CN111661850B - 一种石英砂酸洗提纯加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种石英砂酸洗提纯加工工艺，包括以下步骤：将配好浓度的草酸和氢氟酸溶液加热至75℃，输送至反应罐内1/3容积处，再将待加工石英砂加入反应罐中，补充酸液至将石英砂完全覆盖；物料在反应罐中反应到目标品味时进行酸液回收；酸液回收完后进行排砂，清洗、脱水后入库。本发明的石英砂酸洗提纯加工工艺，不需要从反应罐底部加酸，同时也不需使酸溢流，节约了上料时间，减少了加酸时的能耗，反应罐的结构也更简化(无需溢流装置)，降低了成本。

Description

一种石英砂酸洗提纯加工工艺
技术领域
本发明涉及一种石英砂酸洗提纯加工工艺。
背景技术
通常低品位的石英砂经酸洗提纯可得到高品位的石英砂，根据原料的不同可生产不同品味的石英砂，如光伏玻璃砂、光电玻璃砂、光学玻璃砂、工艺玻璃砂、各类板材砂、各等级硅微粉用砂等。
现有的酸洗工艺主要采用反应罐或酸洗池利用盐酸、氟硅酸、硝酸、草酸等酸液浸泡，根据需要加热或不加热。常规酸洗工艺步骤主要包括：将原料加至反应罐，再将酸从底部输送至从反应罐顶部溢出。在输送过程中常利用换热器对酸进行加热，存在加热效率低，且需要酸液不断循环的问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种石英砂酸洗提纯加工工艺。
为了实现上述目的，本发明采用的一种石英砂酸洗提纯加工工艺，包括以下步骤：
将配好浓度的草酸和氢氟酸溶液加热至75℃，输送至反应罐内1/3容积处，再将待加工石英砂加入反应罐中，补充酸液至将石英砂完全覆盖；
物料在反应罐中反应到目标品味时进行酸液回收；
酸液回收完后进行排砂，清洗、脱水后入库。
作为改进，具体包括以下步骤：
S1、将浓度为3-7％的草酸和浓度为0.1-2％的氢氟酸通过蒸汽盘管加热至75℃，通过耐酸泵将酸液输送至反应罐内1/3容积处，再将待加工石英砂通过胶带输送机或提升机加入反应罐中，然后再补充酸液至将石英砂完全覆盖；
S2、物料在反应罐中反应到目标品味时，进行酸液回收；
所述反应罐的底部设有过滤装置，起初时打开排酸阀门，让酸液自流至酸液循环桶中，当自流速度放慢时，打开真空装置，进行强制脱酸回收，回收的酸液再加热后重复使用；
S3、酸液回收完后进行排砂，利用渣浆泵将砂子输送至脱泥斗中，漂洗后通过螺旋洗砂机再次清洗，再通过脱水筛脱水，含水量至15％时，物料入库后再次脱水后待销售。
作为改进，所述步骤S3中产生的清洗废水，通过均化、氧化分解、加入钙除氟离子、调节PH值、絮凝沉淀后得到清水，供生产循环使用。
作为改进，所述步骤S2中，回收的酸液再加热后重复使用时补充部分新酸。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果；
1、本发明的石英砂酸洗提纯加工工艺，不需要从反应罐底部加酸，同时也不需使酸溢流，节约了上料时间，减少了加酸时的能耗，反应罐的结构也更简化(无需溢流装置)，降低了成本。
2、本发明的石英砂酸洗提纯加工工艺，可安装多个酸洗罐同时生产，极大的减少加热、入料、排料、清洗等工序的时间，让物料有足够的时间在反应罐中反应，极大的提高酸洗效率和产量。
附图说明
图1为本发明的工艺结构示意图。
具体实施方式
下述实施例是对于本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。
一种石英砂酸洗提纯加工工艺，包括以下步骤：
S1、首先将浓度为3-7％的草酸和浓度为0.1-2％的氢氟酸溶液(不同原料所使用的浓度可做适量调整，需在实验室中调配适合浓度)，通过蒸汽盘管加热至75℃，通过耐酸泵将酸液输送至反应罐内1/3容积处，再将原料通过胶带输送机或提升机加入反应罐中，然后再补充酸液至将砂完全覆盖(现有工艺是：先将原料加至反应罐，再将酸从反应罐底部输送至从反应罐顶部溢出；在输送过程中利用换热器对酸进行加热，加热效率很低，且酸液需要不断循环)；本发明与现有工艺的最大区别在于酸的加热方式和入酸方式，本发明加一罐料的时间小于一小时，酸加热时间完全可以和上料时间错开，不占用生产时间，而现有工艺中完成该工序至少需要三小时左右；
另外，采用蒸汽盘管加热，热利用率高、加热速度快、热损耗低、设备投资少；
S2、物料在反应罐中反应到目标品味时(不同产品所需的时间不同，从6小时到40小时不等)，可以进行回收酸液；
通过在反应罐底部设过滤装置，起初时可以直接打开排酸阀门，让酸液自流至酸液循环桶中；当自流速度放慢时，打开真空装置，进行强制脱酸回收，回收的酸液再加热后重复使用(每次补充部分新酸)；
S3、酸液回收完后进行排砂，利用渣浆泵(加入碱液中和)将砂子输送至脱泥斗中，漂洗后通过螺旋洗砂机再次清洗，再通过脱水筛脱水，含水量约15％左右的物料入库后再次脱水后待销售；
本发明在产品清洗时利用脱泥斗、螺旋洗砂机、脱水筛的组合方式，简单有效；现有工艺需要使用水力清洗装置(水从设备底部加入将酸水带出，直至清洗完成后再将物料放出)，需要使用大量的清水来清洗石英砂，生产效率低下；
S4、最后，清洗废水再通过均化→氧化分解→加入钙除氟离子→调节pH值→絮凝沉淀后得到清水，供生产循环使用；本发明的水处理使用了最佳的组合方式，整个水系统实现PLC控制，精确针对性的处理各种有害离子，处理效果显著；现有工艺的处理方式只是使用碱液进行中和，无法针对性的进行处理，处理后的水也无法达到回用标准，一般都选择外排，污染环境。
实施例1
本发明的石英砂酸洗提纯加工工艺，在湖北大美硅业科技有限公司用于生产15ppm高纯石英砂，具体步骤包括：
用装载机1将60ppm的石英砂原料通过胶带输送机加入酸洗罐2中(该过程用时45min)，然后向酸洗罐2中加入通过蒸汽盘管14提前预热至75℃的浓度为0.5％氢氟酸+6％草酸的混合热酸15(氢氟酸：草酸＝1：10(v/v)，该加酸过程用时30min)，在酸洗罐2中酸洗18h后进行排酸回收3h，回收率约92％；
回收酸通过真空泵排至酸液循环罐3中待用；然后在酸洗罐2中加入清水将石英砂经砂浆池4排至耐酸渣浆泵5中，同时将碱液6通过耐碱泵7加至砂浆池4中，混合液同时输送至脱泥斗8中首先进行浓缩溢流(溢流液排至循环水系统9中的均化池内)，浓缩后的砂浆排入螺旋洗砂机10中，同时进一步加入碱液6调节pH值至6-7左右(螺旋洗砂机10的溢流液先在沉砂池中将细砂沉淀，废水通过渣浆泵输送至均化池中)，清洗后的石英砂落至脱水筛11中，将物料脱水至20％左右再通过胶带输送机送至脱水仓12中进一步脱水，筛下细砂通过筛下渣浆泵13输送至脱泥斗8中进一步回收。石英砂在脱水仓12中脱水至6-8％左右后输送至烘干车间，用于生产15ppm高纯石英砂。如需生产25ppm石英砂，混合热酸15的预热温度可以降至65℃，酸洗12h即可。
流入循环水系统9中的废水在均化池中混合后，加入石灰水或熟石灰调浆后溢流至调节池中调节pH至中性后加入PAC和PAM后絮凝沉淀，上清液溢流至循环水池中回用。沉淀物输送至尾泥车间的陶瓷过滤机中进行过滤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种石英砂酸洗提纯加工工艺，其特征在于，步骤如下：
用装载机(1)将60ppm的石英砂原料通过胶带输送机加入酸洗罐中，然后向酸洗罐中加入通过蒸汽盘管提前预热至75℃的浓度为0.5％氢氟酸+6％草酸的混合热酸(15)，其中氢氟酸与草酸的体积比为1：10，在酸洗罐中酸洗18h后进行排酸回收3h，回收率约92％；回收酸通过真空泵排至酸液循环罐(3)中待用；
在酸洗罐中加入清水将石英砂经砂浆池排至耐酸渣浆泵中，同时将碱液通过耐碱泵加至砂浆池中，混合液同时输送至脱泥斗中首先进行浓缩溢流，溢流液排至循环水系统中的均化池内，浓缩后的砂浆排入螺旋洗砂机中，同时进一步加入碱液(6)调节pH值至6-7左右，螺旋洗砂机的溢流液先在沉砂池中将细砂沉淀，废水通过渣浆泵输送至均化池中，清洗后的石英砂落至脱水筛中，将物料脱水至20％左右再通过胶带输送机送至脱水仓中进一步脱水，筛下细砂通过筛下渣浆泵输送至脱泥斗中进一步回收；石英砂在脱水仓中脱水至6-8％左右后输送至烘干车间，用于生产15ppm高纯石英砂；
流入循环水系统中的废水在均化池中混合后，加入石灰水或熟石灰调浆后溢流至调节池中调节pH至中性后加入PAC和PAM后絮凝沉淀，上清液溢流至循环水池中回用，沉淀物输送至尾泥车间的陶瓷过滤机中进行过滤。
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