CN114887772B - 一种石英砂浮选方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及浮选工艺领域，具体是涉及一种石英砂浮选方法，还涉及一种石英砂浮选装置，包括料仓和浮选柱，料仓呈圆柱状，浮选柱同轴设置在料仓内，浮选柱顶部的转轮通过传动带传动连接伺服电机的工作端，料仓由同轴设置的内筒和外筒组成，内筒与外筒之间设有间隙，内筒外壁设置有加热丝，加热丝螺旋缠绕在内筒外壁上，加热丝连接控制开关，控制开关安装在料仓顶部，内筒上设置有温度传感器，温度传感器信号连接控制开关，料仓的顶部设置有若干个浮料溢流口，浮料溢流口绕料仓轴线等间距分布，浮料溢流口水平贯通料仓，本技术方案通过料仓内螺旋设置的加热丝和冷却水管对料仓的加工温度进行均匀的调节保证不同加工步骤处于最佳的浮选温度。

Description

一种石英砂浮选方法与装置

技术领域

本发明涉及浮选工艺领域，具体是涉及一种石英砂浮选方法，还涉及一种石英砂浮选装置。

背景技术

石英砂是无色、透明的石英的变种，希腊人称为“Krystallos”，意思是“洁白的冰”，他们确信石英是耐久而坚固的冰。中国古代人认为嘴里含上冷的水晶能够止渴。石英砂岩是固结的碎屑岩石，石英碎屑含量达95%以上，来源于各种岩浆岩，沉积岩和变质岩，重质矿物较少，伴生矿物为长石、云母和黏土矿物。石英岩分沉积成因和变质成因两种，前者碎屑颗粒与胶结物的界限不明显，后者指变质程度深、质纯的石英岩矿石。脉石英是由热液作用形成，几乎全部由石英组成，致密块状构造。石英砂中矿物含量变化较大，以石英为主，其次为长石、云母、岩屑、重矿物，黏土矿物等。

石英砂是重要的非金属矿物质，是几百种工业加工的原材料，主要用于玻璃工业、冶金工业、建筑工业、化学工业和电子工业等。随着经济的发展和科学的进步，特别是光伏产业和电子工业的快速发展，对超纯石英粉的需求量不断增加，对石英粉的深加工要求也越来越高。

现有的石英砂浮选工艺中大部分是针对伴生的矿物杂质，如长石、云母、绿泥石、闪石族和辉石族矿物、电气石、含铁矿物等进行去除，还需要对石英砂生产过程中带入的杂质，如机械铁、油漆、锰钢等进行一定的处理保证石英砂的纯度。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种石英砂浮选方法与装置。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种石英砂浮选方法，包括以下步骤：

S1、在容器中装入所需处理的石英砂原料进行搅拌制成料浆；

S2、对石英砂料浆用少量酸调节pH值为2-3，按石英砂重量的0.1%-1%加入第一浮选剂，按石英砂重量的0.01%-2%加入起泡剂，调整料浆温度将硅酸盐矿物浮出；

S3、对石英砂料浆加少量调节剂调节pH值为3-5，按石英砂重量的0.1%-2%加入第二浮选剂，调整料浆温度将生产过程中带入的杂质和含铁矿物浮出；

S4、对石英砂料浆加少量调节剂调节pH值为7-12，按石英砂重量的0.1%-2%加入第三浮选剂，调整料浆温度将含过渡金属的矿物浮出；

S5、对石英砂料浆按石英砂重量的0.1%-2%加入清洗剂，将残留浮选药剂清洗干净，得到浮选干净的石英砂。

一种石英砂浮选装置，包括料仓和浮选柱，料仓呈圆柱状，浮选柱同轴设置在料仓内，浮选柱顶部的转轮通过传动带传动连接伺服电机的工作端，伺服电机通过底座固定安装在料仓的开口上，料仓由同轴设置的内筒和外筒组成，外筒底部设置有支撑座支撑料仓，内筒与外筒之间设有间隙，内筒外壁设置有加热丝，加热丝螺旋缠绕在内筒外壁上，加热丝连接控制开关，控制开关安装在料仓顶部，内筒上设置有温度传感器，温度传感器信号连接控制开关，料仓的顶部设置有若干个浮料溢流口，浮料溢流口绕料仓轴线等间距分布，浮料溢流口水平贯通料仓。

优选的，内筒上还设置有冷却水管，冷却水管沿浮料溢流口缠绕方向螺旋安装在内筒外壁上，冷却水管的上侧进水端设置控制阀门连接冷却液输送装置的输出端。

优选的，加热丝与冷却水管之间设置有隔热板，隔热板螺旋安装在内筒外壁。

优选的，所述外筒的外壁周侧设置有接料通道，接料通道由浮料溢流口的下方绕外筒外壁周侧螺旋向下延伸，接料通道具有开口朝向上侧的圆弧形内槽，接料通道远离外筒的一侧设置有竖直向上突出的挡板。

优选的，接料通道的底部连接滤盒的开口，滤盒的底部设置有若干个滤孔，第一出水口固定安装在滤孔下方。

优选的，所述内筒和外筒底部设置为锥形，内筒和外筒底部开口直径自上而下逐渐缩小，内筒和外筒底部通过底板封闭。

优选的，底板上设置有出料口，出料口位于底板轴线位置，出料口连通内筒的内腔，出料口处固定安装有压力密封盖，压力密封盖用于料仓内料浆的出料。

优选的，底板上设置有第二出水口，第二出水口连通内筒与外筒之间的空腔，第二出水口通过水管连接冷却液回收装置，第二出水口用于冷却水管中冷却液的出料。

优选的，浮选柱包括进气管，进气管穿过料仓的内筒和外筒延伸至料仓外部。

本申请相比较于现有技术的有益效果是：

1.本申请通过在石英砂料浆中添加不同的调节剂对料浆的值进行调整配合不同的浮选剂针对不同的杂质进行浮选，保证对石英砂的提出效果。

2.本申请通过内筒和外筒组成料仓，内筒和外筒上设置的加热丝和冷却水管对内筒内的石英砂料浆的温度进行调整，保证在不同加工步骤中，添加浮选剂后料仓内可以维持合适的浮选温度从而保证浮选的最佳效果。

3.本申请通过加热丝和冷却水管螺旋缠绕在内筒外壁周侧从而保证对内筒的加热和降温效果均匀。

4.本申请通过温度传感器对加热丝的控制开关信号连接从而控制控制开关对内筒的加热温度。

5.本申请通过料仓顶部的浮料溢流口使上浮的杂质流出至接料通道处定向移动，并进入滤盒中进行杂质与液体的分离，方便工作人员进行分类回收再利用。

附图说明

图1是本申请的方法的流程图；

图2是本申请的装置的立体图；

图3是图2的A处局部放大图；

图4是本申请的装置的主视图；

图5是图4的B-B处截面剖视图；

图6是图5的C处局部放大图；

图7是图5的D处局部放大图；

图8是本申请的料仓的立体图；

图9是图8的E处局部放大图；

图10是本申请的浮选柱的立体图；

图中标号为：

1-料仓；1a-内筒；1a1-温度传感器；1b-外筒；1b1-支撑座；1c-加热丝；1c1-控制开关；1d-浮料溢流口；1e-冷却水管；1e1-控制阀门；1f-隔热板；1g-接料通道；1g1-挡板；1g2-滤盒；1g3-滤孔；1g4-第一出水口；1h-底板；1h1-出料口；1h2-压力密封盖；1h3-第二出水口；

2-浮选柱；2a-转轮；2a1-传动带；2b-伺服电机；2b1-底座；2c-进气管。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本申请提供：

一种石英砂浮选方法，包括以下步骤：

S1、在容器中装入所需处理的石英砂原料进行搅拌制成料浆；

S2、对石英砂料浆用少量酸调节pH值为2-3，按石英砂重量的0.1%-1%加入第一浮选剂，按石英砂重量的0.01%-2%加入起泡剂，调整料浆温度将硅酸盐矿物浮出；

S3、对石英砂料浆加少量调节剂调节pH值为3-5，按石英砂重量的0.1%-2%加入第二浮选剂，调整料浆温度将生产过程中带入的杂质和含铁矿物浮出；

S4、对石英砂料浆加少量调节剂调节pH值为7-12，按石英砂重量的0.1%-2%加入第三浮选剂，调整料浆温度将含过渡金属的矿物浮出；

S5、对石英砂料浆按石英砂重量的0.1%-2%加入清洗剂，将残留浮选药剂清洗干净，得到浮选干净的石英砂。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何将石英砂原料中含有的石英砂与伴生的矿物杂质以及生产过程中带入的杂质进行分离。为此，本申请通过将石英砂原料制成砂浆，再向砂浆中加入少量酸调节pH值为2-3，选用的酸可以为硫酸、盐酸、氢氟酸、草酸中的一种或几种，按石英砂重量的0.1%-1%加入第一浮选剂，所述第一浮选剂为十二胺、十八胺、混合胺、二胺或其他胺类中的一种或几种，按石英砂重量的0.01%-2%加入起泡剂，所述起泡剂为2号油、表面活性剂组成，浮选温度为10-60℃，浮选时间10-60分钟，通过步骤二将云母、长石等硅酸盐矿物浮出；再将石英砂料浆中加少量调节剂调节pH值为3-5，按石英砂重量的0.1%-2%加入第二浮选剂，所述第二浮选剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、石油磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或几种，浮选温度为0-50℃，浮选时间10-60分钟，步骤三将生产过程中带入的杂质如机械铁、油漆等和部分含铁矿物浮出；再将石英砂原料中加少量调节剂调节pH值为7-12，所述调节剂为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氨水中的一种或几种，按石英砂重量的0.1%-2%加入第三浮选剂，所述第三浮选剂为妥尔油、油酸、亚油酸、十六酸、煤油、柴油、羟肟酸、膦酸、胂酸中的一种或几种，浮选温度浮选温度为0-50℃，浮选时间10-60分钟，步骤四将电气石、金红石、磁铁矿、褐铁矿等含过渡金属的矿物浮出；最后按石英砂重量的0.1%-2%加入清洗剂，清洗剂为甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等醇类化合物中的一种或几种，将残留浮选药剂清洗干净，得到浮选干净的石英砂。

进一步的，如图2至图10所示：

一种石英砂浮选装置，包括料仓1和浮选柱2，料仓1呈圆柱状，浮选柱2同轴设置在料仓1内，浮选柱2顶部的转轮2a通过传动带2a1传动连接伺服电机2b的工作端，伺服电机2b通过底座2b1固定安装在料仓1的开口上，料仓1由同轴设置的内筒1a和外筒1b组成，外筒1b底部设置有支撑座1b1支撑料仓1，内筒1a与外筒1b之间设有间隙，内筒1a外壁设置有加热丝1c，加热丝1c螺旋缠绕在内筒1a外壁上，加热丝1c连接控制开关1c1，控制开关1c1安装在料仓1顶部，内筒1a上设置有温度传感器1a1，温度传感器1a1信号连接控制开关1c1，料仓1的顶部设置有若干个浮料溢流口1d，浮料溢流口1d绕料仓1轴线等间距分布，浮料溢流口1d水平贯通料仓1。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何对石英砂进行浮选保证不同阶段的温度。为此，本申请通过内筒1a和外筒1b组成料仓1，本实施例在对石英砂料浆进行浮选时，需要在不同阶段加入不同的浮选剂并配合合适的料浆温度完成浮选过程，通过内筒1a和外筒1b之间安装在加热丝1c可以对内筒1a进行加热，保持内筒1a内料浆的温度处于不同加工步骤所需的浮选温度，加热丝1c螺旋缠绕在内筒1a外壁上保证对石英砂料浆的加热效果均匀，温度传感器1a1对加热丝1c的控制开关1c1信号连接从而控制控制开关1c1对内筒1a的加热温度，浮选柱2安装在料仓1中对料仓1内的石英砂料浆进行出气，伺服电机2b启动时通过传动带2a1带动转轮2a旋转从而在石英砂料浆中产生大量气泡，将疏水性不同的材料包裹上浮完成浮选，杂质在上浮至料仓1顶部的浮料溢流口1d处向外流出从而完成对石英砂料浆的提纯。

进一步的，如图5和6所示：

内筒1a上还设置有冷却水管1e，冷却水管1e沿浮料溢流口1d缠绕方向螺旋安装在内筒1a外壁上，冷却水管1e的上侧进水端设置控制阀门1e1连接冷却液输送装置的输出端。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何使内筒1a快速降温。为此，本申请在内筒1a上缠绕冷却水管1e，冷却水管1e的上侧进水端设置控制阀门1e1连接冷却液输送装置的输出端，当对石英砂料浆进行加工的步骤需要降温时，冷却液进入冷却水管1e沿内筒1a表面螺旋移动从而保证对内筒1a内石英砂料浆的降温快速且均匀。

进一步的，如图6所示：

加热丝1c与冷却水管1e之间设置有隔热板1f，隔热板1f螺旋安装在内筒1a外壁。

基于上述实施例，本申请通过在加热丝1c与冷却水管1e之间设置隔热板1f从而对加热丝1c和冷却水管1e形成隔离，防止加热丝1c的加热对冷却水管1e造成影响。

进一步的，如图4至图6所示：

所述外筒1b的外壁周侧设置有接料通道1g，接料通道1g由浮料溢流口1d的下方绕外筒1b外壁周侧螺旋向下延伸，接料通道1g具有开口朝向上侧的圆弧形内槽，接料通道1g远离外筒1b的一侧设置有竖直向上突出的挡板1g1。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何防止浮料溢流口1d处溢流的液体定向移动。为此，本申请通过在外筒1b的外侧设置接料通道1g对浮料溢流口1d处流出的液体进行收集，液体沿接料通道1g内的圆弧形内槽螺旋向下移动，接料通道1g的圆弧形内槽可以有效防止杂质残留在接料通道1g内，接料通道1g外侧的挡板1g1防止液体外流。

进一步的，如图8和图9所示：

接料通道1g的底部连接滤盒1g2的开口，滤盒1g2的底部设置有若干个滤孔1g3，第一出水口1g4固定安装在滤孔1g3下方。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何对溢流出的液体和杂质继续分离。为此，本申请通过在接料通道1g底部设置滤盒1g2对液体进行收集，液体进入滤盒1g2后通过滤孔1g3实现与杂质的分离，杂质留在滤盒1g2内，液体通过第一出水口1g4流出，工作人员可以将第一出水口1g4连接收集装置进行回收。

进一步的，如图7所示：

所述内筒1a和外筒1b底部设置为锥形，内筒1a和外筒1b底部开口直径自上而下逐渐缩小，内筒1a和外筒1b底部通过底板1h封闭。

底板1h上设置有出料口1h1，出料口1h1位于底板1h轴线位置，出料口1h1连通内筒1a的内腔，出料口1h1处固定安装有压力密封盖1h2，压力密封盖1h2用于料仓1内料浆的出料。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何在加工完成后实现石英砂料浆的下料。为此，本申请通过将内筒1a和外筒1b底部设置成锥形使石英砂在底板1h处堆积聚集，对石英砂进行加工时，底板1h的压力密封盖1h2封闭出料口1h1，在加工完成后，压力密封盖1h2打开，提纯后的石英砂通过出料口1h1流出料仓1，工作人员在出料口1h1处对石英砂进行收集。

进一步的，如图7所示：

底板1h上设置有第二出水口1h3，第二出水口1h3连通内筒1a与外筒1b之间的空腔，第二出水口1h3通过水管连接冷却液回收装置，第二出水口1h3用于冷却水管1e中冷却液的出料。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何将冷却水管1e中的冷却液排出料仓1。为此，本申请的底板1h上设置有冷却液排出的第二出水口1h3，冷却液进入冷却水管1e后最终排出在内筒1a与外筒1b之间，通过底板1h上的第二出水口1h3流出料仓1，第二出水口1h3可以通过水管连接冷却液回收装置实现冷却液的再利用，避免材料的浪费。

进一步的，如图5和图10所示：

浮选柱2包括进气管2c，进气管2c穿过料仓1的内筒1a和外筒1b延伸至料仓1外部。

基于上述实施例，本申请通过进气管2c延伸至料仓1的外部保证浮选柱2持续产生气泡的效果。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种石英砂浮选方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在容器中装入所需处理的石英砂原料进行搅拌制成料浆；

S2、对石英砂料浆用少量酸调节pH值为2-3，按石英砂重量的0.1%-1%加入第一浮选剂，按石英砂重量的0.01%-2%加入起泡剂，调整料浆温度将硅酸盐矿物浮出；

S3、对石英砂料浆加少量调节剂调节pH值为3-5，按石英砂重量的0.1%-2%加入第二浮选剂，调整料浆温度将生产过程中带入的杂质和含铁矿物浮出；

S4、对石英砂料浆加少量调节剂调节pH值为7-12，按石英砂重量的0.1%-2%加入第三浮选剂，调整料浆温度将含过渡金属的矿物浮出；

S5、对石英砂料浆按石英砂重量的0.1%-2%加入清洗剂，将残留浮选药剂清洗干净，得到浮选干净的石英砂；

所述一种石英砂浮选方法使用的石英砂浮选装置，包括料仓（1）和浮选柱（2），料仓（1）呈圆柱状，浮选柱（2）同轴设置在料仓（1）内，浮选柱（2）顶部的转轮（2a）通过传动带（2a1）传动连接伺服电机（2b）的工作端，伺服电机（2b）通过底座（2b1）固定安装在料仓（1）的开口上，料仓（1）由同轴设置的内筒（1a）和外筒（1b）组成，外筒（1b）底部设置有支撑座（1b1）支撑料仓（1），内筒（1a）与外筒（1b）之间设有间隙，内筒（1a）外壁设置有加热丝（1c），加热丝（1c）螺旋缠绕在内筒（1a）外壁上，加热丝（1c）连接控制开关（1c1），控制开关（1c1）安装在料仓（1）顶部，内筒（1a）上设置有温度传感器（1a1），温度传感器（1a1）信号连接控制开关（1c1），料仓（1）的顶部设置有若干个浮料溢流口（1d），浮料溢流口（1d）绕料仓（1）轴线等间距分布，浮料溢流口（1d）水平贯通料仓（1）；

内筒（1a）上还设置有冷却水管（1e），冷却水管（1e）沿浮料溢流口（1d）缠绕方向螺旋安装在内筒（1a）外壁上，冷却水管（1e）的上侧进水端设置控制阀门（1e1）连接冷却液输送装置的输出端；

所述外筒（1b）的外壁周侧设置有接料通道（1g），接料通道（1g）由浮料溢流口（1d）的下方绕外筒（1b）外壁周侧螺旋向下延伸，接料通道（1g）具有开口朝向上侧的圆弧形内槽，接料通道（1g）远离外筒（1b）的一侧设置有竖直向上突出的挡板（1g1）；

接料通道（1g）的底部连接滤盒（1g2）的开口，滤盒（1g2）的底部设置有若干个滤孔（1g3），第一出水口（1g4）固定安装在滤孔（1g3）下方；

底板（1h）上设置有第二出水口（1h3），第二出水口（1h3）连通内筒（1a）与外筒（1b）之间的空腔，第二出水口（1h3）通过水管连接冷却液回收装置，第二出水口（1h3）用于冷却水管（1e）中冷却液的出料；

加热丝（1c）与冷却水管（1e）之间设置有隔热板（1f），隔热板（1f）螺旋安装在内筒（1a）外壁；

所述内筒（1a）和外筒（1b）底部设置为锥形，内筒（1a）和外筒（1b）底部开口直径自上而下逐渐缩小，内筒（1a）和外筒（1b）底部通过底板（1h）封闭。

2.根据权利要求1所述的一种石英砂浮选方法，其特征在于，底板（1h）上设置有出料口（1h1），出料口（1h1）位于底板（1h）轴线位置，出料口（1h1）连通内筒（1a）的内腔，出料口（1h1）处固定安装有压力密封盖（1h2），压力密封盖（1h2）用于料仓（1）内料浆的出料。

3.根据权利要求2所述的一种石英砂浮选方法，其特征在于，浮选柱（2）包括进气管（2c），进气管（2c）穿过料仓（1）的内筒（1a）和外筒（1b）延伸至料仓（1）外部。