CN109399649A - 一种应用于高纯砂的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高纯砂生产应用技术领域，具体涉及一种应用于高纯砂的制备工艺，包括以下步骤，步骤（1）粗选、人工手工破碎去皮，破碎成规格为3cm‑5cm的石英大颗粒。步骤（2）、焙烧、炉冷。步骤（3）磁选。步骤（4）筛分、分级。步骤（5）酸洗。步骤（6）清洗、烘干。步骤（7）浮选机浮选、水洗、磁选，并包装入库。本发明的一种应用于高纯砂的制备工艺的有益效果在于：其设计结构合理，能高效、高质和稳定的制备高纯砂，产生的噪声、粉尘和废水污染少且能进行有效的处理，实现了节能环保生产目的。

Description

一种应用于高纯砂的制备工艺
技术领域
本发明属于高纯砂生产应用技术领域，具体涉及一种应用于高纯砂的制备工艺，适用于高效、稳定和高质的高纯砂制备中，达到节能环保生产的要求。
背景技术
石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒，是一种非金属矿物质，其坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，莫氏硬度7，是重要的工业矿物原料，非化学危险品，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及防火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料、滤料等工业。
高纯石英砂：SiO2≥99.9—99.99%，Fe2O3≤0.001%，是采用天然水晶石或优质天然石英石，经过精心挑选、精细加工而成。高纯石英砂所具有的独特的物理、化学特性，使得其在航空、航天、电子、机械以及当今飞速发展的IT产业中占有举足轻重的地位，特别是其内在分子链结构、晶体形状和晶格变化规律，使其具有的耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及其独特的光学特性，在许多高科技产品中发挥着越来越重要的作用。
具体应用如下:一、玻璃：平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品（玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等）、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料；二、陶瓷及耐火材料：瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料。冶金：硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂；三、建筑：混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料（即水泥标准砂）等；四、化工：硅化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，无定形二氧化硅微粉；五、机械：铸造型砂的主要原料，研磨材料（喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等）；六、电子：高纯度金属硅、通讯用光纤等；七、橡胶、塑料：填料（可提高耐磨性）；八、涂料：填料（可提高涂料的耐候性）；九、冶金行业：硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂；十、航空、航天：其内在分子链结构、晶体形状和晶格变化规律，使其具有的耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及其独特的光学特性。
在现有的高纯砂制备中，其生产流程设置复杂且不隔离，无法实现高效、高质的高纯砂的生产，同时生产中产生大量的噪声、粉尘和废水污染等，不能达到节能、环保的生产要求，也增加的生产成本投入，而这是当前所亟待解决的。
因此，基于上述问题，本发明提供一种应用于高纯砂的制备工艺。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种应用于高纯砂的制备工艺，其设计结构合理，能高效、高质和稳定的制备高纯砂，产生的噪声、粉尘和废水污染少且能进行有效的处理，实现了节能环保生产目的。
技术方案：本发明提供一种应用于高纯砂的制备工艺，包括以下步骤，步骤（1）首先对外购的大块石英矿石进行粗选，去除不符合高纯砂生产的矿料，再通过人工手工破碎去皮，破碎成规格为3cm-5cm的石英大颗粒。步骤（2）将3cm-5cm的石英大颗粒放进焙烧炉焙烧，再出炉冷却，其中，焙烧炉焙烧温度为1300摄氏度。步骤（3）首先对冷却后的石英原料颗粒进行磁选，去除其中混入的杂质，再将磁选后的石英原料颗粒通过冲击磨进行粉碎，粉碎成200目-300目的石英砂。步骤（4）将粉碎后的石英砂原料通过筛分机进行筛分并进行分级，其中，石英砂原料粒径大于200目的通过冲击磨进行二次粉碎且再次进行筛分与分级，小于300目的石英砂原料微粉收集并包装储藏。步骤（5）将200目-300目的石英砂原料置入反应釜中进行酸洗，其中，酸洗液为盐酸与氢氟酸的混合液，酸洗时间为48小时-56小时。步骤（6）利用纯水对酸洗后的200目-300目的石英砂原料进行反复清洗，同时将清洗后200目-300目的石英砂原料通过电烘干机进行烘干。步骤（7）首先烘干后200目-300目的石英砂原料利用浮选机进行浮选、水洗，再将浮选后的石英砂原料利用烘干机进行烘干，最后通过磁选机去除所制得的高纯石英砂内混入的杂质，并包装入库。
本技术方案的，所述步骤（1）中通过集气罩收集粉尘，集气罩与袋式除尘器通过管道连接，袋式除尘器对粉尘进行处理通过15cm高排气筒排出，步骤（4）中噪声和粉尘，通过功率为3500立方米每小时的引风机与布袋除尘器进行处理。
本技术方案的，所述步骤（5）中反应釜中的酸洗排入酸收集池，进行循环利用，其中，混合酸洗液中盐酸的浓度为30%，氢氟酸的浓度为40%。
本技术方案的，所述步骤（7）中浮选机用浮选剂为酒精、棕榈酸。
本技术方案的，所述步骤（2）中将3cm-5cm的石英大颗粒放进焙烧炉焙烧，再出炉冷却，其中，首先将焙烧炉温度调至500摄氏度-620摄氏度焙烧30分钟-60分钟，再将焙烧炉温度调至900摄氏度-1110摄氏度焙烧40分钟-70分钟，最后焙烧炉温度调至1250摄氏度-1300摄氏度焙烧50分钟-80分钟；出炉冷却时，将焙烧后的石英大颗粒放置在密封冷房内进行冷却，首先将焙烧后的石英大颗粒放置在冷却板上厚度为3cm-6cm，再将密封冷房内的温度调至50摄氏度-60摄氏度、时间为20分钟-40分钟，再将密封冷房内的温度调至20摄氏度-30摄氏度、时间为30分钟-40分钟，最后将密封冷房内的温度调至0摄氏度-5摄氏度、时间为30分钟-60分钟。
本技术方案的，所述步骤（5）酸洗液温度为8摄氏度-15摄氏度，步骤（6）纯水的清洗温度为5摄氏度-15摄氏度，利用超声清洗槽进行清洗，单次清洗时间为30-60分钟，进行利用超声清洗槽三次清洗。
与现有技术相比，本发明的一种应用于高纯砂的制备工艺的有益效果在于：其设计结构合理，能高效、高质和稳定的制备高纯砂，产生的噪声、粉尘和废水污染少且能进行有效的处理，实现了节能环保生产目的。
附图说明
图1是本发明的一种应用于高纯砂的制备工艺的流程结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例一
如图1所示的一种应用于高纯砂的制备工艺，包括以下步骤，步骤（1）首先对外购的大块石英矿石进行粗选，去除不符合高纯砂生产的矿料，再通过人工手工破碎去皮，破碎成规格为3cm-5cm的石英大颗粒。步骤（2）将3cm-5cm的石英大颗粒放进焙烧炉焙烧，再出炉冷却，其中，焙烧炉焙烧温度为1300摄氏度。步骤（3）首先对冷却后的石英原料颗粒进行磁选，去除其中混入的杂质，再将磁选后的石英原料颗粒通过冲击磨进行粉碎，粉碎成200目-300目的石英砂。步骤（4）将粉碎后的石英砂原料通过筛分机进行筛分并进行分级，其中，石英砂原料粒径大于200目的通过冲击磨进行二次粉碎且再次进行筛分与分级，小于300目的石英砂原料微粉收集并包装储藏。步骤（5）将200目-300目的石英砂原料置入反应釜中进行酸洗，其中，酸洗液为盐酸与氢氟酸的混合液，酸洗时间为48小时-56小时。步骤（6）利用纯水对酸洗后的200目-300目的石英砂原料进行反复清洗，同时将清洗后200目-300目的石英砂原料通过电烘干机进行烘干。步骤（7）首先烘干后200目-300目的石英砂原料利用浮选机进行浮选、水洗，再将浮选后的石英砂原料利用烘干机进行烘干，最后通过磁选机去除所制得的高纯石英砂内混入的杂质，并包装入库。
进一步优选的，所述步骤（1）中通过集气罩收集粉尘，集气罩与袋式除尘器通过管道连接，袋式除尘器对粉尘进行处理通过15cm高排气筒排出，步骤（4）中噪声和粉尘，通过功率为3500立方米每小时的引风机与布袋除尘器进行处理；及所述步骤（5）中反应釜中的酸洗排入酸收集池，进行循环利用，其中，混合酸洗液中盐酸的浓度为30%，氢氟酸的浓度为40%；及所述步骤（7）中浮选机用浮选剂为酒精、棕榈酸；及所述步骤（2）中将3cm-5cm的石英大颗粒放进焙烧炉焙烧，再出炉冷却，其中，首先将焙烧炉温度调至500摄氏度-620摄氏度焙烧30分钟-60分钟，再将焙烧炉温度调至900摄氏度-1110摄氏度焙烧40分钟-70分钟，最后焙烧炉温度调至1250摄氏度-1300摄氏度焙烧50分钟-80分钟；出炉冷却时，将焙烧后的石英大颗粒放置在密封冷房内进行冷却，首先将焙烧后的石英大颗粒放置在冷却板上厚度为3cm-6cm，再将密封冷房内的温度调至50摄氏度-60摄氏度、时间为20分钟-40分钟，再将密封冷房内的温度调至20摄氏度-30摄氏度、时间为30分钟-40分钟，最后将密封冷房内的温度调至0摄氏度-5摄氏度、时间为30分钟-60分钟；及所述步骤（5）酸洗液温度为8摄氏度-15摄氏度，步骤（6）纯水的清洗温度为5摄氏度-15摄氏度，利用超声清洗槽进行清洗，单次清洗时间为30-60分钟，进行利用超声清洗槽三次清洗。
实施例二
如图1所示的一种应用于高纯砂的制备工艺，包括以下步骤，步骤（1）首先对外购的大块石英矿石进行粗选，去除不符合高纯砂生产的矿料，再通过人工手工破碎去皮，破碎成规格为3cm-5cm的石英大颗粒。步骤（2）将3cm-5cm的石英大颗粒放进焙烧炉焙烧，再出炉冷却，其中，焙烧炉焙烧温度为1300摄氏度。步骤（3）首先对冷却后的石英原料颗粒进行磁选，去除其中混入的杂质，再将磁选后的石英原料颗粒通过冲击磨进行粉碎，粉碎成200目-300目的石英砂。步骤（4）将粉碎后的石英砂原料通过筛分机进行筛分并进行分级，其中，石英砂原料粒径大于200目的通过冲击磨进行二次粉碎且再次进行筛分与分级，小于300目的石英砂原料微粉收集并包装储藏。步骤（5）将200目-300目的石英砂原料置入反应釜中进行酸洗，其中，酸洗液为盐酸与氢氟酸的混合液，酸洗时间为50小时-55小时。步骤（6）利用纯水对酸洗后的200目-300目的石英砂原料进行反复清洗，同时将清洗后200目-300目的石英砂原料通过电烘干机进行烘干。步骤（7）首先烘干后200目-300目的石英砂原料利用浮选机进行浮选、水洗，再将浮选后的石英砂原料利用烘干机进行烘干，最后通过磁选机去除所制得的高纯石英砂内混入的杂质，并包装入库。
进一步优选的，所述步骤（1）中通过集气罩收集粉尘，集气罩与袋式除尘器通过管道连接，袋式除尘器对粉尘进行处理通过15cm高排气筒排出，步骤（4）中噪声和粉尘，通过功率为3500立方米每小时的引风机与布袋除尘器进行处理；及所述步骤（5）中反应釜中的酸洗排入酸收集池，进行循环利用，其中，混合酸洗液中盐酸的浓度为32%，氢氟酸的浓度为45%或盐酸的浓度为35%，氢氟酸的浓度为40%或盐酸的浓度为35%，氢氟酸的浓度为45%；及所述步骤（7）中浮选机用浮选剂为酒精、棕榈酸；及所述步骤（2）中将3cm-5cm的石英大颗粒放进焙烧炉焙烧，再出炉冷却，其中，首先将焙烧炉温度调至550摄氏度-600摄氏度焙烧35分钟-55分钟，再将焙烧炉温度调至920摄氏度-1100摄氏度焙烧45分钟-65分钟，最后焙烧炉温度调至1255摄氏度-1259摄氏度焙烧60分钟-75分钟；出炉冷却时，将焙烧后的石英大颗粒放置在密封冷房内进行冷却，首先将焙烧后的石英大颗粒放置在冷却板上厚度为3.5cm-5.5cm，再将密封冷房内的温度调至55摄氏度-58摄氏度、时间为30分钟-38分钟，再将密封冷房内的温度调至22摄氏度-28摄氏度、时间为33分钟-38分钟，最后将密封冷房内的温度调至1摄氏度-4.5摄氏度、时间为50分钟-55分钟；及所述步骤（5）酸洗液温度为8.5摄氏度-14摄氏度，步骤（6）纯水的清洗温度为6摄氏度-12摄氏度，利用超声清洗槽进行清洗，单次清洗时间为40-50分钟，进行利用超声清洗槽三次清洗。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种应用于高纯砂的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤，
步骤（1）首先对外购的大块石英矿石进行粗选，去除不符合高纯砂生产的矿料，再通过人工手工破碎去皮，破碎成规格为3cm-5cm的石英大颗粒；
步骤（2）将3cm-5cm的石英大颗粒放进焙烧炉焙烧，再出炉冷却，其中，焙烧炉焙烧温度为1300摄氏度；
步骤（3）首先对冷却后的石英原料颗粒进行磁选，去除其中混入的杂质，再将磁选后的石英原料颗粒通过冲击磨进行粉碎，粉碎成200目-300目的石英砂；
步骤（4）将粉碎后的石英砂原料通过筛分机进行筛分并进行分级，其中，石英砂原料粒径大于200目的通过冲击磨进行二次粉碎且再次进行筛分与分级，小于300目的石英砂原料微粉收集并包装储藏；
步骤（5）将200目-300目的石英砂原料置入反应釜中进行酸洗，其中，酸洗液为盐酸与氢氟酸的混合液，酸洗时间为48小时-56小时；
步骤（6）利用纯水对酸洗后的200目-300目的石英砂原料进行反复清洗，同时将清洗后200目-300目的石英砂原料通过电烘干机进行烘干；
步骤（7）首先烘干后200目-300目的石英砂原料利用浮选机进行浮选、水洗，再将浮选后的石英砂原料利用烘干机进行烘干，最后通过磁选机去除所制得的高纯石英砂内混入的杂质，并包装入库。
2.根据权利要求1所述的一种应用于高纯砂的制备工艺，其特征在于：所述步骤（1）中通过集气罩收集粉尘，集气罩与袋式除尘器通过管道连接，袋式除尘器对粉尘进行处理通过15cm高排气筒排出，步骤（4）中噪声和粉尘，通过功率为3500立方米每小时的引风机与布袋除尘器进行处理。
3.根据权利要求1所述的一种应用于高纯砂的制备工艺，其特征在于：所述步骤（5）中反应釜中的酸洗排入酸收集池，进行循环利用，其中，混合酸洗液中盐酸的浓度为30%，氢氟酸的浓度为40%。
4.根据权利要求1所述的一种应用于高纯砂的制备工艺，其特征在于：所述步骤（7）中浮选机用浮选剂为酒精、棕榈酸。
5.根据权利要求1所述的一种应用于高纯砂的制备工艺，其特征在于：所述步骤（2）中将3cm-5cm的石英大颗粒放进焙烧炉焙烧，再出炉冷却，其中，首先将焙烧炉温度调至500摄氏度-620摄氏度焙烧30分钟-60分钟，再将焙烧炉温度调至900摄氏度-1110摄氏度焙烧40分钟-70分钟，最后焙烧炉温度调至1250摄氏度-1300摄氏度焙烧50分钟-80分钟；出炉冷却时，将焙烧后的石英大颗粒放置在密封冷房内进行冷却，首先将焙烧后的石英大颗粒放置在冷却板上厚度为3cm-6cm，再将密封冷房内的温度调至50摄氏度-60摄氏度、时间为20分钟-40分钟，再将密封冷房内的温度调至20摄氏度-30摄氏度、时间为30分钟-40分钟，最后将密封冷房内的温度调至0摄氏度-5摄氏度、时间为30分钟-60分钟。
6.根据权利要求1所述的一种应用于高纯砂的制备工艺，其特征在于：所述步骤（5）酸洗液温度为8摄氏度-15摄氏度，步骤（6）纯水的清洗温度为5摄氏度-15摄氏度，利用超声清洗槽进行清洗，单次清洗时间为30-60分钟，进行利用超声清洗槽三次清洗。
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