CN1962437A

CN1962437A - 去除硅砂表面薄膜铁的草酸浸出法

Info

Publication number: CN1962437A
Application number: CN 200610102170
Authority: CN
Inventors: 赵洪力
Original assignee: Yanshan University
Current assignee: Yanshan University
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2007-05-16

Abstract

本发明公开一种去除硅砂表面薄膜铁的草酸浸出法，其特征是：将含有表面薄膜铁的硅砂置于草酸溶液中，草酸溶液的浓度为1～10％，草酸溶液与硅砂的质量比应大于100∶100，加热至80～90℃，适当加以搅拌，经过1～5小时后，硅砂表面的薄膜铁被草酸溶解下来形成了草酸铁，再进行固液分离、并用清水洗涤过滤，即可得到表面干净的硅砂产品。该方法不仅可以彻底去除薄膜铁、使硅砂含铁量大大降低，而且操作安全、对环境无害。

Description

去除硅砂表面薄膜铁的草酸浸出法

技术领域

本发明涉及一种硅砂除铁的化学选矿方法，特别是涉及一种去除硅砂表面薄膜铁的草酸浸出法。

背景技术

硅砂是一种高含二氧化硅，粒度组成一般小于1mm的矿产品，是玻璃等许多工业产品的主要原料。在大多数情况下，硅砂中的铁都是一种有害的成分，因此，从硅砂中除去铁是选矿领域的一项重要课题。硅砂中铁杂质的赋存状态，决定了选矿法可否将它们去除以及去除的程度，一般可以将铁的赋存状态划分为五种形式：存在于粘土矿物中；存在于重矿物及磁性矿物中；存在于轻矿物中；存在于薄膜铁中；存在于连生体或晶格中。常规的除铁方法有磁选、重选和浮选等物理方法，但这些方法只能除去以单体形式存在的含铁矿物，即前三种状态的铁，往往含铁量达不到用户的要求。例如，天然硅砂中的含铁量(以Fe₂O₃表示)往往在0.3％以上，经过重选、磁选或浮选后，含铁量只能降至0.15％左右，而目前，生产浮法玻璃一般要求含铁量小于0.08％，生产无色玻璃要求小于0.02％，在光学和电子行业要求则更加严格。实验表明，只有去除薄膜铁才能使最终含铁量达到要求，但包裹在硅砂表面的薄膜铁是较难去除的。所谓薄膜铁是覆盖在石英砂颗粒表面的一种氧化铁薄膜，由于薄膜铁的存在，硅砂表面常呈现黄褐色而或红色。薄膜铁的含量甚高是我国天然硅砂资源的一个特点。如何有效的去除薄膜铁是一个迄今尚未解决的课题。我国天然硅砂储量丰富，由于含铁量高，许多硅砂资源得不到合理的开发和利用。

长期以来，去除硅砂表面薄膜铁的方法主要是物理方法，如机械擦洗法(ZL200420096986.9、ZL95212840.3)、但由于薄膜铁与石英砂表面附着牢固且厚度很薄，所以机械擦洗效果非常不理想且耗电量大、机械磨损严重；此外，还有化学选矿法，如盐酸浸出法(ZL00120586.2)、氯化焙烧法(ZL96105535.9)等方法。这些方法虽然效果较好，但对设备腐蚀严重、操作过程具有危险性、且对环境有害，因此，在工业上的广泛应用存在困难。ZL200410014058.8和ZL200410044471.9分别提出了“采用脉石英制备超细高纯石英材料的方法”和“石英砂和石英粉的制备与提纯工艺及其产品”，其中虽包括了草酸清洗的环节，但并未给出适宜的工艺条件，特别是所推荐的工艺并非针对天然硅砂表面薄膜铁问题，因此，所公开的方案并不适用于硅砂表面薄膜铁的去除。

发明内容：

为了解决长期以来去除硅砂表面薄膜铁方面的技术难题，本发明提供一种可有效去除硅砂表面薄膜铁的方法。该方法不仅可以彻底去除薄膜铁、使硅砂含铁量大大降低，而且操作安全、对环境无害。

本发明所采用的技术方案是：将含有表面薄膜铁的硅砂置于草酸溶液中，草酸(H₂C₂O₄)易溶于水，是一种中等强度的有机酸，草酸溶液的浓度为1～10％，加热至80～90℃，适当加以搅拌，经过1～5小时后，硅砂表面的薄膜铁被草酸溶解下来形成了草酸铁络合物，反应式如下：

Fe₂O₃+3H₂C₂O₄+H₂O→2FeC₂O₄·2H₂O+2CO₂

再进行固液分离、并用清水洗涤过滤，即可得到表面干净的硅砂产品。对于天然硅砂，由于含有粘土和颗粒杂质(单体含铁矿物)，还可以事先进行擦洗、脱泥、重选等作业。

根据产地的不同、原始含铁量的不同及最终产品含铁量的要求不同，处理时间和草酸消耗量会有所不同。草酸浓度和处理的温度则需要结合具体情况加以确定，一般来说，提高温度有利于加快反应速度，减少处理时间。

其工艺过程是：

1.当原料中同时含有粘土、磁性矿物或重矿物时，须先进行擦洗、脱泥、重选或磁选作业；当原料中粒度范围较宽不符合最终产品的粒度要求时。须选进行筛分或分级作业。

2.草酸浸出：将硅砂置于温度为80～90℃的草酸溶液中，草酸浓度为1～10％，适当搅拌，浸出时间1～5小时，草酸溶液与硅砂的质量比应大于100∶100。

3.固液分离：将草酸与硅砂进行固液分离。

4.洗涤、过滤：用清水清洗硅砂数次。

本发明的有益效果是：由于草酸具有的高溶铁能力，因此本发明可以有效去除硅砂表面的薄膜铁，其除铁效率优于现有的各种除铁方法。由于草酸是一种有机弱酸，操作过程中无危险性，对设备的腐蚀也较小。所生成的草酸铁可以在阳光下自行分解，对环境无害。同时由于草酸铁是一种光催化剂，还可以用于分解造纸厂或印染厂等工业废水。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是天然硅砂进行除铁生产浮法玻璃用优质硅砂的草酸浸出法工艺流程图；

图2是人造硅砂进行除铁的硅砂草酸浸出法工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

一种对天然硅砂进行除铁生产浮法玻璃用优质硅砂的草酸浸出法，工艺流程见图1。

原料来源：采用内蒙科尔沁地区大林石英砂作为原料，最大粒度：1.0mm，含铁量(Fe₂O₃)0.34％，工艺步骤如下：

1.筛分：由于浮法玻璃要求原料粒度范围在0.7～0.1mm，因此，首先进行了筛分，筛孔粒度为0.7mm；

2.机械擦洗：采用常规的叶轮擦洗机对砂和水的混合物机械擦洗作业，目的是为了将粘附于硅砂表面的粘土等杂质从硅砂表面解离下来，擦洗时间10分钟，矿浆重量浓度为50％；

3.脱泥：采用水力分级机将擦洗下来的粘土和小于0.1mm的颗粒分离出去；

4.草酸浸出：将硅砂置于温度为84℃的草酸溶液中，草酸浓度为4％，草酸溶液与石英砂的用量比为100∶50，适当搅拌，浸出时间4小时；

5.固液分离：将草酸与硅砂进行固液分离；

6.洗涤、过滤：用清水清洗硅砂数次；

7.干燥：将硅砂进行干燥至水分小于5％。

经过上述工艺处理，产品中的含铁量：0.07％，粒度为0.7～0.1mm。

实施例2

一种对人造硅砂进行的硅砂草酸浸出除铁方法，采用石英砂岩为原料，工艺流程图见图2。

原料：河北滦县石英砂岩，事先已经过粉碎、筛分、磁选、分级处理，粒度范围：0.6～0.1mm，含铁量(按Fe₂O₃计)：0.075％，工艺步骤如下：

1.草酸浸出：将硅砂置于温度为82℃的草酸溶液中，草酸浓度为6％，草酸溶液与石英砂的用量比为100∶60，适当搅拌，浸出时间3小时；

2.固液分离：将草酸与硅砂进行固液分离；

3.洗涤、过滤：用清水清洗硅砂数次；

4.干燥：将硅砂进行干燥至水分小于5％。

经过上述工艺处理，产品中的含铁量：0.018％，粒度为0.6～0.1mm。

Claims

1.一种去除硅砂表面薄膜铁的草酸浸出法，其特征是：草酸浸出法的工艺步骤如下：

a.在草酸处理前，对硅砂先进行擦洗、脱泥、重选处理；当原料中粒度范围较宽不符合最终产品的粒度要求时，须先进行筛分或分级作业；

b.草酸浸出：将上述处理的硅砂置于温度为80～90℃的草酸溶液中，草酸浓度为1～10％，适当搅拌，浸出时间1～5小时，草酸溶液与硅砂的质量比应大于100∶100；

c.固液分离：将草酸与硅砂进行固液分离；

d.洗涤、过滤：用清水清洗洗涤硅砂、最后进行过滤烘干处理。

2.根据权利要求1所述的去除硅砂表面薄膜铁的草酸浸出法，其特征是，所处理的硅砂的粒度范围小于1mm。

3.根据权利要求1或2所述的去除硅砂表面薄膜铁的草酸浸出法，其特征是：该工艺使用的设备内衬，均采用橡胶、尼龙、陶瓷、铸石或不锈钢材料制成。