CN111013813A - 一种非酸洗工艺制备10ppm低铁石英砂的方法 - Google Patents

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彭寿
马立云
潘力
吴建新
彭善志
钱潜
张乾伟
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Kaisheng Quartz Material Huangshan Co ltd
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    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets

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Abstract

本发明涉及一种非酸洗工艺制备10ppm低铁石英砂的方法，其特征在于：a.以天然脉石英为原料，经三段破碎、一段磨矿、二段分级得0.1~0.7mm沉砂；b.沉砂经一段中磁选、二段强磁去除机械铁和含铁矿物，获得磁选砂；c.磁选砂经二段浮选得Fe2O3含量低于10ppm低铁石英砂，浮选以H2SO4为调整剂，调节pH=2~3，以油酸钠和椰油基丙撑二胺为捕收剂。本发明优点：三段磁选工序能有效去除机械铁、铁的氧矿物物和黑云母、绿泥石等含铁硅酸盐矿物；两段浮选工序能够去除石英砂中的其他有害杂质矿物，进一步提纯石英砂；工艺中未采用酸洗、HF，大幅减少了酸用量，降低了污水处理难度，对环境友好；制备的石英砂SiO2≥99.9%、Fe2O3≤10ppm，满足光学玻璃、光电显示玻璃、石英玻璃所需的硅质原料要求。

Description

一种非酸洗工艺制备10ppm低铁石英砂的方法
技术领域
本发明涉及非金属矿物深加工领域，涉及一种10ppm低铁石英砂的制备方法。
背景技术
低铁石英砂是制备光学玻璃、光电信息显示玻璃、光伏玻璃的基本原料，一般要求原料成分中Fe2O3含量≤100ppm，光学玻璃行业一般要求为Fe2O3含量≤30ppm，有些光学玻璃客户要求石英砂中Fe2O3含量≤10ppm，例如新华光、戈碧迦等。目前，国内光学玻璃用石英砂大多采用酸洗、酸泡等传统工艺制备，有些采用加温酸泡甚至采用HF酸泡工艺制备，产量低、不能连续式生产，更大的问题是产生大量的酸废水，给环保水处理带来巨大压力。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有10ppm低铁石英砂制备工艺存在的酸废水多、环境污染大、质量不稳定的问题，提供一种该级别低铁石英砂的制备方法；在非酸洗条件下，通过破碎、磨矿、分级、磁选、浮选工艺的联合、改进和优化来制备低铁石英砂。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种非酸洗工艺制备10ppm低铁石英砂的方法，其特征在于包括以下步骤：
a、破碎—磨矿—分级：以天然脉石英为原料，经三段破碎、一段磨矿、二段分级得粒度在0.1~0.7mm的沉砂；
b、磁选：步骤a得到的沉砂经过一段中磁选、二段强磁选，去除石英砂中由破碎、磨矿带入的机械铁和原生的含铁矿物，降低Fe2O3含量，获得磁选砂；
c、浮选：磁选砂经二段浮选去除杂质矿物，如长石、云母、赤铁矿等，进一步提纯以获得10ppm级别低铁石英砂，浮选采用H2SO4作为调整剂，采用油酸钠和椰油基丙撑二胺作为捕收剂。
进一步，所述步骤a中石英经三段破碎、一段磨矿、两段分级后，其粒度可控制0.1~0.7mm 95%以上。
进一步，所述步骤b中中磁选场强为0.2~0.5T，强磁选场强为1.0~1.4T。
进一步，所述步骤c中第一段浮选矿浆浓度为20~40%，pH=2~3，油酸钠用量为1.5~1.8kg/t、椰油基丙撑二胺用量为0.5~0.7kg/t；第二段浮选矿浆浓度为20~30%，pH=2~3，油酸钠用量为1.5~1.8kg/t，椰油基丙撑二胺用量为0.3~0.5kg/t。
本发明的优点：采用三段磁选工艺能够有效地去除破碎磨矿过程中带入的机械铁、矿石中原生铁的氧化矿物和黑云母、绿泥石等含铁硅酸盐矿物；采用两段浮选能够去除石英砂中的其他有害杂质矿物，进一步提高石英砂的纯度；整个工艺未采用酸洗（浸）、氢氟酸，较传统低铁石英砂的制备方法，大幅减少了酸用量，降低了污水处理难度，对环境友好；制备的石英砂：SiO2≥99.9%、Fe2O3≤10ppm，满足光学玻璃、光电显示玻璃、石英玻璃所需的硅质原料要求。
附图说明
图1为本发明所述的一种低铁石英砂的制备工艺图；
图2为现有制备低铁石英砂的工艺图。
具体实施方法
结合图1，对本发明作进一步地说明一种非酸洗工艺制备10ppm低铁石英砂的方法，具体实施步骤如下：矿石来自凯盛石英材料（黄山）有限公司，为该公司自有矿山的脉石英矿，主要成分为石英、长石，还含有少量云母类矿物、硅线石、绿泥石、榍石、赤铁矿等。
a.破碎—磨矿—分级：采用颚式破碎机和圆锥破碎机，经三段破碎，将-500mm的脉石英矿石破碎至-30mm；随后采用棒磨机、受阻沉降机和水力分级机进行磨矿和分级工序，严格控制石英砂的粒度上下限，分级后的沉砂粒度组成为：+0.7mm=0，0.6-0.7mm=2.4%，0.1~0.6mm=95.8%、-0.1mm=1.8%，Fe2O3含量为0.15%；
b.磁选：步骤a得到的沉砂采用永磁磁选机进行一段中磁选，场强为0.3T，采用高梯度磁选机进行二段强磁选，二段强磁选场强分别设定为1.0 T 和1.3T，去除石英砂中的机械铁和含铁矿物，获得Fe2O3含量为0.036%的磁选砂；
c.浮选：磁选砂采用自吸式浮选机进行二段浮选，进一步去除石英砂中的杂质矿物如长石、云母、赤铁矿等，采用H2SO4为pH调整剂，采用油酸钠和椰油基丙撑二胺作为捕收剂，其中第一段浮选矿浆浓度为20%， pH值为2~3，油酸钠用量为1.5kg/t、二胺用量为0.5 kg/t，经一段浮选后，石英砂中Fe2O3含量降为0.0054%（54ppm）；第二段浮选矿浆浓度为24%， pH值为2~3，油酸钠用量为1.5kg/t、二胺用量为0.4 kg/t，经二段浮选后，得Fe2O3含量为0.00086%（8.6ppm）的低铁石英砂。
通过上述工艺选别后的石英精砂化学指标见表1：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
结果表明：通过该方法选别后的石英精砂的Fe2O3含量为8.6ppm，达到光学玻璃、光电信息显示玻璃、石英玻璃等行业对石英砂的质量要求。
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)

1.一种非酸洗工艺制备10ppm低铁石英砂的方法，其特征在于包括以下步骤：
a、破碎—磨矿—分级：以天然脉石英为原料，经三段破碎、一段磨矿、二段分级得粒度在0.1~0.7mm的沉砂；
b、磁选：步骤a得到的沉砂经一段中磁选、二段强磁选，去除石英砂中由破碎、磨矿带入的机械铁和原生的含铁矿物，降低Fe2O3含量，获得磁选砂；
c、浮选：磁选砂经二段浮选去除杂质矿物，如长石、云母、赤铁矿等，进一步提纯以获得10ppm级别低铁石英砂；浮选采用H2SO4作为调整剂，采用油酸钠和椰油基丙撑二胺作为捕收剂。
2.根据权利要求1所述一种非酸洗工艺制备10ppm低铁石英砂的方法，其特征在于：所述步骤a中采用三段破碎、一段磨矿、两段分级后，控制石英砂粒度为0.1~0.7mm 95%以上。
3.根据权利要求1所述一种非酸洗工艺制备10ppm低铁石英砂的方法，其特征在于中磁选场强为0.2~0.5T，强磁选场强为1.0~1.4T。
4.根据权利要求1所述一种非酸洗工艺制备10ppm低铁石英砂的方法，其特征在于：所述步骤c中第一段浮选矿浆浓度为20~40%，pH=2~3，油酸钠用量为1.5~1.8kg/t、椰油基丙撑二胺用量为0.5~0.7kg/t；第二段浮选矿浆浓度为20~30%，pH=2~3，油酸钠用量为1.5~1.8kg/t，椰油基丙撑二胺用量为0.3~0.5kg/t。
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