CN116332190A - 一种石英砂酸洗系统及酸洗工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种石英砂酸洗系统及酸洗工艺，其中，该石英砂酸洗系统，包括：进料单元包括给料机构和第一传送机构；给料结构与第一传送机构的一端连接，第一传送机构上设有称重器件；反应釜的顶部设有进料口，进料口与传送机构的另一端连接；酸循环单元包括过滤器、循环桶、换热器，过滤器、循环桶、换热器依次连接，换热器的出酸口分别与反应釜的底部和上部的进酸口连通；供酸单元与循环桶连通；供酸单元用于储酸和供酸；洗砂单元用于洗砂；水处理单元包括废水搅拌池，废水搅拌池与反应釜的出水口连接。本发明的技术方案具有保证反应度内部酸液浓度、减少原料堆积高度、减少用酸量、提高酸液回收量和减少用水量的优点，可降低酸洗材料损耗。
Description
技术领域
本发明涉及石英砂处理技术领域，特别涉及一种石英砂酸洗系统及酸洗工艺。
背景技术
石英砂经过酸洗提纯后，以铁为代表的金属杂质含量大大地降低，其纯度随之显著提高。根据提纯后石英砂纯度的不同，分别用于光学玻璃、水晶玻璃及饰品、电子玻璃、液晶玻璃基板、普通石英玻璃、高纯石英玻璃、半导体石英玻璃管、太阳能多晶硅和高纯度高质量白炭黑等材料的制造。
目前，石英砂酸洗提纯的装置多为封闭的反应容器或封闭的搅拌容器，在容器中将石英砂用无机酸液进行静态浸泡，酸液从反应容器或封闭的搅拌容器的顶部进入内部，排酸时直接从反应容器或封闭的搅拌容器的底部排出至储酸罐进行回收；随后继续对石英砂进行洗砂操作；由于酸洗流程复杂，在每个操作步骤中都出现不同程度的材料损耗，例如酸液的回收量少于投入量，洗砂用水量大等；因此现有酸洗系统中材料损耗较大，导致石英砂的酸洗成本升高的问题。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种石英砂酸洗系统及工艺，旨在解决现有酸洗系统存在材料损耗较大、酸洗成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提出的石英砂酸洗系统，包括：
进料单元，包括给料机构和第一传送机构；所述给料结构与所述第一传送机构的一端连接，所述第一传送机构上设有称重器件；
反应釜，顶部设有进料口，所述进料口与所述传送机构的另一端连接；所述反应釜内设有保温层，所述反应釜的底部和上部均设置有进酸口；
酸循环单元，包括过滤器、循环桶和换热器，所述过滤器、所述循环桶和所述换热器依次连接，所述换热器的出酸口分别与所述反应釜的底部的进酸口和上部的进酸口连通；
供酸单元，与所述循环桶连通；所述供酸单元用于储酸和供酸；
洗砂单元，包括第一洗砂组和第二洗砂组，所述第一洗砂组包括依次连接的第一砂浆池、第一泵体、滚筒筛、脱泥斗、擦洗设备、脱水筛、第二传送机构和储砂仓，所述第一砂浆池与所述反应釜的出砂口连通；所述第二洗砂组包括依次连接的细沙回收斗、第二砂浆池和第二泵体，所述细沙回收斗与所述脱水筛的出水口连通，所述第二泵体与所述脱泥斗连通；
水处理单元，包括废水搅拌池，所述废水搅拌池与所述反应釜的出水口连接。
优选地，所述给料机构包括振动给料机和定量给料机，所述第一输送机构包括带式输送机，所述称重器件包括微电子皮带秤；所述微电子皮带秤设于所述带式输送机内部；所述振动给料机与所述带式输送机的一端连接，所述带式输送机的另一端与所述反应釜连接。
优选地，所述供酸单元包括依次连接的回酸储备桶、配酸搅拌桶和供酸储备桶；所述供酸储备桶与所述循环桶连通。
优选地，所述废水搅拌池包括中和反应池，所述水处理单元还包括、浓缩罐、过滤机和熟石灰仓，所述中和反应池、所述浓缩罐、所述过滤机依次连接，所述中和反应池与所述反应釜底部的出水口连接，所述熟石灰仓与所述中和反应池连通，所述过滤机的滤液出口与所述浓缩罐连通。
优选地，所述水处理单元还包括第三泵体和第四泵体，所述第三泵体设于所述中和反应池和所述浓缩罐的连接管上，所述第四泵体设于所述过滤机的滤液出口和所述浓缩罐之间的连接管上。
优选地，所述石英砂酸洗系统还包括酸雾处理单元，所述酸雾处理单元包括若干依次连接的酸雾回收塔，所述反应釜、所述过滤器、所述循环桶、所述回酸储备桶、所述配酸搅拌桶和所述供酸储备桶均与第一个酸雾回收塔连通，最后一个酸雾回收塔连接有烟囱。
优选地，所述石英砂酸洗系统还包括循环储水池，所述循环储水池的第一出水口与所述反应釜的顶部入水口连接，所述循环储水池的第二出水口与所述脱泥斗连接，和/或所述循环储水池的第二出水口与所述反应釜的顶部入水口连接。
本发明还提出一种石英砂酸洗工艺，其特征在于，包括以下步骤：
利用进料单元的给料机构均匀给料，并通过第一传送机构传送至反应釜内；
利用第一传送机构上的称重器件对石英原料进行称重，并控制石英原料的水分小于6％；
使供酸单元将标准浓度的酸液输入至循环桶内，酸液再通过循环桶进入换热器进行加温，换热器将酸液加热输入至反应釜内；利用酸循环单元村换加热酸液并使反应釜内酸液温度在50℃～80℃的范围内；
反应釜内部保持在50℃～80℃温度条件下反应，使酸液与石英原料进行化学反应，使石英表层和浅层杂质分离；
待提纯酸洗工序结束后，排出留在反应釜内的酸液，将该酸液回收到供酸单元内；
从反应釜的底部通水，对原料进行翻腾清洗后排砂；
反应釜与酸液反应过的石英原料排砂至洗砂单元，依次经过第一砂浆池、第一泵体、滚筒筛、脱泥斗、擦洗设备、脱水筛后，通过第二传送机构输送至储砂仓；脱水筛的砂浆再依次经过细沙回收斗、第二砂浆池筛出洗砂，细沙回收斗的砂浆通过第二泵体重新泵入脱泥斗内；
细沙回收斗的酸水利用水处理单元中和至符合全循环利用的标准。
优选地，所述待提纯酸洗工序结束后，排出留在反应釜内的酸液，将该酸液回收到供酸单元内之后，还包括以下步骤：
将反应釜内酸液排出后，在反应釜的底部通入水将反应釜内进行冲洗，再从反应釜的顶部通入水将反应釜内的残留物冲刷至废水搅拌池.
优选地，所述细沙回收斗的酸水利用水处理单元中和至符合全循环利用的标准的步骤，包括以下步骤：
将中和反应池中的废水加注熟石灰仓内的浆液以调节酸碱度，使废水的PH值经搅拌反应池后达到6～8ph，再加注絮凝剂使废水絮凝；
絮凝废水进入浓缩罐并加注聚丙烯酰胺，絮凝废水经沉降浓缩后从浓缩罐下部将泥浆抽出至过滤机；
泥浆经过滤机过滤后形成的固体废弃物，浓缩罐的上部清水可循环使用
本发明的技术方案通过利用进料单元的给料机构均匀给料，并通过第一传送机构传送至反应釜内；利用给料机构向第一传送机构上定量输出原料，使原料平铺于第一传送机构上，同时通过称重器件对原料进行称重，控制相同体积的原料的重量以实现控制原料的含水量，原料含水量避免影响所加注的酸液的浓度，增加生产运营成本；供酸单元将标准浓度的酸液输入至循环桶内，酸液再通过循环桶进入换热器进行加温，换热器将酸液加热并分别从反应釜的顶部和底部输入至反应釜内，反应釜内上下进酸可避免原料产生堆积，减少实际的用酸量；利用酸循环单元村换加热酸液并使反应釜内酸液温度在50℃～80℃的范围内；反应釜的保温层使反应釜内部保持在50℃～80℃温度条件下反应，使酸液与石英原料进行化学反应，使石英表层和浅层杂质分离，减少反应时间；待提纯酸洗工序结束后，排出留在反应釜内的酸液，将该酸液回收到供酸单元内；酸循环单元方便加热酸液和回收酸液，提高酸液回收量，降低酸液损耗；反应度内与酸液反应过的石英原料洗砂单元，依次经过第一砂浆池、第一泵体、滚筒筛、脱泥斗、脱水筛后，通过第二传送机构输送至储砂仓；经过擦洗的石英砂再依次经过细沙回收斗和第二砂浆池，细沙回收斗剩余的砂浆通过第二泵体重新泵入脱泥斗内；砂浆内带有细沙和水，水在洗砂单元中形成循环可重复利用利用，能减少石英砂酸洗系统的用水量；最后细沙回收斗的酸水利用水处理单元中和至符合全循环利用的标准；该石英酸洗系统具有保证反应釜内酸液浓度、减少原料堆积、减少用酸量、提高酸液回收量和减少用水量的优点，可大大降低系统酸洗过程中的材料损耗，实现降低酸洗的成本的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明石英砂酸洗系统一实施例的结构示意图。
图2为图1中进料单元的结构示意图。
图3为图1中反应釜、酸循环单元和供酸单元的结构示意图。
图4为图1中洗砂单元的结构示意图。
图5为图1中水处理单元的结构示意图。
图6为图1中酸雾处理单元的结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 1 | 进料单元 | 54 | 脱泥斗 |
| 11 | 给料机构 | 55 | 脱水筛 |
| 111 | 振动给料机 | 56 | 擦洗设备 |
| 112 | 定量给料机 | 57 | 第二传送机构 |
| 12 | 第一传送机构 | 58 | 储砂仓 |
| 121 | 称重器件 | 59 | 细沙回收斗 |
| 13 | 轮式装载机 | 510 | 第二砂浆池 |
| 2 | 反应釜 | 520 | 第二泵体 |
| 3 | 酸循环单元 | 530 | 集料斗 |
| 31 | 过滤器 | 6 | 水处理单元 |
| 32 | 循环桶 | 61 | 废水搅拌池 |
| 33 | 换热器 | 62 | 浓缩罐 |
| 34 | 供酸管道系统 | 63 | 浓缩罐 |
| 4 | 供酸单元 | 64 | 过滤机 |
| 41 | 回酸储备桶 | 65 | 熟石灰仓 |
| 42 | 配酸搅拌桶 | 66 | 第三泵体 |
| 43 | 供酸储备桶 | 67 | 第四泵体 |
| 44 | 配酸原料仓 | 7 | 酸雾处理单元 |
| 5 | 洗砂单元 | 71 | 酸雾回收塔 |
| 51 | 第一砂浆池 | 72 | 烟囱 |
| 52 | 第一泵体 | 8 | 循环储水池 |
| 53 | 滚筒筛 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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的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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种石英砂酸洗系统。
参照图1至图6，在本发明一实施例中，该石英砂酸洗系统，包括进料单元1、反应釜2、酸循环单元3、供酸单元4、洗砂单元5和水处理单元6；所述进料单元1包括给料机构11和第一传送机构12；所述给料机构11与所述第一传送机构12的一端连接，所述第一传送机构12上设有称重器件121；所述反应釜2的顶部设有进料口，所述进料口与所述传送机构的另一端连接；所述反应釜2内设有保温层，所述反应釜2的底部和上部均设置有进酸口；所述酸循环单元3包括过滤器31、循环桶32、换热器33，所述过滤器31、所述循环桶32、所述换热器33依次连接，所述换热器33的出酸口分别与所述反应釜2的底部的进酸口和上部的进酸口连通；所述供酸单元4，与所述循环桶32连通；所述供酸单元4用于储酸和供酸；所述洗砂单元5包括第一洗砂组和第二洗砂组，所述第一洗砂组包括依次连接的第一砂浆池51、第一泵体52、滚筒筛53、脱泥斗54、脱水筛55擦洗设备56、第二传送机构57和储砂仓58，所述第一砂浆池51与所述反应釜2的出砂口连通；所述第二洗砂组包括依次连接的细沙回收斗59、第二砂浆池510和第二泵体520，所述细沙回收斗59与所述脱水筛55的出水口连通，所述第二泵体520与所述脱泥斗54连通；所述水处理单元6包括废水搅拌池61，所述废水搅拌池61与所述反应釜2的出水口以及所述细沙回收斗59的出水口连接。
具体地，通过利用进料单元1的给料机构11均匀给料，并通过第一传送机构12传送至反应釜2内；利用给料机构11向第一传送机构12上定量输出原料，使原料平铺于第一传送机构12上，同时通过称重器件对原料进行称重，控制相同体积的原料的重量以实现控制原料的含水量，原料含水量避免影响所加注的酸液的浓度，增加生产运营成本；供酸单元4将标准浓度的酸液输入至循环桶32内，酸液再通过循环桶32进入换热器33进行加温，换热器33将酸液加热并分别从反应釜2的顶部和底部输入至反应釜2内，反应釜2内上下进酸可避免原料产生堆积，减少实际的用酸量；利用酸循环单元3村换加热酸液并使反应釜2内酸液温度在50℃～80℃的范围内；反应釜2的保温层使反应釜2内部保持在50℃～80℃温度条件下反应，使酸液与石英原料进行化学反应，使石英表层和浅层杂质分离，减少反应时间；待提纯酸洗工序结束后，排出留在反应釜2内的酸液，将该酸液回收到供酸单元4内；酸循环单元3方便加热酸液和回收酸液，提高酸液回收量，降低酸液损耗；反应度内与酸液反应过的石英原料洗砂单元5，依次经过第一砂浆池51、第一泵体52、滚筒筛53、脱泥斗54、脱水筛55后，通过第二传送机构57输送至储砂仓58；经过擦洗的石英砂再依次经过细沙回收斗59和第二砂浆池510，细沙回收斗59剩余的砂浆通过第二泵体520重新泵入脱泥斗54内；砂浆内带有细沙和水，水在洗砂单元5中形成循环可重复利用利用，能减少石英砂酸洗系统的用水量；最后细沙回收斗59的酸水利用水处理单元6中和至符合全循环利用的标准；该石英酸洗系统具有保证反应釜2内酸液浓度、减少原料堆积、减少用酸量、提高酸液回收量和减少用水量的优点，可大大降低系统酸洗过程中的材料损耗，实现降低酸洗的成本的目的。
由于一般的进酸方式是从反应釜2的上部(或顶部)进酸，酸液冲击石英原料容易造成原料起堆，直接导致实际用酸量高于标准用酸量；同时还会导致顶层与底层的石英原料的酸洗程度不一致，对实际生产过程中的影响较大。因此换热器33将酸液加热并分别从反应釜2的顶部和底部输入至反应釜2内，当进料单元1将原料送入反应釜2内，同时供酸单元4通过反应釜2的上部(或顶部)进行上进酸，对原料进入反应釜2后的起堆部分进行冲击，使得原料的顶层表面趋于平整，可减少后续酸洗所需的酸液用量；另外，酸液进入反应釜2后，需要逐渐渗透原料，由于酸液渗透原料的速度较慢，如果只采用上进酸的方式，容易影响酸洗的反应速度以及影响原料的顶层和底层的酸洗程度，通过使酸液从反应釜2的底部进入，使得酸液从原料的顶层和底层同时渗透，既能加快酸液的渗透速度，进而加快酸洗的反应效率，还能减少原料的顶层与底层之间的酸洗差距；因此，利用上下进酸的进酸方式，能够确保酸液在进入每个反应釜2后，酸液从原料的顶层和底层同时渗透，使得酸液能够接触到每一层的原料，既不会出现原料堆叠，减少酸液用量，还能减少原料的顶层与底层之间的酸洗差距，提高酸洗反应效率。
一般酸洗过程结束后，石英砂直接由反应釜2的顶部冲水进入洗砂流程，会将残留酸以及残留金属混合物一并带进下一流程，导致洗砂难度大、用水量更高；因此在洗砂单元5洗砂时，往反应釜2的顶部通水将石英砂冲刷，使反应釜2内原料通过底部的出砂口排出至第一砂浆池51形成固液混合物砂浆；具体地，通过第一泵体52将砂浆泵入滚筒筛53，利用滚筒筛53将吸附的反应物及大颗粒杂质筛出至集料斗530，再将剩余砂浆输入至脱泥斗54，经过脱泥斗54滤除部分泥质，随后利用脱水筛55对砂浆进行脱水处理，随后将砂浆输入至脱水筛55进行脱水，脱水后产出石英砂和泥浆，石英砂进入擦洗设备56进行擦洗后通过第二传送机构57带传送至储砂仓58，完成酸洗步骤；随后将过滤机64的泥浆输入至细沙回收斗59滤出细沙，可将细沙回收利用；细沙回收斗59的废水进去水处理单元6进行处理。该洗砂单元5具有用水量小、处理量大的优点，能够将反应后残留吸附的反应物及杂质完全清洗脱离干净。
优选地，所述给料机构11包括振动给料机111和定量给料机112，所述第一输送机构包括带式输送机，所述称重器件121包括微电子皮带秤；所述微电子皮带秤设于所述带式输送机内部；所述振动给料机111与所述带式输送机的一端连接，所述带式输送机的另一端与所述反应釜2连接。
具体地，可利用轮式装载机13将石英原料运送至振动给料机111的料斗内，振动给料机111通过规律性振动将原料均匀地抖落至带式输送机上，并利用带式输送机上微电子皮带秤对面积内的原料进行称重，原料中的水分含量影响原料的重量；将相同面积内的原料重量与含水量为6％的原料重量标准进行比对，使带式输送机上的原料重量小于含水量为6％的原料重量，避免原料中的水分稀释加入反应釜2内的酸液浓度。
优选地，所述供酸单元4包括依次连接的回酸储备桶41、配酸搅拌桶42和供酸储备桶43；所述回酸储备桶41与所述反应釜2的出酸口连接；所述供酸储备桶43与所述循环桶32以及所述反应釜2的上部的进酸口连通。
具体地，反应釜2排酸时将酸液输入至回酸储备桶41内进行储存，回收的酸液经过化学反应，其酸浓度有所下降，需要进行重新配置；回酸储备桶41在反应釜2内反应结束后，用于自然回收半小时酸液，随后通过在反应釜2的上部加水压使酸液进一步地回收至回酸储备桶41内；回酸储备桶41内的回收酸液再进入配酸搅拌桶42补充损耗的草酸，达到酸液回收循环利用，减少浪费和中和石灰的使用量；具体地，可将酸液输入至配酸搅拌桶42，通过添加高浓度酸液(例如添加高浓度草酸)与回收的酸液混合，实现配置出浓度为6％新酸液的目的；可将新酸液输入至供酸储备桶43进行存储，供酸储备桶43用于为反应釜2提供酸液。补加浓度后的新酸液，输入至反应釜2的酸液均从供酸储备桶43中抽用，可使得供入至所有反应釜2内的酸液浓度相同，确保石英砂的酸洗质量；通过供酸储备桶43进酸以及通过回酸储备桶41回酸，使进酸和回酸过程形成循环且互相不干扰，可提高石英砂酸洗质量和提高酸洗产量。另外，循环桶32还接入供酸管道系统34，用于初始供酸，供酸管道系统34用于提供定量氢氟酸。
另外，一般回收酸时采用直接将酸经反应釜2的底部排出至储酸罐，会导致酸液的回收量低于进酸量，且每次补充酸的过程中，需要加进一定量的水对高浓度的打算进行稀释，所以导致原料损耗更大；因此反应釜2内设有酸砂分离机，在回收酸的过程中经过自然沥酸后，利用酸砂分离机增加反应釜2内的水压，使得酸液回收地更彻底；酸液完全回收后，水从反应釜2底部进入，对反应釜2内进行翻腾洗砂，洗砂水从反应釜2上部溢流至水处理单元6进行处理；通过减少残留于石英砂内的酸量，降低水处理单元6的中和成本。
优选地，所述废水搅拌池61包括中和反应池，所述水处理单元6还包括浓缩罐62、过滤机64和熟石灰仓65，所述中和反应池、所述浓缩罐62、所述过滤机64依次连接，所述中和反应池与所述反应釜2底部的出水口连接，所述熟石灰仓65与所述中和反应池连通，所述过滤机64的滤液出口与所述浓缩罐62连通。
一般的水处理流程是将所有废水全都排进一个废水池内，再加碱进行中和，这种方式易导致废水内碱离子超标，加絮凝剂后不能得到充分的搅拌，容易出现固废不能有效地排出的情况，导致废水呈现弱碱性，对下一次酸洗造成影响。因此水处理单元6增设中和反应池、浓缩罐62、过滤机64配合处理，以提高水处理效果；具体地，细沙回收斗59的出水口与中和反应池连通，即细沙回收斗59内多余废水输入至中和反应池中，同时反应釜2内进行翻腾洗砂，产生的洗砂水输入至中和反应池；熟石灰仓65内存储有氢氧化钙浆液，将氢氧化钙浆液输入至中和反应池，以实现调节废水酸碱度的目的；经搅拌后将废水的PH将至达到弱碱性(6～8ph)，在加絮凝剂实现凝絮目的；絮凝剂采用注碱式氯化铝(又称聚合氯化铝)。絮凝废水进入浓缩罐62并加注聚丙烯酰胺，絮凝废水经沉降浓缩后从浓缩罐62下部将泥浆抽出不同的浓缩罐63内，再将不同浓缩罐63内的浓缩废水输送至不同的过滤机64中进行过滤，以提高工作效率；泥浆经过滤机64过滤后形成的固体废弃物，浓缩罐62的上部清水可循环使用；既提高了固体废弃物的回收处理率，也进一步提升水处理的效果。
优选地，所述水处理单元6还包括第三泵体66和第四泵体67，所述第三泵体66设于所述浓缩罐62和所述过滤机64的进液口的连接管上，所述第四泵体67设于所述过滤机64的滤液出口和所述浓缩罐62之间的连接管上。上述结构中，第三泵体66和第四泵体67均为浓浆泵；第三泵体66将浓缩罐62底部的泥浆泵入过滤机64，第四泵体67将重新滤液泵入浓缩罐62内，对滤液回收进行二次处理。
优选地，所述石英砂酸洗系统还包括酸雾处理单元7，所述酸雾处理单元7包括若干依次连接的酸雾回收塔71，所述反应釜2、所述过滤器31、所述循环桶32、所述回酸储备桶41、所述配酸搅拌桶42和所述供酸储备桶43均与第一个酸雾回收塔71连通，最后一个酸雾回收塔71连接有烟囱72。
上述结构中，加热后的酸液挥发产生酸雾，酸雾不仅会对人的身体健康造成危害，还会对当地生态环境造成影响，不利于工厂的长远发展。反应釜2、过滤器31、循环桶32、回酸储备桶41、配酸搅拌桶42和供酸储备桶43内均产生酸雾，通过将酸雾输入至酸雾回收塔71中，将酸雾脱离沉降到水或石灰水内部，经过若干个酸雾回收塔71处理，直至符合空气正常排放后排出，实现酸雾不外排的目的；保证酸雾在生产过程中都能得到有效的回收，做到酸雾不外排，减少对人体的危害，降低对周边环境的影响，实现提高石英砂酸洗系统的安全性和降低石英砂酸洗系统对环境的污染性的目的。
优选地，所述石英砂酸洗系统还包括循环储水池8，所述循环储水池8的第一出水口与所述反应釜2的顶部入水口连接，所述循环储水池8的第二出水口与所述脱泥斗54连接，以及所述循环储水池8的第二出水口与所述反应釜2的底部入水口连接；以及所述循环水池8的第三出水口与所述反应釜2的底部的进水口连接。
具体地，浓缩罐62的上部清水输入至循环储水池8中，同时循环储水池8接入外部供水系统，为脱泥斗54和反应釜2供水。
该石英砂酸洗系统采用塑料储罐(又称PPH反应釜2)作为反应釜2，塑料储罐采用PPH螺旋挤出缠绕技术加工制作而成的全塑结构的耐腐蚀常压反应釜2；石英砂酸洗系统具有耐酸碱、耐高温、恒温、定量给酸、定量配酸、定量回收酸等特性，结合擦洗单元的实现细洗砂，配合全循环零排放的水处理单元6，具有结构简单、运营成本低、环保等优点。
本发明的技术方案通过利用进料单元1的给料机构11均匀给料，并通过第一传送机构12传送至反应釜2内；利用给料机构11向第一传送机构12上定量输出原料，使原料平铺于第一传送机构12上，同时通过称重器件对原料进行称重，控制相同体积的原料的重量以实现控制原料的含水量，原料含水量避免影响所加注的酸液的浓度，增加生产运营成本；供酸单元4将标准浓度的酸液输入至循环桶32内，酸液再通过循环桶32进入换热器33进行加温，换热器33将酸液加热并分别从反应釜2的顶部和底部输入至反应釜2内，反应釜2内上下进酸可避免原料产生堆积，减少实际的用酸量；利用酸循环单元3村换加热酸液并使反应釜2内酸液温度在50℃～80℃的范围内；反应釜2的保温层使反应釜2内部保持在50℃～80℃温度条件下反应，使酸液与石英原料进行化学反应，使石英表层和浅层杂质分离，减少反应时间；待提纯酸洗工序结束后，排出留在反应釜2内的酸液，将该酸液回收到供酸单元4内；酸循环单元3方便加热酸液和回收酸液，提高酸液回收量，降低酸液损耗；反应度内与酸液反应过的石英原料洗砂单元5，依次经过第一砂浆池51、第一泵体52、滚筒筛53、脱泥斗54、脱水筛55后，通过第二传送机构57输送至储砂仓58；经过擦洗的石英砂再依次经过细沙回收斗59和第二砂浆池510，细沙回收斗59剩余的砂浆通过第二泵体520重新泵入脱泥斗54内；砂浆内带有细沙和水，水在洗砂单元5中形成循环可重复利用，能减少石英砂酸洗系统的用水量；最后细沙回收斗59的酸水利用水处理单元6中和至符合全循环利用的标准；该石英酸洗系统具有保证反应釜2内酸液浓度、减少原料堆积、减少用酸量、提高酸液回收量和减少用水量的优点，可大大降低系统酸洗过程中的材料损耗，实现降低酸洗的成本的目的。
本发明还提出一种石英砂酸洗工艺，包括以下步骤：
利用进料单元1的给料机构11均匀给料，并通过第一传送机构12传送至反应釜2内；
利用第一传送机构12上的称重器件121对石英原料进行称重，并控制石英原料的水分小于6％；
使供酸单元4将标准浓度的酸液输入至循环桶32内，酸液再通过循环桶32进入换热器33进行加温，换热器33将酸液加热输入至反应釜2内；利用酸循环单元3村换加热酸液并使反应釜2内酸液温度在50℃～80℃的范围内；
反应釜2内部保持在50℃～80℃温度条件下反应，使酸液与石英原料进行化学反应，使石英表层和浅层杂质分离；
待提纯酸洗工序结束后，排出留在反应釜2内的酸液，将该酸液回收到供酸单元4内；
从反应釜2的底部通水，对原料进行翻腾清洗后排砂；
反应釜2与酸液反应过的石英原料排砂至洗砂单元5，依次经过第一砂浆池51、第一泵体52、滚筒筛53、脱泥斗54、擦洗设备56、脱水筛55后，通过第二传送机构57输送至储砂仓58；脱水筛55的砂浆再依次经过细沙回收斗59、第二砂浆池510筛出洗砂，细沙回收斗59的砂浆通过第二泵体520重新泵入脱泥斗54内；
细沙回收斗59的酸水利用水处理单元6中和至符合全循环利用的标准。
上述加工步骤中，利用进料单元1的给料机构11均匀给料，将原料通过第一传送机构12传送至反应釜2内；利用第一传送机构12上的称重器件121对石英原料进行称重，并控制石英原料的水分小于6％；通过控制原料的湿度以降低对酸液的影响，保证酸液进入打反应釜2后的浓度不会有太大变化，降低了对酸洗过程的影响；该系统的进酸和回收酸的过程互不干扰，供酸的浓度都相同，确保酸洗效果不受影响；然后使供酸单元4将标准浓度的酸液输入至循环桶32内，酸液再通过循环桶32进入换热器33进行加温，换热器33将酸液加热输入至反应釜2内；而利用酸循环单元3村换加热酸液并使反应釜2内酸液温度在50℃～80℃的范围内；随后反应釜2内部保持在50°C～80℃温度条件下反应，使酸液与石英原料进行化学反应，使石英表层和浅层杂质分离，可减少酸洗反应时间，提高酸洗效率；待提纯酸洗工序结束后，排出留在反应釜2内的酸液，将该酸液回收到供酸单元4内；进酸和回收酸的过程互不干扰，每一罐酸的浓度都相同，确保酸洗效果不受影响；再从反应釜2的底部通水，对原料进行翻腾清洗后排砂；石英砂在经过酸洗过后，反应釜2内会先翻腾清洗一次，然后再进行排砂，水洗过程更快，用水量更小；使得反应釜2与酸液反应过的石英原料排砂至洗砂单元5，依次经过第一砂浆池51、第一泵体52、滚筒筛53、脱泥斗54、擦洗设备56、脱水筛55后，通过第二传送机构57输送至储砂仓58；脱水筛55的砂浆再依次经过细沙回收斗59、第二砂浆池510筛出洗砂，细沙回收斗59的砂浆通过第二泵体520重新泵入脱泥斗54内，该洗砂过程用水量少，清洗效果好；最后细沙回收斗59的酸水利用水处理单元6中和至符合全循环利用的标准。
优选地，所述待提纯酸洗工序结束后，排出留在反应釜2内的酸液，将该酸液回收到供酸单元4内之后，还包括以下步骤：
将反应釜2内酸液排出后，在反应釜2的底部通入水将反应釜2内进行冲洗，再从反应釜2的顶部通入水将反应釜2内的残留物冲刷至废水搅拌池61。
上述步骤可将反应釜2内残留原料冲洗干净，避免对下一次酸洗造成影响。
优选地，所述细沙回收斗59的酸水利用水处理单元6中和至符合全循环利用的标准的步骤，包括以下步骤：
将中和反应池中的废水加注熟石灰仓65内的浆液以调节酸碱度，使废水的PH值经搅拌反应池后达到6～8ph，再加注絮凝剂使废水絮凝；
絮凝废水进入浓缩罐62并加注聚丙烯酰胺，絮凝废水经沉降浓缩后从浓缩罐62下部将泥浆抽出至过滤机64；
泥浆经过滤机64过滤后形成的固体废弃物，浓缩罐62的上部清水可循环使用。
先将中和反应池内的废水的PH降至达到弱碱性(6～8ph)，避免碱离子影响凝絮效果，经过凝絮反应后，在絮凝废水进入浓缩罐62后加注聚丙烯酰胺，使凝絮废水产生沉降，再从浓缩罐62下部将泥浆抽出至过滤机64；泥浆经过滤机64过滤后形成的固体废弃物，提高了固废排出量；同时，浓缩罐62的上部清水可循环使用，减少酸洗过程的耗水量。其中，上述全循环的利用标准可参考最新版国标《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2017关于水质标准的相关条件；例如水体中的悬浮物应小于20mg/L，水体PH值在7.0～9.2的范围内等等，这里不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种石英砂酸洗系统，其特征在于，包括：
进料单元，包括给料机构和第一传送机构；所述给料结构与所述第一传送机构的一端连接，所述第一传送机构上设有称重器件；
反应釜，顶部设有进料口，所述进料口与所述传送机构的另一端连接；所述反应釜内设有保温层，所述反应釜的底部和上部均设置有进酸口；
酸循环单元，包括过滤器、循环桶和换热器，所述过滤器、所述循环桶和所述换热器依次连接，所述换热器的出酸口分别与所述反应釜的底部的进酸口和上部的进酸口连通；
供酸单元，与所述循环桶连通；所述供酸单元用于储酸和供酸；
洗砂单元，包括第一洗砂组和第二洗砂组，所述第一洗砂组包括依次连接的第一砂浆池、第一泵体、滚筒筛、脱泥斗、脱水筛、擦洗设备、第二传送机构和储砂仓，所述第一砂浆池与所述反应釜的出砂口连通；所述第二洗砂组包括依次连接的细沙回收斗、第二砂浆池和第二泵体，所述细沙回收斗与所述脱水筛的出水口连通，所述第二泵体与所述脱泥斗连通；
水处理单元，包括废水搅拌池，所述废水搅拌池与所述反应釜的出水口连接。
2.如权利要求1所述的石英砂酸洗系统，其特征在于，所述给料机构包括振动给料机和定量给料机，所述第一输送机构包括带式输送机，所述称重器件包括微电子皮带秤；所述微电子皮带秤设于所述带式输送机内部；所述振动给料机与所述带式输送机的一端连接，所述带式输送机的另一端与所述反应釜连接。
3.如权利要求1所述的石英砂酸洗系统，其特征在于，所述供酸单元包括依次连接的回酸储备桶、配酸搅拌桶和供酸储备桶；所述回酸储备桶与所述反应釜的出酸口连接；所述供酸储备桶与所述循环桶连通。
4.如权利要求1至3任意一项所述的石英砂酸洗系统，其特征在于，所述废水搅拌池包括中和反应池，所述水处理单元还包括浓缩罐、过滤机和熟石灰仓，所述中和反应池、所述浓缩罐、所述过滤机依次连接，所述中和反应池与所述反应釜底部的出水口连接，所述熟石灰仓与所述中和反应池连通，所述过滤机的滤液出口与所述浓缩罐连通。
5.如权利要求4所述的石英砂酸洗系统，其特征在于，所述水处理单元还包括第三泵体和第四泵体，所述第三泵体设于所述中和反应池和所述浓缩罐的连接管上，所述第四泵体设于所述过滤机的滤液出口和所述浓缩罐之间的连接管上。
6.如权利要求1至3中任意一项所述的石英砂酸洗系统，其特征在于，还包括酸雾处理单元，所述酸雾处理单元包括若干依次连接的酸雾回收塔，所述反应釜、所述过滤器、所述循环桶、所述回酸储备桶、所述配酸搅拌桶和所述供酸储备桶均与第一个酸雾回收塔连通，最后一个酸雾回收塔连接有烟囱。
7.如权利要求1至3中任意一项所述的石英砂酸洗系统，其特征在于，还包括循环储水池，所述循环储水池的第一出水口与所述反应釜的顶部入水口连接，所述循环储水池的第二出水口与所述脱泥斗连接，和/或所述循环储水池的第二出水口与所述反应釜的顶部入水口连接。
8.一种石英砂酸洗工艺，其特征在于，包括以下步骤：
利用进料单元的给料机构均匀给料，并通过第一传送机构传送至反应釜内；
利用第一传送机构上的称重器件对石英原料进行称重，并控制石英原料的水分小于6％；
使供酸单元将标准浓度的酸液输入至循环桶内，酸液再通过循环桶进入换热器进行加温，换热器将酸液加热输入至反应釜内；利用酸循环单元村换加热酸液并使反应釜内酸液温度在50℃～80℃的范围内；
反应釜内部保持在50℃～80℃温度条件下反应，使酸液与石英原料进行化学反应，使石英表层和浅层杂质分离；
待提纯酸洗工序结束后，排出留在反应釜内的酸液，将该酸液回收到供酸单元内；
从反应釜的底部通水，对原料进行翻腾清洗后排砂；
反应釜与酸液反应过的石英原料排砂至洗砂单元，依次经过第一砂浆池、第一泵体、滚筒筛、脱泥斗、脱水筛、擦洗设备后，通过第二传送机构输送至储砂仓；脱水筛的砂浆再依次经过细沙回收斗、第二砂浆池筛出洗砂，细沙回收斗的砂浆通过第二泵体重新泵入脱泥斗内；
细沙回收斗的酸水利用水处理单元中和至符合全循环利用的标准。
9.如权利要求8所述的石英砂酸洗工艺，其特征在于，所述待提纯酸洗工序结束后，排出留在反应釜内的酸液，将该酸液回收到供酸单元内之后，还包括以下步骤：
将反应釜内酸液排出后，在反应釜的底部通入水将反应釜内进行冲洗，再从反应釜的顶部通入水将反应釜内的残留物冲刷至废水搅拌池。
10.如权利要求8所述的石英砂酸洗工艺，其特征在于，所述细沙回收斗的酸水利用水处理单元中和至符合全循环利用的标准的步骤，包括以下步骤：
将中和反应池中的废水加注熟石灰仓内的浆液以调节酸碱度，使废水的PH值经搅拌反应池后达到6～8ph，再加注絮凝剂使废水絮凝；
絮凝废水进入浓缩罐并加注聚丙烯酰胺，絮凝废水经沉降浓缩后从浓缩罐下部将泥浆抽出至过滤机；
泥浆经过滤机过滤后形成的固体废弃物，浓缩罐的上部清水可循环使用。
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