CN112408398A - 一种利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法，涉及玻璃原料制备技术领域，本发明包括以下步骤：(1)破碎；(2)球石磨；(3)分级；(4)对粒径为0.1mm以下的细砂进行煅烧后加入水，获得混合碱液及0.1mm以下的石英细砂；(5)往粒径大于0.1mm以上的粗砂中加入硫酸加热，获得硫酸盐及石英砂。本发明的有益效果在于：根据石英矿和碳酸盐的硬度不同实现选择性磨矿并解离，碳酸盐矿物硬度小进入细砂，石英矿物硬度大进入粗砂，然后对石英矿单独处理，碳酸盐实现综合利用。避免将矿物直接进行酸洗，避免了酸液的浪费和碳酸盐溶解不彻底，防止石英精砂中硅含量较低。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃原料制备技术领域，具体涉及一种利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法。
背景技术
石英砂作为一种制作玻璃的原材料，近几年市场需求量一直都在持续增加，这种材料应用广泛，如公开号为CN101259963A的专利公开以高纯石英砂为原料生产太阳能级多晶硅的方法，公开号为CN104150781A的专利公开以高炉矿渣和石英砂为原料的无硼低介电常数玻璃纤维及其制备方法。
现有技术中通常采用硅含量较高的矿盐来对石英砂进行提纯，如公开号为CN101940976A的专利公开一种黄铁矿型石英砂岩的浮选除铁提纯方法，以黄铁矿型石英砂岩为原料，采用单槽浮选机、丁基黄药捕收剂和反浮选除铁提纯。
现在国内在高纯石英砂还无法满足市场的需求，石英矿脉的减少，原料无法正常供应。针对当下这种情况，只有从其他矿石类方面入手。碳酸盐型石英矿含有大量碳酸盐，如碳酸镁和碳酸钙，原矿中硅含量较低，采用现有的浮选方法很难将碳酸盐与石英矿解离，导致碳酸盐型石英矿无法充分利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于现有的浮选方法很难将碳酸盐与石英矿解离，导致碳酸盐型石英矿无法充分利用，提供一种利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法，包括以下步骤：
(1)破碎：采用破碎机将碳酸盐型石英矿破碎至30mm以下；
(2)球石磨：将步骤(1)中粉碎后的原料置于球石磨机中进行选择性磨矿，研磨介质为石英材质；
(3)分级：将球磨后的原料采用分级机进行水力分级，分离出粒径为0.1mm以下的细砂和大于0.1mm以上的粗砂；
(4)对粒径为0.1mm以下的细砂进行煅烧后加入水，获得混合碱液及0.1mm以下的石英细砂；
(5)往粒径大于0.1mm以上的粗砂中加入硫酸加热，获得硫酸盐及石英砂。
有益效果：根据石英矿和碳酸盐的硬度不同实现选择性磨矿并解离，碳酸盐矿物硬度小进入细砂，石英矿物硬度大进入粗砂，然后对石英矿单独处理，碳酸盐实现综合利用。避免将矿物直接进行酸洗，避免了酸液的浪费和碳酸盐溶解不彻底，防止石英精砂中硅含量较低。
优选地，所述步骤(2)中的研磨介质石英球石。
优选地，所述步骤(2)中的石英球石的直径为750mm。
优选地，所述步骤(2)中采用球石磨将原料研磨至0.6mm以下。
优选地，所述步骤(4)中的煅烧温度为800-900℃。
优选地，往步骤步骤(4)中获得的石英细砂中加入硫酸。
有益效果：将石英细砂中少量的碳酸盐用硫酸溶解掉。
优选地，所述步骤(5)中加入硫酸的加热温度为60℃以下。
优选地，所述步骤(5)中的硫酸盐包括硫酸钙和硫酸镁。
优选地，所述硫酸为稀硫酸，所述稀硫酸的质量浓度为30-50％。
本发明的优点在于：根据石英矿和碳酸盐的硬度不同实现选择性磨矿并解离，碳酸盐矿物硬度小进入细砂，石英矿物硬度大进入粗砂，然后对石英矿单独处理，碳酸盐实现综合利用。避免将矿物直接进行酸洗，避免了酸液的浪费和碳酸盐溶解不彻底，防止石英精砂中硅含量较低。本发明制得的石英砂纯度较高，且制备过程中无污水排放。
将石英细砂中少量的碳酸盐用硫酸溶解掉，提高石英细砂的纯度。
附图说明
图1为本发明实施例中利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的制备流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1
利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法，制备流程图如图1所示，具体包括以下步骤：
(1)破碎：采用破碎机将碳酸盐型石英矿破碎至30mm。
(2)球石磨：将步骤(1)中粉碎后的原料置于球石磨机中进行选择性磨矿，研磨介质为石英球石；本实施例中的球石磨机为现有技术。
(3)分级：将球磨后的原料采用分级机进行水力分级，分离出粒径为0.1mm以下的细砂和大于0.1mm以上的粗砂；本实施例中的分级机为现有技术。
(4)对粒径为0.1mm以下的细砂进行煅烧至800℃后，加入细砂一倍体积的水，获得混合碱液氢氧化钙、氢氧化镁水溶液及0.1mm以下的石英细砂。其中石英细砂含量少量碳酸盐型矿物，为未解离矿物，为去除未解离矿物，往石英细砂中加入一倍体积的稀硫酸，将石英细砂中少量的碳酸盐溶解掉。本实施例中稀硫酸的质量分数为40％。
(5)往粒径大于0.1mm以上的粗砂中加入质量分数为40％的硫酸加热60℃，浸出液沉淀为CaSO4、MgSO4及石英砂。本实施例中制得的石英砂中Fe2O3的浓度小于10ppm。
实施例2
利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法，制备流程图如图1所示，具体包括以下步骤：
(1)破碎：采用破碎机将碳酸盐型石英矿破碎至20mm以下。
(2)球石磨：将步骤(1)中粉碎后的原料置于球石磨机中进行选择性磨矿，研磨介质为石英球石；本实施例中的球石磨机为现有技术。
(3)分级：将球磨后的原料采用分级机进行水力分级，分离出粒径为0.1mm以下的细砂和大于0.1mm以上的粗砂；本实施例中的分级机为现有技术。
(4)对粒径为0.1mm以下的细砂进行煅烧至850℃后，加入细砂二倍体积的水，获得混合碱液氢氧化钙、氢氧化镁水溶液及0.1mm以下的石英细砂。其中石英细砂含量少量碳酸盐型矿物，为未解离矿物，为去除未解离矿物，往石英细砂中加入一倍体积的稀硫酸，将石英细砂中少量的碳酸盐溶解掉。本实施例中稀硫酸的质量分数为30％。
(5)往粒径大于0.1mm以上的粗砂中加入质量分数为30％的硫酸加热80℃，浸出液沉淀为CaSO4、MgSO4及石英砂。本实施例中制得的石英砂中Fe2O3的浓度小于10ppm。
实施例3
利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法，制备流程图如图1所示，具体包括以下步骤：
(1)破碎：采用破碎机将碳酸盐型石英矿破碎至25mm以下。
(2)球石磨：将步骤(1)中粉碎后的原料置于球石磨机中进行选择性磨矿，研磨介质为石英球石；本实施例中的球石磨机为现有技术。
(3)分级：将球磨后的原料采用分级机进行水力分级，分离出粒径为0.1mm以下的细砂和大于0.1mm以上的粗砂；本实施例中的分级机为现有技术。
(4)对粒径为0.1mm以下的细砂进行煅烧至900℃后，加入细砂二倍体积的水，获得混合碱液氢氧化钙、氢氧化镁水溶液及0.1mm以下的石英细砂。其中石英细砂含量少量碳酸盐型矿物，为未解离矿物，为去除未解离矿物，往石英细砂中加入一倍体积的稀硫酸，将石英细砂中少量的碳酸盐溶解掉。本实施例中稀硫酸的质量分数为50％。
(5)往粒径大于0.1mm以上的粗砂中加入质量分数为50％的硫酸加热90℃，浸出液沉淀为CaSO4、MgSO4及石英砂。本实施例中制得的石英砂中Fe2O3的浓度小于10ppm。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)破碎：采用破碎机将碳酸盐型石英矿破碎至30mm以下；
(2)球石磨：将步骤(1)中粉碎后的原料置于球石磨机中进行选择性磨矿，研磨介质为石英材质；
(3)分级：将球磨后的原料采用分级机进行水力分级，分离出粒径为0.1mm以下的细砂和大于0.1mm以上的粗砂；
(4)对粒径为0.1mm以下的细砂进行煅烧后加入水，获得混合碱液及0.1mm以下的石英细砂；
(5)往粒径大于0.1mm以上的粗砂中加入硫酸加热，获得硫酸盐及石英砂。
2.根据权利要求1所述的利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的研磨介质石英球石。
3.根据权利要求2所述的利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的石英球石的直径为750mm。
4.根据权利要求1所述的利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法，其特征在于：所述步骤(2)中采用球石磨将原料研磨至0.6mm以下。
5.根据权利要求1所述的利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的煅烧温度为800-900℃。
6.根据权利要求1所述的利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法，其特征在于：往步骤步骤(4)中获得的石英细砂中加入硫酸。
7.根据权利要求1所述的利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法，其特征在于：所述步骤(5)中加入硫酸的加热温度为60℃以下。
8.根据权利要求1所述的利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法，其特征在于：所述步骤(5)中的硫酸盐包括硫酸钙和硫酸镁。
9.根据权利要求1所述的利用碳酸盐型石英矿制备石英砂的方法，其特征在于：所述硫酸为稀硫酸，所述稀硫酸的质量浓度为30-50％。
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