CN112938988A - 一种酸洗制备高纯度石英砂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石英砂提纯技术领域，尤其涉及一种酸洗制备高纯度石英砂的方法，包括与酸液混合反应、脱酸、洗砂、脱水、烘干、磁选、筛分和吨包等步骤，本技术方案不仅能得到高纯度石英砂，还能对酸液循环使用并回收再利用，降低生产成本，提高生产效率，减少环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及石英砂提纯技术领域，尤其涉及一种酸洗制备高纯度石英砂的方法。
背景技术
常见针对石英砂的酸洗工艺由于生产过程中的酸液无法循环利用故只适用于小规模生产，同时酸液无法回收还易造成环境污染。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种酸洗制备高纯度石英砂的方法，包括以下步骤：
步骤1.把石英砂运输至酸洗罐中与酸液在60-65℃条件下反应6-8小时，所述酸液由7-9％的草酸、1-3％的氢氟酸和90％的水混合制成，得到与酸液反应后的石英砂；
步骤2.将步骤1所得与酸液反应后的石英砂进行脱酸后移动至螺旋洗砂机，石英砂被反复磨擦并水洗，去除杂质得到砂浆；
步骤3.将步骤2所得砂浆抽至脱水罐通过自然滤水、加压滤水和真空滤水将砂浆的水分降至7％以下；
步骤4.将步骤3所得砂浆烘干，得到所含氧化铁的去除率达到75％以上的石英砂；
步骤5.将步骤4所得石英砂磁选、筛分、吨包得到高纯度石英砂成品。
而且，步骤1中所述脱酸是指反应完成后将酸液通过酸洗罐的滤酸管道流入回酸桶，当酸洗罐顶部酸液低于砂面后，从酸洗罐顶部开始补水养砂，利用水压进一步排出酸液，当回酸桶回收的酸液量达到酸洗罐反应使用的酸液量时，关闭滤酸管道完成脱酸。
而且，步骤2中石英砂在螺旋洗砂机的洗砂速度为15吨/小时。
而且，步骤3中所述自然滤水是指在脱水罐底部出砂口封闭的状态下，将砂浆由脱水罐顶部的进砂口抽至脱水罐，直至湿砂装满脱湿罐后停止，水由于自重从脱水罐底部滤出，将砂浆含水量降至20％以下；所述加压滤水是指在脱水罐顶部封闭的状态下，向脱水罐顶部输入气体施加气压，顶部气压压迫水从脱水罐底部滤出，将脱水罐内上部砂浆的含水量降低至7％以内后停止加压；所述真空滤水是指通过抽出脱水罐下部的气体使脱水罐下部形成负压，负压促使脱水罐内的水滤出，将脱水罐内下部砂浆的含水量降低至7％以内后停止抽出气体。
而且，步骤4中所述烘干是指所得砂浆通过输送带送至烘干机顶部，采用顶部刮板的方式向各台烘干机分料进行分料并运输至烘干机中烘干，烘干机的热源管道环绕在石英砂的落料管道周围且不连通，使热源与砂浆不直接接触，砂浆经过烘干变松散后从烘干机顶部自然落入烘干机下方的料斗，得到石英砂。
而且，步骤5中所述磁选为使用磁选机处理，所述筛分为使用方形摇摆筛处理。
而且，步骤1中还包括酸液的循环使用方法，所述循环使用方法为酸液经过换热器加热后进入酸洗罐底部，与石英砂反应后从酸洗罐顶部溢流进入循环桶，再从循环桶泵入换热器中加热。从酸洗罐中进入循环桶，酸液在循环桶中经过加热后再进入酸洗罐与石英砂反应。
而且，步骤1中还包括酸液的回收再利用方法，所述回收再利用方法为步骤1酸液使用后从酸洗罐中回收至回酸桶，再经过配酸桶重新配置，配置后放入储酸桶储存，再利用时从储酸桶进入循环桶中使用。
与现有技术相比，本技术方案的有益效果在于：1、步骤1中石英砂在酸洗罐中同时完成酸液反应及脱酸过程，简化生产所需步骤，降低成本提升效率；2、整个制备方法中石英砂与热源不直接接触，步骤1中石英砂与酸液反应时是酸液先在循环桶中加热后进入酸洗罐，步骤4中砂浆的烘干过程热源与砂浆也不直接接触，使得所得石英砂在干燥时落料迅速且烘干过程中不变色不会增加黑点；3、步骤2通过反复磨擦并水洗石英砂能去杂增白，且有利于使石英砂脱酸后更加干净；4、砂浆通过自然滤水、加压滤水和真空滤水三道工艺能将其中的水分降至7％以下，水分越低越能降低生产成本，且脱水整体情况均匀不会出现局部含水量大导致烘干不彻底的情况；5、整个制备方法中酸液能循环使用；6、整个制备方法中酸液能回收再利用。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细具体说明，本发明的内容不局限于以下实施例。
一种酸洗制备高纯度石英砂的方法，其流程示意图如图1所示包括以下步骤：
步骤1.把石英砂运输至酸洗罐中与酸液在60-65℃条件下反应6-8小时，所述酸液由7-9％的草酸、1-3％的氢氟酸和90％的水混合制成，得到与酸液反应后的石英砂。酸洗的主要目的是除石英砂所含的氧化铁，反应原理为Fe2O3+3H2C2O4＝2FeC2O4(沉淀)+2CO2+3H2O。
同时在酸洗罐中完成对酸液反应后的石英砂进行脱酸，具体方法为反应完成后将酸液通过酸洗罐的滤酸管道流入回酸桶，当酸洗罐顶部酸液低于砂面后，从酸洗罐顶部开始补水养砂，利用水压进一步排出酸液，当回酸桶回收的酸液量达到酸洗罐反应使用的酸液量时，关闭滤酸管道完成脱酸。
步骤2.将步骤1所得与酸液反应后的石英砂移动至螺旋洗砂机，石英砂被反复磨擦并水洗，去除杂质得到砂浆，洗砂速度为15吨/小时，平均每生产1吨石英砂成品至少要使用3吨水，水主要使用于洗砂及配置酸液。通过反复磨擦并水洗石英砂能去杂增白，且有利于使石英砂脱酸后更加干净。
步骤3.将步骤2所得砂浆抽至脱水罐通过自然滤水、加压滤水和真空滤水将砂浆的水分降至7％以下。所述自然滤水是指在脱水罐底部出砂口封闭的状态下，将砂浆由脱水罐顶部的进砂口抽至脱水罐，直至湿砂装满脱湿罐后停止，水由于自重从脱水罐底部滤出，将砂浆含水量降至20％以下；所述加压滤水是指在脱水罐顶部封闭的状态下，向脱水罐顶部输入气体施加气压，顶部气压压迫水从脱水罐底部滤出，将脱水罐内上部砂浆的含水量降低至7％以内后停止加压；所述真空滤水是指通过抽出脱水罐下部的气体使脱水罐下部形成负压，负压促使脱水罐内的水滤出，将脱水罐内下部砂浆的含水量降低至7％以内后停止抽出气体。通过这三道工艺能确保将罐内从上至下所有砂浆中的水分降至7％以下，且脱水整体情况均匀不会出现局部含水量大导致烘干不彻底的情况。
步骤4.将步骤3所得砂浆烘干，得到所含氧化铁的去除率达到75％以上的石英砂；所述烘干是指所得砂浆通过输送带送至烘干机顶部，采用顶部刮板的方式向各台烘干机分料进行分料并运输至烘干机中烘干，烘干机的热源管道环绕在石英砂的落料管道周围且不连通，使热源与砂浆不直接接触，砂浆经过烘干变松散后从烘干机顶部自然落入烘干机下方的料斗，得到石英砂。由于热源与砂浆不直接接触，使得所得石英砂在干燥时落料迅速且烘干过程中不变色不会增加黑点。
步骤5.将步骤4所得石英砂磁选、筛分、吨包得到高纯度石英砂成品。所述磁选过程可使用磁选机，所述筛分过程可使用方形摇摆筛。
而且，步骤1中酸液还有循环使用方法，所述循环使用方法为酸液经过换热器加热后进入酸洗罐底部，与石英砂反应后从酸洗罐顶部溢流进入循环桶，再从循环桶泵入换热器中加热。从酸洗罐中进入循环桶，酸液在循环桶中经过加热后再进入酸洗罐与石英砂反应。即酸液流向形成循环桶--换热器--酸洗罐底部--酸洗罐顶部--循环桶的循环过程，酸液在达到预定的温度后才会进入酸洗罐与石英砂反应从而提高反应效果。酸液的循环使用方法与回收再利用方法配合从而减少酸液对环境的污染。
而且，步骤1中酸液还有回收再利用方法，所述回收再利用方法为步骤1酸液使用后从酸洗罐中回收至回酸桶，再经过配酸桶重新配置，配置后放入储酸桶储存，再利用时从储酸桶进入循环桶中使用。
与现有技术相比，本技术方案的有益效果在于：1、步骤1中石英砂在酸洗罐中同时完成酸液反应及脱酸过程，简化生产所需步骤，降低成本提升效率；2、整个制备方法中石英砂与热源不直接接触，步骤1中石英砂与酸液反应时是酸液先在循环桶中加热后进入酸洗罐，步骤4中砂浆的烘干过程热源与砂浆也不直接接触，使得所得石英砂在干燥时落料迅速且烘干过程中不变色不会增加黑点；3、步骤2通过反复磨擦并水洗石英砂能去杂增白，且有利于使石英砂脱酸后更加干净；4、砂浆通过自然滤水、加压滤水和真空滤水三道工艺能将其中的水分降至7％以下，水分越低越能降低生产成本，且脱水整体情况均匀不会出现局部含水量大导致烘干不彻底的情况；5、整个制备方法中酸液能循环使用；6、整个制备方法中酸液能回收再利用。
Claims (8)
1.一种酸洗制备高纯度石英砂的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1.把石英砂运输至酸洗罐中与酸液在60-65℃条件下反应6-8小时，所述酸液由7-9％的草酸、1-3％的氢氟酸和90％的水混合制成，得到与酸液反应后的石英砂；
步骤2.将步骤1所得与酸液反应后的石英砂进行脱酸后移动至螺旋洗砂机，石英砂被反复磨擦并水洗，去除杂质得到砂浆；
步骤3.将步骤2所得砂浆抽至脱水罐通过自然滤水、加压滤水和真空滤水将砂浆的水分降至7％以下；
步骤4.将步骤3所得砂浆烘干，得到所含氧化铁的去除率达到75％以上的石英砂；
步骤5.将步骤4所得石英砂磁选、筛分、吨包得到高纯度石英砂成品。
2.根据权利要求1所述的酸洗制备高纯度石英砂的方法，其特征在于：步骤1中所述脱酸是指反应完成后将酸液通过酸洗罐的滤酸管道流入回酸桶，当酸洗罐顶部酸液低于砂面后，从酸洗罐顶部开始补水养砂，利用水压进一步排出酸液，当回酸桶回收的酸液量达到酸洗罐反应使用的酸液量时，关闭滤酸管道完成脱酸。
3.根据权利要求1所述的酸洗制备高纯度石英砂的方法，其特征在于：步骤2中石英砂在螺旋洗砂机的洗砂速度为15吨/小时。
4.根据权利要求1所述的酸洗制备高纯度石英砂的方法，其特征在于：步骤3中所述自然滤水是指在脱水罐底部出砂口封闭的状态下，将砂浆由脱水罐顶部的进砂口抽至脱水罐，直至湿砂装满脱湿罐后停止，水由于自重从脱水罐底部滤出，将砂浆含水量降至20％以下；所述加压滤水是指在脱水罐顶部封闭的状态下，向脱水罐顶部输入气体施加气压，顶部气压压迫水从脱水罐底部滤出，将脱水罐内上部砂浆的含水量降低至7％以内后停止加压；所述真空滤水是指通过抽出脱水罐下部的气体使脱水罐下部形成负压，负压促使脱水罐内的水滤出，将脱水罐内下部砂浆的含水量降低至7％以内后停止抽出气体。
5.根据权利要求1所述的酸洗制备高纯度石英砂的方法，其特征在于：步骤4中所述烘干是指所得砂浆通过输送带送至烘干机顶部，采用顶部刮板的方式向各台烘干机分料进行分料并运输至烘干机中烘干，烘干机的热源管道环绕在石英砂的落料管道周围且不连通，使热源与砂浆不直接接触，砂浆经过烘干变松散后从烘干机顶部自然落入烘干机下方的料斗，得到干燥后的石英砂。
6.根据权利要求1所述的酸洗制备高纯度石英砂的方法，其特征在于：步骤5中所述磁选为使用磁选机处理，所述筛分为使用方形摇摆筛处理。
7.根据权利要求1所述的酸洗制备高纯度石英砂的方法，其特征在于：步骤1中还包括酸液的循环使用方法，所述循环使用方法为酸液经过换热器加热后进入酸洗罐底部，与石英砂反应后从酸洗罐顶部溢流进入循环桶，再从循环桶泵入换热器中加热。从酸洗罐中进入循环桶，酸液在循环桶中经过加热后再进入酸洗罐与石英砂反应。
8.根据权利要求7所述的酸洗制备高纯度石英砂的方法，其特征在于：步骤1中还包括酸液的回收再利用方法，所述回收再利用方法为步骤1酸液使用后从酸洗罐中回收至回酸桶，再经过配酸桶重新配置，配置后放入储酸桶储存，再利用时从储酸桶进入循环桶中使用。
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