CN107051713B - 石英砂的提纯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石英砂的提纯方法，包括S1、进行石英原矿成分测定；S2、对石英原矿进行破碎处理，得到中、大粒度石英颗粒；S3、对破碎后的中、大粒度石英颗粒进行磨矿处理，得到细小粒度石英颗粒；S4、对磨矿处理后的细小粒度石英颗粒进行超声波清洗；S5、将清洗完成的细小粒度石英颗粒进行分级脱泥；S6、对分级脱泥后的石英颗粒进行类别分选；S7、对分选后的石英颗粒进行磁选除杂；S8、对磁选后的石英颗粒进行除铁处理，得到石英砂成品。上述石英砂的提纯方法通过一系列提纯工艺，可以有效剔除石英砂中的含铁、钛等矿物杂质，得到高品级的石英砂产品，更好的满足光伏玻璃的生产要求。

Description

石英砂的提纯方法
技术领域
本发明涉及物料提纯技术领域，特别是涉及一种石英砂的提纯方法。
背景技术
光伏玻璃又称“太阳能光伏玻璃”或“超白光伏玻璃”，太阳能光伏玻璃是太阳能电池产业中一个重要的新兴配套产品，它随着光伏行业的发展而逐渐壮大。目前我国用于制造光伏玻璃的光伏玻璃石英砂原料主要由石英水晶原矿及优质脉石英原矿为原料进行加工生产，很多优质资源已近枯竭，已难于满足、支撑目前我国对光伏玻璃石英砂原料的需求。
太阳能光伏玻璃是一种具有高透光率特性的玻璃，因而其要求极低含量的铁杂质。石英砂原料深加工的方法主要有物理法、化学法和微生物法，其中物理法包含水洗和分级脱泥、擦洗法、磁选法、重选法；化学法包含浮选法、酸浸法，其中磁选法对于去除铁杂质是比较高效且环保的。国内生产高纯光伏玻璃石英砂原料的磁选法除铁设备主要为立环高梯度磁选机和平环磁选机，由于该类设备存在固有的弱点，如磁分选高度小、磁介质动态分选、磁介质堵塞等，使得选别指标难以达到光伏玻璃的要求，生产的光伏玻璃石英砂产品Fe2O3的百分含量通常大于150ppm，铁杂质含量依然较高，品级难以满足生产需求。
发明内容
基于此，本发明有必要提供一种石英砂的提存方法，能够有效剔除石英砂中的含铁、钛等矿物杂质，得到高品级的石英砂产品，满足光伏玻璃的生产需求。
其技术方案如下：
一种石英砂的提纯方法，包括：
S1、进行石英原矿成分测定；
S2、对石英原矿进行破碎处理，得到中、大粒度石英颗粒；
S3、对破碎后的中、大粒度石英颗粒进行磨矿处理，得到细小粒度石英颗粒；
S4、对磨矿处理后的细小粒度石英颗粒进行超声波清洗；
S5、将清洗完成的细小粒度石英颗粒进行分级脱泥；
S6、对分级脱泥后的石英颗粒进行类别分选；
S7、对分选后的石英颗粒进行磁选除杂；
S8、对磁选后的石英颗粒进行除铁处理，得到石英砂成品。
上述石英砂的提纯方法通过对石英原矿成分测定，将石英原矿破碎处理成大中小粒度的适应颗粒，并对石英砂(细小粒度石英颗粒)进行超声波清洗、分级脱泥等一系列工艺，可以有效剔除石英砂中的含铁、钛等矿物杂质，得到高品级的石英砂产品，更好的满足光伏玻璃的生产要求。
下面对技术方案作进一步的说明：
在其中一个实施例中，在步骤S1中主要采用MLA自动分析技术对石英原矿进行分析，测定石英原矿的性质特点及矿物种类，石英以及含铁、钛等杂质矿物的赋存状态以及嵌布粒度在石英原矿中的存在形式。
在其中一个实施例中，在步骤S2对石英原矿进行破碎处理过程中，首先采用颚式破碎机将粒度为1.2～3m的石英原矿破碎成1.4～1.9m的大粒度石英颗粒，之后再采用圆锥破碎机将大颗粒石英颗粒破碎成0.9～1.3m的中粒度石英颗粒。
在其中一个实施例中，在步骤S3对中、大粒度的石英颗粒进行磨矿处理中，具体采用陶瓷球磨机将0.9～1.3m的中粒度石英颗粒磨矿处理成0.3～0.9m的细小粒度石英颗粒。
在其中一个实施例中，在步骤S4中进行超声波清洗的细小粒度石英颗粒通过渣浆泵送入超声波清洗机中，其中超声波清洗机的超声频率为35～110KHz，清洗温度为20～60℃，功率密度≥0.7W/cm2。
在其中一个实施例中，在步骤S6中采用螺旋溜槽进行石英颗粒的类别分选，由砂泵将石英送到螺旋上顶的进料口处，调节矿浆浓度，矿浆自然从高往下旋流，在旋转的斜面流速中产生惯性离心力，以矿砂的比重、粒度、形状上的差异，通过旋流的重力和离心力的作用，将矿与砂分开，重矿物直接排放，轻矿物进入后一步分选工艺。
在其中一个实施例中，在步骤S7中采用永磁湿式筒式磁选机将石英砂(细小粒度石英颗粒)中的强磁性矿物和铁杂质出去，且磁选机的磁选强度为0～5000GS。
在其中一个实施例中，在步骤S8中采用ZQS系列高效陶瓷玻璃原料除铁机对石英砂进行除铁。
附图说明
图1为本发明实施例所述的石英砂的提纯方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，为本发明展示的一种实施例的石英砂的提纯方法，包括：
S1、进行石英原矿成分测定；
S2、对石英原矿进行破碎处理，得到中、大粒度石英颗粒；
S3、对破碎后的中、大粒度石英颗粒进行磨矿处理，得到细小粒度石英颗粒；
S4、对磨矿处理后的细小粒度石英颗粒进行超声波清洗；
S5、将清洗完成的细小粒度石英颗粒进行分级脱泥；
S6、对分级脱泥后的石英颗粒进行类别分选；
S7、对分选后的石英颗粒进行磁选除杂；
S8、对磁选后的石英颗粒进行除铁处理，得到石英砂成品。
上述石英砂的提纯方法通过对石英原矿成分测定，将石英原矿破碎处理成大中小粒度的适应颗粒，并对石英砂(细小粒度石英颗粒)进行超声波清洗、分级脱泥等一系列工艺，可以有效剔除石英砂中的含铁、钛等矿物杂质，得到高品级的石英砂产品，更好的满足光伏玻璃的生产要求。
在一个实施例中，在步骤S1中主要采用MLA自动分析技术对石英原矿进行分析，测定石英原矿的性质特点及矿物种类，石英以及含铁、钛等杂质矿物的赋存状态以及嵌布粒度在石英原矿中的存在形式。如此，可以为提纯工艺提供理论依据，从而更好地设定各提纯步骤的工艺参数值，提高提纯效果；此外采用MLA技术还可以极大地简化解离度测定的程度，特别是对低含量矿物解离度测定可免除重夜富集。
此外，在步骤S2对石英原矿进行破碎处理过程中，首先采用颚式破碎机将粒度为1.2～3m的石英原矿破碎至1.4～1.9m的大粒度石英颗粒，之后再采用圆锥破碎机将大颗粒石英颗粒破碎至0.9～1.3m的中粒度石英颗粒。如此可以实现石英原矿的两段破碎，不仅可以降低单机破碎设备的处理负荷，减轻设备劳损，提高使用寿命，同时也可以更好的将石英原矿破碎成目标粒度的石英颗粒，满足工艺及生产要求。
进一步地，在步骤S3对中、大粒度的石英颗粒进行磨矿处理中，具体采用陶瓷球磨机将0.9～1.3m的中粒度石英颗粒磨矿处理成0.3～0.9m的细小粒度石英颗粒。因而通过陶瓷球磨机对石英颗粒进行磨矿处理，可以进一步细化石英粒度仪满足光伏玻璃的生产要求；同时采用陶瓷球磨的摩擦损耗小，能耗低，有利于降低生产耗能，提高设备使用寿命。
在其中一个实施例中，在步骤S4中进行超声波清洗的细小粒度石英颗粒通过渣浆泵送入超声波清洗机中，其中超声波清洗机的超声频率为35～110KHz，清洗温度为20～60℃，功率密度≥0.7W/cm2。采用超声波擦洗技术，有助于将附着于颗粒表面和裂隙面颗粒表面的次生铁薄膜(即“薄膜铁”FeOOH)脱落下来，从而达到有效除铁的目的。相比常规的强力机械搅拌檫洗，更有效除铁，而且不容易破坏原料的体积，减少二次污染。经采用变频电机及PLC智能控制技术的渣浆泵打入水力旋流器保证水力旋流器给矿量稳定及正常压力，实现稳定分级脱泥效果，水力旋流器的沉砂嘴采用新型的聚氨酯复合材料制造较大地降低磨损。
在其中一个实施例中，在步骤S6中采用螺旋溜槽进行石英颗粒的类别分选，由砂泵将石英送到螺旋上顶的进料口处，调节矿浆浓度，矿浆自然从高往下旋流，在旋转的斜面流速中产生惯性离心力，以矿砂的比重、粒度、形状上的差异，通过旋流的重力和离心力的作用，将矿与砂分开，重矿物直接排放，轻矿物进入后一步分选工艺。此外，螺旋溜槽采用新型玻璃钢材料，可一次整体成型，重量轻，且耐腐蚀。螺旋槽面为耐磨聚氨酯复合材料，采用机械加工喷涂，耐磨性能好，使用寿命长；分选断面形状为复合立方抛物线，每圈螺距是变化的，且螺距与直径之比值大。螺旋面不需补加水，分带清晰，利于方便操作，降低生产成本。
在其中一个实施例中，在步骤S7中采用永磁湿式筒式磁选机将石英砂(细小粒度石英颗粒)中的强磁性矿物和铁杂质出去，且磁选机的磁选强度为0～5000GS。采用永磁湿式筒式磁选机将石英砂中强磁性矿物和铁杂除去，防止堵塞ZQS高效陶瓷玻璃原料除铁机。磁系采用优质铁氧体或稀土材料复合而成，磁路合理且梯度更高，磁性能更稳定；设备结构简单、处理量大、操作方便易维护。
在其中一个实施例中，在步骤S8中采用ZQS系列高效陶瓷玻璃原料除铁机对石英砂进行除铁。对石英砂除铁效果明显优越，磁介质静态分选，磁分选空间高、磁场强度均匀，更有效的除去磁性杂质；磁选效率高，选别效果好，能够有效降低能源损耗、降低成本、减少了设备占地面积和管道布置，简化工艺流程，不产生有害废水废气，水再循环利用，实现绿色矿山生产。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种石英砂的提纯方法，其特征在于，包括：
S1、进行石英原矿成分测定；
S2、对石英原矿进行破碎处理，得到中、大粒度石英颗粒；
S3、对破碎后的中、大粒度石英颗粒进行磨矿处理，得到细小粒度石英颗粒；
S4、对磨矿处理后的细小粒度石英颗粒进行超声波清洗；
S5、将清洗完成的细小粒度石英颗粒进行分级脱泥；
S6、对分级脱泥后的石英颗粒进行类别分选；
S7、对分选后的石英颗粒进行磁选除杂；
S8、对磁选后的石英颗粒进行除铁处理，得到石英砂成品。
2.根据权利要求1所述的石英砂的提纯方法，其特征在于，在步骤S1中主要采用MLA自动分析技术对石英原矿进行分析，测定石英原矿的性质特点及矿物种类，石英以及含铁、钛杂质矿物的赋存状态以及嵌布粒度在石英原矿中的存在形式。
3.根据权利要求1所述的石英砂的提纯方法，其特征在于，在步骤S2对石英原矿进行破碎处理过程中，首先采用颚式破碎机将粒度为1.2～3m的石英原矿破碎成1.4～1.9m的大粒度石英颗粒，之后再采用圆锥破碎机将大颗粒石英颗粒破碎成0.9～1.3m的中粒度石英颗粒。
4.根据权利要求1所述的石英砂的提纯方法，其特征在于，在步骤S3对中、大粒度的石英颗粒进行磨矿处理中，具体采用陶瓷球磨机将0.9～1.3m的中粒度石英颗粒磨矿处理成0.3～0.9m的细小粒度石英颗粒。
5.根据权利要求1所述的石英砂的提纯方法，其特征在于，在步骤S4中进行超声波清洗的细小粒度石英颗粒通过渣浆泵送入超声波清洗机中，其中超声波清洗机的超声频率为35～110KHz，清洗温度为20～60℃，功率密度≥0.7W/cm2。
6.根据权利要求1所述的石英砂的提纯方法，其特征在于，在步骤S6中采用螺旋溜槽进行石英颗粒的类别分选，由砂泵将石英送到螺旋上顶的进料口处，调节矿浆浓度，矿浆自然从高往下旋流，在旋转的斜面流速中产生惯性离心力，以矿砂的比重、粒度、形状上的差异，通过旋流的重力和离心力的作用，将矿与砂分开，重矿物直接排放，轻矿物进入后一步分选工艺。
7.根据权利要求1所述的石英砂的提纯方法，其特征在于，在步骤S7中采用永磁湿式筒式磁选机将石英砂中的强磁性矿物和铁杂质除去，且磁选机的磁选强度为0～5000GS。
8.根据权利要求1所述的石英砂的提纯方法，其特征在于，在步骤S8中采用ZQS系列高效陶瓷玻璃原料除铁机对石英砂进行除铁。
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