CN110976076A - 一种采用减薄废液提纯氧化铁浸染型石英的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用减薄废液提纯氧化铁浸染型石英砂的方法。氧化铁浸染型石英矿通过“破碎、筛分、磨矿、分级、磁选”等常规工艺预处理制备成粒度在0.71mm~0.125mm的磁选精砂；采用减薄废液作介质，经“擦洗‑脱药‑酸性浮选”制备浮选精砂；并在70~110℃进行高强度机械擦洗，实现对浮选精砂的深度提纯，最终石英精砂达到SiO₂含量≥99.50%、Fe₂O₃≤100ppm，满足超白光伏压延玻璃用优质石英砂质量要求。本发明采用的减薄废液为电子玻璃行业蚀刻玻璃待处理的废酸液，循环使用处理后达标排放，可实现环保的正效益。

Description

一种采用减薄废液提纯氧化铁浸染型石英的方法

技术领域

本发明涉及无机非金属材料中氧化铁浸染型石英矿物的选矿提纯方法，具体涉及一种再利用减薄废液提纯氧化铁浸染型石英砂的方法。

技术背景

电子信息显示设备愈来愈趋向于追求轻薄化，要求信息显示用玻璃进行酸蚀刻减薄处理，生成的SiF₄与NaF、KF、CaF₂等发生反应，再生成不溶于水的氟硅酸盐吸附在玻璃表面影响减薄平整度，造成大量减薄液无法长时间循环使用，产生大量的减薄废液（基本组成为：3%～15%HF、7%～8%H₂SiF₆、10%~17%HNO₃、0.1%～6%HCl，1%～3%H₂SO₄、3%～10%NH₄HF₂等组成的混合酸）必须进行处理。虽然上海交通大学、杭州格林达化学有限公司对减薄废液开发了在线回收利用方法，但只是增加有限的循环次数。减薄废液中残留HF、HCl\ HNO₃等活性组分是降低石英表面及裂隙中浸染状氧化铁的高效组分。采用直接中和减薄废液的处理现状，浪费了资源且增加了污水处理成本。

近年来，超白玻璃因含铁量低（仅普通玻璃的1/10左右）、透光率高（≥91.5%）被广泛应用于光伏太阳能、高端玻璃幕墙等领域，而加工超白玻璃用的石英砂优质矿源却逐渐匮乏。利用低品位石英资源，尤其涉及铁浸染型石英矿物的深度提纯制备超白低铁石英砂具有重要意义。本发明为实现减薄废液再利用，提高氧化铁浸染型石英矿物价值，开发了以减薄废液为介质、对氧化铁浸染型石英矿物进行擦洗、酸性浮选及深度提纯的方法，制备满足超白玻璃用的硅质原料。

发明内容

本发明是为解决氧化铁浸染型石英矿物品质低的问题，而提供的一种采用减薄废液提纯氧化铁浸染型石英砂的方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案及步骤：

1、一种采用减薄废液提纯氧化铁浸染型石英的方法，包括破碎、筛分、磨矿、分级、磁选等常规步骤，其特征在于包括以下步骤：

（1）采用减薄废液作为介质，对常规选矿作业制备的粒度在0.71~0.125mm的石英砂进行“介质擦洗-脱药-酸性浮选”作业，制得浮选精砂；

（2）采用减薄废液作为介质，将步骤1制备浮选精砂在70~110℃温度下进行高强度机械擦洗，溶解浮选精砂表面及裂隙中的氧化铁类矿物，实现浮选精砂的深度提纯，提纯后的最终精砂SiO₂≥99.50%、Fe₂O₃≤100ppm。

在上述技术方案的基础上，有以下进一步的技术方案：

进一步的，所述步骤1减薄废液是以3%～15%HF、7%～8%H₂SiF₆、10%~17%HNO₃、0.1%～6%HCl为主要成分的、信息显示玻璃减薄工艺产生的废酸；

进一步的，所述步骤1介质擦洗用减薄废液质量浓度为10%~50%，擦洗质量浓度在40%~65%；浮选作业调整剂用减薄废液用质量浓度为2%~10%，浮选质量浓度为20~35%，pH控制在1.5~3；

进一步的，所述步骤2减薄废液用量为10~300kg/t，机械擦洗线速度不低于16m/s，擦洗质量浓度为40%~65%。

本发明技术方案中，所述的擦洗-脱药-酸性浮选-深度提纯步骤采用与现有技术相同的技术方案，只不过是将擦洗介质换成了减薄废液。

本发明的基本特点是：针对氧化铁浸染型石英矿物表面、裂隙及硅质胶结等物质Al₂O₃、Fe₂O₃含量高的问题，利用减薄废液擦洗，达到去除表面浸染铁、溶出或解离石英砂表面的杂质矿物，提高石英砂量，改善浮选选择性；再利用加热状态下减薄废液的浸出能力，深入裂隙及硅质胶结质内部浸出杂质离子；可将Fe₂O₃含量在1000ppm以下的石英砂提升至超白光伏玻璃用硅质原料。

本发明的有益效果是：以减薄废液作为擦洗介质、pH调整剂及深度提纯介质，实现难选氧化铁浸染石英矿物的提纯；降低了信息显示企业减薄的污水处理成本，提高了减薄废液的利用率，减少了对环境的危害，实现了环境正效益，并拓展了超白光伏玻璃用硅质原料来源，对行业技术进步具有较大意义。

附件说明

附图1 是本发明工艺流程图。

具体实施方式

实施例一

以四川某地细粒石英砂岩矿物提纯为例：

1、不采用本发明技术，经常规工艺选别试验步骤及条件如下：

（1）四川某地细粒石英砂岩矿经“粗碎-中碎-细碎-磨矿-筛分-分级-中磁-强磁”流程制备粒度小于0.71mm大于0.1mm强磁精砂；其中中磁场强=0.4T、强磁场强=1.3T；

2）以步骤1）制备强磁精砂进行“擦洗-脱药-酸性浮选-深度提纯”步骤处理；其中擦洗介质采用98%H₂SO₄，擦洗介质用量=300kg/t，pH调整剂用量=1.84kg/t，深度提纯介质用量=500kg/t，在110℃高强擦洗60min。

2、参见图1，采用本发明方法试验步骤及条件如下：

1）四川某地细粒石英砂岩矿经“粗碎-中碎-细碎-磨矿-筛分-分级-中磁-强磁”流程制备粒度小于0.71mm大于0.1mm强磁精砂；其中磁选场强同常规作业；

2）以步骤1）制备强磁精砂进行“擦洗-脱药-酸性浮选-深度提纯”步骤处理；其中擦洗减薄废液用量=300kg/t，pH调整减薄废液用量=2.26kg/t，深度提纯减薄废液用量=500kg/t，在100℃高强擦洗60min，其他试验条件同常规工艺。

经不同工艺所制备出的最终精砂指标见表1。

表1 四川某地细粒石英砂岩矿最终石英精砂对比

经本发明减薄废液技术处理后，最终石英精砂满足超白玻璃用硅质原料质量要求。

实施例二

以凤阳某地石英岩为例：

1、不采用本发明技术，经常规工艺选别试验步骤及条件如下：

1）凤阳某地石英岩经“粗碎-中碎-细碎-磨矿-筛分-分级-中磁-强磁”流程制备粒度小于0.71mm大于0.1mm强磁精砂；其中中磁场强=0.4T、强磁场强=1.3T；

2）以步骤1）制备强磁精砂进行“擦洗-脱药-酸性浮选-深度提纯”处理；其中介质采用98%H₂SO₄，擦洗介质用量=100kg/t，pH调整剂用量=1.84kg/t，深度提纯介质用量=150kg/t，在80℃高速搅拌浸出60min。

2、参见图1，采用本发明方法试验步骤及条件如下：

1）凤阳某地石英矿经“粗碎-中碎-细碎-磨矿-筛分-分级-中磁-强磁”流程制备粒度小于0.71mm大于0.10mm强磁精砂；其中磁选场强同常规作业；

2）以步骤1）制备强磁精砂进行“擦洗-脱药-酸性浮选-深度提纯”处理；其中擦洗减薄废液用量=100kg/t，pH调整减薄废液用量=2.26kg/t，深度提纯减薄废液用量=150kg/t，在80℃高速搅拌浸出60min，其他试验条件同常规工艺。

经不同工艺所制备最终精砂指标见表2。

表2凤阳某地石英矿最终精砂指标

经本发明减薄废液技术处理后，最终石英精砂满足超白玻璃用硅质原料质量要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。本领域的技术人员利用上述揭示的方法和技术内容进行可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，仍属于本发明技术方案保护范围。

Claims (4)

1.一种采用减薄废液提纯氧化铁浸染型石英的方法，包括将氧化铁浸染型石英矿破碎、磨矿、筛分、分级、磁选步骤，磁选后的磁选精砂粒度在0.71~0.125mm，其特征在于包括以下步骤：

（1）对常规选矿作业制备的粒度在0.71~0.125mm的磁选精砂，采用减薄废液作为介质进行质擦洗，擦洗完成后脱药；

然后加入减薄废液作为调整剂，调整pH值，加药、调浆进行酸性浮选作业，制得浮选精砂；

（2）采用减薄废液作为介质，将步骤1制备浮选精砂在70~110℃温度下进行高强度机械擦洗，溶解精砂表面及裂隙中的氧化铁类矿物，脱药后得到浮选精砂的深度提纯精砂，提纯后的最终石英精砂质量达到：SiO₂≥99.50%、Fe₂O₃≤100ppm。

2.根据权利要求1所述的一种采用减薄废液提纯氧化铁浸染型石英的方法，其特征在于：所述减薄废液是电子玻璃行业蚀刻玻璃后待处理的废酸液，主要成份为3%～15%HF、7%～8%H₂SiF₆、10%~17%HNO₃、0.1%～6%HCl。

3.根据权利要求2所述的一种采用减薄废液提纯氧化铁浸染型石英的方法，其特征在于：所述步骤（1）介质擦洗用减薄废液质量浓度为10%~50%、浮选作业pH调整剂用减薄废液用质量浓度为2%~10%。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种采用减薄废液提纯氧化铁浸染型石英的方法，其特征在于：所述步骤（2）减薄废液用量为10~300kg/t，机械擦洗质量浓度在40%~65%，线速度不低于16m/s。

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