，是一种常见的非金属矿物原料，其应用领域十分广泛。石英砂可制造玻璃、耐火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、陶瓷、研磨材料、铸造，石英砂在建筑中利用其有很强的抗酸性介质浸蚀能力，用来制取耐酸混凝土及耐酸砂浆。二氧化硅作为硅原料的核心原料在硅原料的生产与供应中起着不可替代的重要基础作用。它所具有的独特的物理、化学光学特性，使得其在许多高科技产品中发挥着越来越重要的作用，如：IT行业的核心技术产品——计算机芯片、光导纤维、电子产业的谐振器、新型电光源、高绝缘的封接材料、航空航天仪器、军工技术产品、特种光学玻璃、化学分析仪器等等，都离不开这些基础原料。
我国的石英砂选矿提纯及深加工开发利用的比较晚，并且主要用于建筑工业，平板玻璃制造，陶瓷工业和铸造工业，这些领域的一个共同点就是石英砂的需求量大，原料质量要求低。对于我国一些产地的优质石英砂而言，基本上不经过选矿提纯或略经提纯，即可满足工业用砂需求。
随着石英砂其他利用价值的逐步研发，石英砂的应用已从玻璃制品、建材、防水防腐材料等传统领域，拓展到高新技术产业领域，如电子材料、电子显屏、光纤通讯、SiO2薄膜材料、医药等领域。高新技术领域对石英砂的纯度要求极为苛刻，一般要求SiO2含量大于99.99％，杂质含量，尤其是铁杂质含量，被限制在很低的范围内，因此在生产过程中提高石英砂的品位，即降低铁元素的含量就显得非常重要。
在现有的生产技术中，一般先进行水洗脱泥，再采用机械擦洗、磁选、浮选、酸浸、超声波法、微生物浸出等除铁方法。我国目前除铁的方法虽然较多，但效果均不太理想。机械擦洗除铁、磁选法除铁和浮选法除铁应用的领域广泛，适用于大规模生产，但除铁效果不太好；超声波除铁适用于对产品纯度要求高、用量少的生产企业，不适用于大规模生产；酸浸法除铁除铁效果不理想，产品质量不稳定，且环境污染较严重；微生物除铁技术还不完善，目前还处于实验阶段。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种高纯低铁石英砂提纯制备方法，制备的石英砂产品纯度高、铁杂质含量非常低，并且产品质量稳定。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种高纯低铁石英砂提纯制备方法，包括以下步骤：
(1)破碎：将天然石英矿石进行破碎，制备成40-180目的石英砂；
(2)酸洗：将步骤(1)破碎得到的石英砂加入酸液中，在30-100℃的温度下，在酸液流动的状态下保温提纯2-8小时；
(3)水洗：将步骤(2)酸洗后的石英砂用水洗至中性；
(4)第一次磁选：将步骤(3)水洗后的石英砂进行磁选；
(5)固液分离：将步骤(4)磁选后的石英砂放入离心脱水系统中进行固液分离；
(6)干燥：将步骤(5)固液分离得到的石英砂干燥至含水量小于5％；
(7)第二次磁选：将步骤(6)干燥后的石英砂进行磁选，即得到纯度不低于99.99％的高纯低铁石英砂。
作为本发明的优选方案，所述步骤(2)中，酸液为质量浓度为10％-29％的稀盐酸和质量浓度为3％-10％的氢氟酸组成的混合酸。
作为本发明的优选方案，所述步骤(2)中，酸洗石英砂后的酸液通过过滤处理后循环使用，酸洗产生的酸雾收集后循环使用。
作为本发明的优选方案，所述步骤(3)中，水洗石英砂后的废水通过中和处理后循环使用。
作为本发明的优选方案，所述步骤(4)中，磁选的磁场强度为5000-18000高斯。
作为本发明的优选方案，所述步骤(7)中，磁选的磁场强度为5000-18000高斯。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过先将天然石英矿石破碎成40-180目的石英砂，再利用热酸液动态浸出工艺和两次关键时机的磁选工艺，制备的高纯低铁石英砂纯度不低于99.99％，Fe2O3杂质含量为1ppm-50ppm，产品纯度高，铁杂质含量非常低，并且产品质量稳定。
2、本发明将酸洗石英砂后的酸液通过过滤处理后循环使用，酸洗产生的酸雾收集后循环使用，水洗石英砂后的废水通过中和处理后循环使用，大大减少了酸液和废水对环境的污染，安全环保。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
一种高纯低铁石英砂提纯制备方法，包括以下步骤：
(1)破碎：将天然石英矿石进行破碎，制备成40-180目的石英砂；
(2)酸洗：质量浓度为15％的稀盐酸和质量浓度为4％的氢氟酸组成的混合酸作为酸液，将步骤(1)破碎得到的石英砂加入酸液中，在90-100℃的温度下，在酸液流动的状态下保温提纯2小时；酸洗石英砂后的酸液通过过滤处理后循环使用，酸洗产生的酸雾收集后循环使用；
(3)水洗：将步骤(2)酸洗后的石英砂用水洗至中性；水洗石英砂后的废水通过中和处理后循环使用；
(4)第一次磁选：将步骤(3)水洗后的石英砂通过磁场强度为5000-18000高斯的磁选机进行磁选；
(5)固液分离：将步骤(4)磁选后的石英砂放入离心脱水系统中进行固液分离；
(6)干燥：将步骤(5)固液分离得到的石英砂干燥至含水量小于5％；
(7)第二次磁选：将步骤(6)干燥后的石英砂通过磁场强度为5000-18000高斯的磁选机进行磁选，即得到高纯低铁石英砂，经检测，其纯度不低于99.99％，Fe2O3杂质含量为16ppm。
实施例2
一种高纯低铁石英砂提纯制备方法，包括以下步骤：
(1)破碎：将天然石英矿石进行破碎，制备成40-180目的石英砂；
(2)酸洗：质量浓度为20％的稀盐酸和质量浓度为7％的氢氟酸组成的混合酸作为酸液，将步骤(1)破碎得到的石英砂加入酸液中，在70-80℃的温度下，在酸液流动的状态下保温提纯5小时；酸洗石英砂后的酸液通过过滤处理后循环使用，酸洗产生的酸雾收集后循环使用；
(3)水洗：将步骤(2)酸洗后的石英砂用水洗至中性；水洗石英砂后的废水通过中和处理后循环使用；
(4)第一次磁选：将步骤(3)水洗后的石英砂通过磁场强度为5000-18000高斯的磁选机进行磁选；
(5)固液分离：将步骤(4)磁选后的石英砂放入离心脱水系统中进行固液分离；
(6)干燥：将步骤(5)固液分离得到的石英砂干燥至含水量小于5％；
(7)第二次磁选：将步骤(6)干燥后的石英砂通过磁场强度为5000-18000高斯的磁选机进行磁选，即得到高纯低铁石英砂，经检测，其纯度不低于99.99％，Fe2O3杂质含量为23ppm。
实施例3
一种高纯低铁石英砂提纯制备方法，包括以下步骤：
(1)破碎：将天然石英矿石进行破碎，制备成40-180目的石英砂；
(2)酸洗：质量浓度为25％的稀盐酸和质量浓度为10％的氢氟酸组成的混合酸作为酸液，将步骤(1)破碎得到的石英砂加入酸液中，在40-50℃的温度下，在酸液流动的状态下保温提纯8小时；酸洗石英砂后的酸液通过过滤处理后循环使用，酸洗产生的酸雾收集后循环使用；
(3)水洗：将步骤(2)酸洗后的石英砂用水洗至中性；水洗石英砂后的废水通过中和处理后循环使用；
(4)第一次磁选：将步骤(3)水洗后的石英砂通过磁场强度为5000-18000高斯的磁选机进行磁选；
(5)固液分离：将步骤(4)磁选后的石英砂放入离心脱水系统中进行固液分离；
(6)干燥：将步骤(5)固液分离得到的石英砂干燥至含水量小于5％；
(7)第二次磁选：将步骤(6)干燥后的石英砂通过磁场强度为5000-18000高斯的磁选机进行磁选，即得到高纯低铁石英砂，经检测，其纯度不低于99.99％，Fe2O3杂质含量为12ppm。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.一种高纯低铁石英砂提纯制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)破碎：将天然石英矿石进行破碎，制备成40-180目的石英砂；
(2)酸洗：将步骤(1)破碎得到的石英砂加入酸液中，在30-100℃的温度下，在酸液流动的状态下保温提纯2-8小时；
(3)水洗：将步骤(2)酸洗后的石英砂用水洗至中性；
(4)第一次磁选：将步骤(3)水洗后的石英砂进行磁选；
(5)固液分离：将步骤(4)磁选后的石英砂放入离心脱水系统中进行固液分离；
(6)干燥：将步骤(5)固液分离得到的石英砂干燥至含水量小于5％；
(7)第二次磁选：将步骤(6)干燥后的石英砂进行磁选，即得到纯度不低于99.99％的高纯低铁石英砂。
2.根据权利要求1所述的高纯低铁石英砂提纯制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，酸液为质量浓度为10％-29％的稀盐酸和质量浓度为3％-10％的氢氟酸组成的混合酸。
3.根据权利要求1所述的高纯低铁石英砂提纯制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，酸洗石英砂后的酸液通过过滤处理后循环使用，酸洗产生的酸雾收集后循环使用。
4.根据权利要求1所述的高纯低铁石英砂提纯制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，水洗石英砂后的废水通过中和处理后循环使用。
5.根据权利要求1所述的高纯低铁石英砂提纯制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，磁选的磁场强度为5000-18000高斯。
6.根据权利要求1所述的高纯低铁石英砂提纯制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中，磁选的磁场强度为5000-18000高斯。
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