DD287245A5 - METHOD FOR OBTAINING HIGH-PURITY FINE-CORK DUST-FREE QUARTZ SAND - Google Patents

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DD287245A5
DD287245A5 DD33218589A DD33218589A DD287245A5 DD 287245 A5 DD287245 A5 DD 287245A5 DD 33218589 A DD33218589 A DD 33218589A DD 33218589 A DD33218589 A DD 33218589A DD 287245 A5 DD287245 A5 DD 287245A5
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quartz
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quartz sand
leaching residue
thickened
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DD33218589A
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German (de)
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Siegfried Kohl
Guenter Schulz
Klaus Doering
Hartmut Peine
Karl-Heinz Schenk
Gerhard Stackmann
Werner Zoennchen
Hans Krenek
Original Assignee
Akademie Der Wissenschaften Der Ddr,De
Adw,Forschungsinstitut Fuer Aufbereitung,De
Veb Jenaer Glaswerk,De
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung hochreiner feinkoerniger staubfreier Quarzsande, die in der Glasindustrie als Rohstoff zur Erzeugung hochwertiger Glaeser eingesetzt werden. Das Verfahren zur Gewinnung hochreiner feinkoerniger staubfreier Quarzsande aus durch Attrition, Entschlaemmung und gegebenenfalls Flotation vorgereinigten Quarzsanden ist dadurch gekennzeichnet, dasz der vorgereinigte Quarzsand klassiert und die mittlere Kornfraktion in Alkalihydroxidloesungen unter Hydrothermalbedingungen oder unter Normaldruck bei erhoehter Temperatur partiell geloest wird und der Laugungsrueckstand mehrstufig mit Wasser attritiert und entschlaemmt, gewaschen und eingedickt, danach schonend gemahlen, klassiert und eingedickt und anschlieszend einer Behandlung mit Mineralsaeure unterzogen wird, der sich ein Saeurefreiwaschen des Laugungsrueckstandes und eine Entwaesserung anschlieszen, wobei eine Dichtesortierung vor oder nach der alkalischen Behandlung erfolgt.{Aufbereitung; Verfahren; Quarzsande, hochrein; Fremdmineralabtrennung; Schadstoffabtrennung aus aeuszerer Schicht; Vorreinigung, mechanisch; Behandlung, chemisch; NaOH-Loesung; Hydrothermalbedingungen; Normaldruck; Temperatur, erhoeht; Mahlung}The invention relates to a method for obtaining high-purity feinkoerniger dust-free quartz sands, which are used in the glass industry as a raw material for the production of high-quality glasses. The process for obtaining high-purity fine-grained dust-free quartz sands from pretreated quartz sand by attrition, de-smelting and possibly flotation is characterized in that the pre-cleaned quartz sand is classified and the average grain fraction is partially dissolved in alkali hydroxide solutions under hydrothermal conditions or under normal pressure at elevated temperature and the leaching residue is multistage with water attritioned and de-aerated, washed and thickened, then gently milled, classified and thickened and subsequently subjected to treatment with mineral acid, followed by acid washing of the leaching residue and dewatering, with density sorting being carried out before or after the alkaline treatment. Method; Quartz sands, high purity; Foreign mineral separation; Removal of pollutants from an additional layer; Pre-cleaning, mechanical; Treatment, chemical; NaOH solution; Hydrothermal conditions; Normal pressure; Temperature, increases; grinding}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung hochreiner feinkörniger staubfreier Quarzsande, die in der Glasindustrie zur Erzeugung hochwertiger Gläser eingesetzt werden.The invention relates to a method for obtaining high-purity fine-grained dust-free quartz sands, which are used in the glass industry to produce high-quality glasses.

Charakterisierung der bekannten technischen LösungenCharacterization of the known technical solutions In der Aufbereitungstechnik ist bekannt, daß in Quarzsanden die Schadstoffe im wesentlichen in drei Formen vorliegen, und zwarIn the processing technology it is known that in quartz sands the pollutants are present in substantially three forms, namely

gebunden an Fremdminerale (also Nicht-Quarz), als Überzüge auf den Quarzkörnern und eingeschlossen in dan Quarzkörnern selbst.bound to foreign minerals (ie non-quartz), as coatings on the quartz grains and enclosed in grains of quartz itself.

Zur Abtrennung der Fremdminerale werden Verfahren der mechanischen Aufbereitung, wie Magnetscheidung, DichtesortierungTo separate the foreign minerals are methods of mechanical treatment, such as magnetic separation, density sorting

und Flotation, eingesetzt (Schubert, H.: Aufbereitung fester mineralischer Rohstoffe, Leipzig 1977; Autorenkollektiv:and flotation, used (Schubert, H .: preparation of solid mineral raw materials, Leipzig 1977;

Quarzrohstoffe, Leipzig 1977). Der Einsatz mehrerer dieser Sortierverfahron nacheinander ist im allgemeinen nicht üblich, da dieQuarzrohstoffe, Leipzig 1977). The use of several of these sorting method successively is not common in general, since the

nachgeschalteto Sortierstufe eine so geringe Qualitätsverbesserung bringt, daß die Aufwendungen für diese Stufe bei den handelsüblichen Quarzsandsorten nicht durch höhere Erlöse kompensiert werden können.the quality of the sorting stage is so low that the expenses for this stage can not be compensated by higher revenues for the commercially available quartz sand varieties.

Die Überzüge auf Quarzkörnern enthalten die Schadstoffe in Form von Oxiden und Hydroxiden, in manchen Fällen auchThe coatings on quartz grains contain the pollutants in the form of oxides and hydroxides, in some cases also

gebunden an organische Stoffe. Oft besitzen die Quarzkörner auch tonige Überzüge.bound to organic substances. Often the quartz grains also have clay coatings.

Zur Abtrennung dieser Überzüge werden seit langem Attritionsverfahren in Verbindung mit Klassierverfahren eingesetzt. DbrnTo separate these coatings, attrition techniques have long been used in conjunction with classifying processes. dbm Reinigungserfolg der Attritionsverfahren, die auf einer mechanischen Beanspruchung der Überzüge durch Reiben derCleaning success of the Attritionverfahren, which is based on a mechanical stress of the coatings by rubbing the Quarzkörner aneinander beruhen, sind jedoch Grenzen gesetzt, da die Quarzkörner eine rauhe Oberfläche haben, also Risse,Quartz grains are based on each other, but limits are set because the quartz grains have a rough surface, so cracks, Schrunde und andere Vertiefungen aufweisen. Die in diesen Vertiefungen eingelagerten Schadstoffe lassen sich aufHave cracks and other depressions. The pollutants stored in these depressions can be released

mechanischem Wege nicht entfernen. Zu ihrer teilweisen Abtrennung kann der Einsatz von Mineralsäuren oder von basischendo not remove it by mechanical means. For their partial separation, the use of mineral acids or basic

Wirkstoffen (Schulz, G.: Preprints Internationale Fachtagung FIA Freiberg 1984) in Verbindung mit einer mechanischenActive ingredients (Schulz, G .: Preprints International Conference FIA Freiberg 1984) in conjunction with a mechanical Behandlung nützlich sein. Gute Ergebnisse wurden auch bei Überführung der Schadstoffe in die gasförmige ''hase erreicht, wieTreatment be useful. Good results have also been achieved when the pollutants are transferred to the gaseous hare, such as

beispielsweise bei Einsatz der Thermochlorierung (Müller, S.: Chemische Technik, Leipzig 32,1980,5).for example, when using the thermochlorination (Müller, S .: Chemical Technology, Leipzig 32.1980.5).

Schließlich ist auch versucht worden, durch Hydrothermalbehandlung unter Einwirkung von Mineralsäuren oder BasenFinally, attempts have also been made by hydrothermal treatment under the action of mineral acids or bases Schadstoffe diffusiv aus Quarzkörnern zu entfernen (US-Patent3.932.777; Sorg, A.: Sprechsaal, Vol. 116,7,1983).Diffuse pollutants from quartz grains (U.S. Patent 3,932,777; Sorg, A .: Sprechsaal, Vol. 116, 7, 1983). Dabei ging es allerdings nicht um die Entfernung der äußeren Schicht der Quarzkörner einschließlich der in ihr enthaltenenHowever, this was not about the removal of the outer layer of quartz grains, including those contained in it Schadstoffe, sondern um die Diffusion der mobilisierten Schadstoffe durch diese Schicht.Pollutants, but to the diffusion of mobilized pollutants through this layer. Andere Lösungsversuche gehen davon aus, nicht nur die Schadstoffe aus den Vertiefungen der äußeren Schicht, sondern dieOther attempts at resolution assume not only the pollutants from the recesses of the outer layer, but the

schadstoffreiche Schicht selbst zu entfernen. Das wurde versucht mit einer mechanischen Beanspruchung, die zu einemto remove pollutant-rich layer itself. That was tried with a mechanical stress, which to a

Abreiben oder Abplatzen der äußeren Schicht, nicht aber zu einer Zerkleinerung der Quarzkörner führen sollte. Das ProblemAbrasion or flaking of the outer layer, but should not lead to a crushing of the quartz grains. The problem

bestand also darin, die äußere Schicht gleichmäßig abzutragen. Das sollte durch den eloktrohydraulischen Effekt oder durchIt consisted of removing the outer layer evenly. That should be through the electro-hydraulic effect or through

Ultraschall erreicht werden, die eine Kavitation hervorrufen, von der man sich das Abplatzen von Stücken aus der äußerenUltrasound can be achieved, which cause a cavitation, from which one can see the chipping of pieces from the outer Schicht des Quarzkornes erhoffte.Layer of quartz grain hoped. Mit den genannten Vorgehensweisen wurden die im Kern des Quarz-Quarzkornes enthaltenen Schadstoffe nicht erfaßt.With the above procedures, the pollutants contained in the core of quartz quartz grain were not detected. Versuche, durch Zerkleinerung des Quarzkornes die im Kern enthaltenen Schadstoffe einer mineralsauren Behandlung zugängigAttempts by crushing the quartz grain accessible to the pollutants contained in the core of a mineral acid treatment

zu machen, führten zu keinen ausreichenden Ergebnissen. Bei der bisherigen Vorgehensweise erfolgte die Abtrennung der äußeren Schicht nicht oder nur unvollständig. Damit wurde bei der Zerkleinerung vor der mineralsauren Behandlung auch die schadstoffreiche äußere Schicht mit zerkleinert. Das Auslösen der Schadstoffe aus den Bruchstücken der äußeren Schicht gelang nur sehr unvollkommen, so daß selbst bei sehr feiner Aufmahlung keine hochreinen Quarzprodukte erreicht wurden (Schulz u.a., Silikattechnik 25,1974,2).did not produce sufficient results. In the previous procedure, the separation of the outer layer was not or only partially. Thus, the comminution before the mineral acid treatment and the high-pollutant outer layer was crushed with. The triggering of the pollutants from the fragments of the outer layer was very imperfect, so that even with very fine grinding no high-purity quartz products were reached (Schulz u.a., Silikattechnik 25.1974,2).

Der Nachteil der bekannten technischen Lösungen ist es, daß es bei Anwendung von Verfahren mit starker BetonungThe disadvantage of the known technical solutions is that when using methods with strong emphasis

mechanischer Kräfte nicht gelang, diese so gezielt auf das Quarzkorn wirken zu lassen, daß die äußere Schicht gleichmäßig abgetragen wurde. Die Anwendung von Verfahren unter Einsatz von chemischen Wirkstoffen geht auf ein Lösen der Schadstoffe in den Vertiefungen der Quarzoberfläche hinaus, bei Einsatz von Diffusionsverfahren auch auf die Entfernung der Schadstoffe aus der äußeren Schicht, in keinem bekanntgewordenen Fall aber auf die zielgerichtete Entfernung der äußeren Schicht dermechanical forces failed to make them act so targeted on the quartz grain, that the outer layer was removed evenly. The application of methods using chemical agents is based on a release of the pollutants in the wells of the quartz surface, with the use of diffusion methods also on the removal of pollutants from the outer layer, but in any case not known, but on the targeted removal of the outer layer of the

Quarzkörner, die als Träger eines großen Teils der Schadstoffe anzusehen ist.Quartz grains, which is to be regarded as a carrier of a large part of the pollutants. Ein weiterer Nachteil ist, daß bei den Bemühungen, auch die im Kern des Quarzkornes enthaltenen Schadstoffe zu erfassen, inAnother disadvantage is that in the efforts to detect the pollutants contained in the core of the quartz grain, in

der Prozeßfolge Abtrennung der äußeren Schicht/Mahlung/Behandlung in Mineralsäure der erstgenannte Prozeß nicht konsequent zu Ende geführt wurde, infolgedessen der Gesamtreinigungseffekt gering war.the process sequence separation of the outer layer / grinding / treatment in mineral acid of the former process was not consistently completed, as a result, the overall cleaning effect was low.

Von Nachteil ist ferner, daß vor der versuchten Entfernung der schadstoffreichen äußeren Schicht nicht alle mit technischenAnother disadvantage is that not all with technical before the attempted removal of the pollutant-rich outer layer Mitteln erfaßbaren Fremdminerale abgetrennt wurden. Das betrifft bei vorangegangener Flotation vor allem die grobenMeans detectable foreign minerals were separated. In the case of previous flotation, this mainly concerns the rough ones Fremdminerale höherer Dichte.Foreign minerals of higher density. Damit werden nach dem Stand der Technik aus Quarzsanden keine Produkte einer solch hohen Qualität gewonnen, die für dieThus, according to the state of the art, no products of such high quality are obtained from quartz sands that are suitable for the Herstellung hochwertiger Gläser ausreichend ist.Production of high-quality glasses is sufficient. Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Gewinnung hochreiner feinkörniger staubfreier Quarzsande zu entwickeln, aus denen hochwertige Gläser herstellbar sind.The aim of the invention is to develop a process for obtaining high-purity fine-grained dust-free quartz sands, from which high-quality glasses can be produced.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gewinnung hochreiner feinkörniger staubfreier Quarzsande zuThe invention has for its object to provide a method for obtaining high-purity fine-grained dust-free quartz sands

entwickeln, mit dem die in Quarzsanden an Fremdminerale und in der äußeren Schicht der Quarzkörner selbst gebund inenwith which they are bound in quartz sands to foreign minerals and in the outer layer of the quartz grains themselves

Schadstoffe durch mechanische und chemische Aufbereitungsverfahren soweit entfernt werden, daß das entstehende ProduktPollutants are removed by mechanical and chemical treatment processes to the extent that the resulting product

eine für die Herstellung von sehr hochwertigen Gläsern ausreichende Qualität besitzt.a quality sufficient for the production of very high quality glasses.

.Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß durch Attrition, Entschlämmung und gegebenenfalls Flotation vorgereinigter Quarzsand klassiert und die mittlere Kornfraktion in Alkalihydroxidlösungen unter Hydrothermalbedingungen oder unter Normaldruck bei erhöhter Temperatur partiell gelöst wird und ddt Laugungsrückstand mehrstufig mit Wasser attritiert und entschlämmt, gewaschen und eingedickt, danach schonend gemahlen, klassiert und eingedickt und darauffolgend einer Behandlung mit Mineralsäure unterzogon wird, der sich ein Säurefreiwaschen des Laugungsrückstandes und eineAccording to the invention, this object is achieved in that pre-purified quartz sand is classified by attrition, desludging and optionally flotation and the average grain fraction is partially dissolved in alkali hydroxide solutions under hydrothermal conditions or under normal pressure at elevated temperature and ddt leach residue is attritioned in several stages with water and deslimed, washed and thickened, thereafter gently milled, classified and thickened and subsequently subjected to treatment with mineral acid, which is an acid-free washing of the leaching residue and a

Entwässerung anschließen, wobei eine Dichtesortierung vor oder nach der alkalischen Behandlung erfolgt.Connect drainage, whereby a density sorting takes place before or after the alkaline treatment. Erfindungswesentlich ist, daß aus dem Quarzsand eine mittlere Kornfraktion vorzugsweise der Bandbreite 0,2 bis 0,3mm durchEssential to the invention is that from the quartz sand, a mean grain fraction preferably the bandwidth 0.2 to 0.3 mm Siebklassierung gewonnen wird, wobei eine mittlere Quarzfraktion anfällt.Sieve classification is obtained, wherein a middle quartz fraction is obtained. Es ist weiter erfindungswesentlich, daß die verbleibende Quarzfraktion entweder bei Normaldruck in einer Alkalihydroxidlösung,It is further essential to the invention that the remaining quartz fraction either at normal pressure in a Alkalihydroxidlösung,

vorzugsweise Natronlauge, einer Konzentration von 30 bis 50% bei Temperaturen bis Siedetemperatur oder hydrothermal in einer Rührmaschine in Alkalihydroxidlösungen, vorzugsweise Natronlauge, mit Konzentrationen von 2 bis 50%, vorzugsweise von 10%, bei Temperaturen vom Siedepunkt bis 250% behandelt wird.preferably sodium hydroxide solution, a concentration of 30 to 50% at temperatures up to boiling temperature or hydrothermally in a stirrer in alkali metal hydroxide solutions, preferably sodium hydroxide, with concentrations of 2 to 50%, preferably of 10%, at temperatures from boiling to 250%.

Erfindungswesentlich ist weiter, daß die Laugungsrückstände mehrstufig mit Wasser attritiert und entschlämmt und auf einenIt is also essential to the invention that the leaching residues are attritioned with water in several stages and are dewatered and dewatered

pH-Wert < 11 gewaschen werden, wobei vorzugsweise Strahlapparate in Verbindung mit Aufstiomklassierern verwendet werden, und das Eindicken des gewaschenen Laugerückstandes in einem Schraubenklassierer erfolgt.pH <11, preferably using jet apparatuses in conjunction with towering classifiers and thickening the washed leach residue in a screw classifier.

Es ist erfindungswesentlich, daß der feuchte Laugungsrückstand schonend gemahlen wird, wobei vorzugsweise eineIt is essential to the invention that the moist leaching residue is milled gently, preferably one Kugelmühle mit Austragskammer zum Einsatz kommt, und anschließend der schonend gemahlene Laugungsrückstand klassiertBall mill with discharge chamber is used, and then classified the gently milled leaching residue

und eingedickt wird, wobei vorzugsweise ein Schraubenklassierer eingesetzt und eine Kornscheide von 50Mm eingehaltenand thickened, preferably using a screw classifier and a grain sheath of 50 microns respected

Erfindungswesentlich ist auch, daß der feuchte Laugungsrückstand in einem Reaktor mit Schwefelsäure behandelt wird, wobeiIt is also essential to the invention that the moist leaching residue is treated in a reactor with sulfuric acid, wherein

die Konzentration der Mineralsäure 1 bis 20%, vorzugsweise 3%, beträgt und bei der mineralsauren Behandlung einethe concentration of mineral acid is 1 to 20%, preferably 3%, and in mineral acid treatment

Temperatur von Raumtemperatur bis 1000C, vorzugsweise von 80°C, eingehalten wird.Temperature from room temperature to 100 0 C, preferably of 80 ° C, is maintained. Es ist weiterhin erfindungswesentlich, die Dichtesortierung vorzugsweise mit Aufbereitungsherden durchzuführen.It is furthermore essential to the invention to carry out the density sorting preferably with preparation stoves. Mit dem orfindungsgemäßen Verfahren werden in mehreren mechanischen Aufbereitungsstufen die Fremdminerale undWith the orfordungsgemäßen method, the foreign minerals and in several mechanical treatment stages

schadstoffreichen Kornfraktionen des vorgereinigten Quarzsandes praktisch vollständig entfernt und die Quarzfraktion mehreren chemischen Aufbereitungsstufen unterzogen, wobei die äußere Schicht der Quarzkörner, die hohe Schadstoffgehalte aufweist, entfernt wird und die von der äußeren schadstoffreichen Schicht befreiten Quarzkörner als Endprodukt hoher Reinheit verbleiben. Die schonende Mahlung zwischen der basischen und der mineralsauren Behandlung sorgt für einen Aufschluß der im Innern des Quarzkornes enthaltenen löslichen Schadstoffe, die damit einer mineralsauren Behandlung zugänglich werden.virtually completely removed pollutant-rich grain fractions of pre-cleaned quartz sand and the quartz fraction subjected to several chemical treatment stages, the outer layer of quartz grains having high pollutant contents is removed and the freed from the outer high-pollutant layer quartz grains remain as a final product of high purity. The gentle grinding between the basic and the mineral acid treatment provides a digestion of the soluble pollutants contained in the interior of the quartz grain, which are thus a mineral acid treatment accessible.

Die Aufeinanderfolge mehrerer Klassier- und Entschlämmprozesse gewährleistet die Abtrennung des auch bei einer schonendenThe succession of several classification and Entschlämmprozesse ensures the separation of even a gentle Behandlung entstehenden Feinkornes und damit die Gewinnung eines feinkörnigen staubfreien Quarzsandes.Treatment resulting fine grain and thus the recovery of a fine-grained dust-free quartz sand. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. AusführungsbeispieiAusführungsbeispiei

Ein attritierter, entschlammter und flotierter Quarzsand der Körnung 0,1 bis 0,4 mm mit 80ppm Fe2O3 wurde bei Siebschnitten von 0,3 und 0,2 mm klassiert. Die anfallende, für die Weiterverarbeitung bestimmte Fraktion 0,2 bis 0,3 mm wies Fe2O3-Gehalte von 70 bis 75ppm auf. Die Kornfraktion 0,2 bis 0,3mm wurde auf einem Aufbereitungsherd nach dem Trennmerkmal Dichte sortiert. Dabei wurden Schwermineralkonzentrate mit >300ppm Fe2O1 und Quarzprodukte mit 50 bis 60ppm Fe2O3 erhalten. In den Schwermineralkonzentraten wurden insbesondere grobkörnige Schwerminerale gefunden, die in dem vorgeschalteten Flotationsprozeß nicht ausgetragen worden waren. Die Quarzprodukte wurden entweder unter Hydrothermalbedingungen oder unter Normaldruck bei erhöhter Temperatur mit NaOH-Lösung behandeltAn attrited, degummed and floated quartz sand of grain size 0.1 to 0.4 mm with 80 ppm Fe 2 O 3 was classified at wire cuts of 0.3 and 0.2 mm. The accumulating 0.2 to 0.3 mm fraction intended for further processing had Fe 2 O 3 contents of 70 to 75 ppm. The grain fraction 0.2 to 0.3 mm was sorted on a preparation hearth according to the separation factor density. Heavy mineral concentrates with> 300 ppm Fe 2 O 1 and quartz products with 50 to 60 ppm Fe 2 O 3 were obtained. In the heavy mineral concentrates in particular coarse heavy minerals were found that had not been discharged in the upstream flotation process. The quartz products were treated either under hydrothermal conditions or under normal pressure at elevated temperature with NaOH solution

Ziel dieser Behandlung war die Auf lösung von 15 bis 20% des Quarzes The aim of this treatment was the dissolution of 15 to 20% of the quartz

Das wurde erreicht unter folgenden Bedingungen: This was achieved under the following conditions:

HydrothermalbehandlungHydrothermal Treatment 1:11: 1 Fest/Flüssig-Verhältnis (Masse)Solid / liquid ratio (mass) 10%10% NaOH-KonzentrationNaOH concentration 16O0C16O 0 C Temperaturtemperature 1h1h Haltezeithold time nevollstäncnevollstänc Unter diesen Bedingungen erfolgte eiUnder these conditions, ei Behandlung unter NormaldruckTreatment under normal pressure 1:11: 1 Fest/Flüssig-VerhältnisSolid / liquid ratio 40%40% NaOH-KonzentrationNaOH concentration 1250C125 ° C Temperaturtemperature 4h4h Haltezeithold time

Unter diesen Bedingungen betrug die Restkonzentration an freier Natronlauge noch 23%.Under these conditions, the residual concentration of free sodium hydroxide was still 23%. Die partioll angelösten Quarzsande wurden mit Wasser auf einen pH-Wert von < 11 gewaschen. In den gewaschenenThe partially dissolved quartz sands were washed with water to a pH of <11. In the washed Laugorückständen sowohl der Hydrothermaibehandlung als auch der Behandlung unter Normaldruck wurden 45 bis 50ppmLaugor residues of both the hydrothermal treatment and the normal pressure treatment were 45 to 50 ppm Fe2O3 analysiert.Analyzed Fe 2 O 3 . Der im basischen Medium behandelte Quarzsand lag nach dem Waschen mit Wasser als Feuchtsand mit einem WassergehaltThe quartz sand treated in the basic medium was, after washing with water, wet ash with a water content

von 20% vor.from 20% ago.

bieser Feuchtsand wurde in einer Kolonnenkugelmühle mit Eisenkugeln schonend gemahlen. Dabei wurde die obere Korngröße von etwa 300Mm auf etwa 150pm (Durchgang 95%) gesenkt. 30% des gemahlenen Sandes lagen im Kornbereich υδΟμπι vor.Bieser wet sand was milled gently in a column ball mill with iron balls. The upper grain size was reduced from about 300 μm to about 150 μm (passage 95%). 30% of the ground sand was in the grain area υδΟμπι ago.

Das in Wasser suspendierte Mahlprodukt wurde mehrstufig dekantiert, wobei eine Kornscheide von 50μιη eingehalten wurde.The ground water suspended millbase was decanted in several stages, with a particle size of 50μιη was maintained. Durch die Dekantation wurden über 90% der Fraktion <50μιη im Feingut abgetrennt.By decantation over 90% of the fraction <50μιη were separated in the fines. Dieser Feuchtsand wurde in einem Rohrreaktor auf 80 bis 900C erhitzt und mit vorgewärmter 48%iger Schwefelsäure versetzt.This wet sand was heated in a tubular reactor at 80 to 90 0 C and treated with preheated 48% sulfuric acid. Die Zugabe der Schwefelsäure erfolgte In einer solchen Menge, daß sich mit der im Feuchtsand enthaltenen Flüssigkeit eineThe addition of the sulfuric acid was carried out in such an amount that with the liquid contained in the wet sands a Konzentration von 3% Schwefelsäure einstellte.Concentration of 3% sulfuric acid adjusted. Die mittlere Verweilzeit des Sandes in dem Rohrreaktor betrug 1 h. Nach der Behandlung mit Mineralsäure wurde der SandThe mean residence time of the sand in the tubular reactor was 1 h. After treatment with mineral acid, the sand became

mehrstufig mit Wasser ausgewaschen, wobei in den letzten Waschstufen Wasser sehr hoher Reinheit eingesetzt wurde. Das so gewonnene Produkt wies einen Fe2O3-Gehalt von 15 bis 25 ppm auf. Es war völlig frei von Feinstkorn < 50 pm.Washed out with water in several stages, with very high purity water being used in the last wash stages. The product thus obtained had a Fe 2 O 3 content of 15 to 25 ppm. It was completely free of micro-grain <50 pm.

Insgesamt führte das beschriebene Verfahren zu folgendem stufenweisen Rückgang der FejOj-Gehalto im Quarzsand:Overall, the method described led to the following gradual decrease of the FejOj content in the quartz sand:

Masseausbringen /%/Mass output /% / Fe2Oj-GOhIiIt /ppm/Fe 2 Oj-GOhIiT / ppm / FlotierterSandFlotierterSand 100100 8080 Kornfraktion 0,2 bis 0,3 mmGrain fraction 0.2 to 0.3 mm 8080 70 bis 7570 to 75 Quarzprodukt DichtesortierungQuartz product density sorting 7272 55 bis 6555 to 65 Rückstand NaOH-BehandlungResidue NaOH treatment 6060 45 bis 5045 to 50 nach dem Waschenafter washing Mahlprodukt nach DekantationGround product after decantation 4949 2 000 bis 2 5002,000 to 2,500 Mahlprodukt nach mineralsaurerGround product after mineral acid 4848 15 bis 2515 to 25 Behandlung und DekantationTreatment and decantation

Der Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß mit ihm praktisch alle Fremdminerale und schadstoffreichen KornfraktionenThe advantage of the method is that with him virtually all foreign minerals and high-polluted grain fractions

abgetrennt werden, die in den Vorreinigungsstufen nicht erfaßt wurden, darunter auch solche, die durch die eingesetzten chemischen.Wirkstoffe nicht angreifbar sind. Die nach dem beschriebenen Verfahren erreichbaren Qualitäten hängen damit ganz entscheidend von dem Ergebnis der Dichtesortierung, aber auch von der richtigen Wahl der Klassierschnitte ab.are separated, which were not detected in the Vorreinigungsstufen, including those that are not vulnerable by the chemical agents used. The achievable qualities according to the method described depend crucially on the result of the density sorting, but also on the correct choice of Klassierschnitte.

Die mittlere Kornfraktion wird einem durch die Wirkstoffkonzentration, die Temperatur, den Druck und die Haltezeit gesteuertenThe mean grain fraction is controlled by drug concentration, temperature, pressure and hold time Löseprozeß unterzogen, der eine partielle Auflösung des Quarzkornes durch gleichmäßigen Abbau der äußeren SchichtDissolving process subjected to a partial dissolution of the quartz grain by uniform degradation of the outer layer

bewirkt.causes.

Dieser Löseprozeß läßt sich mit einer Genauigkeit von wenigen Mikrometern Oberflächenablösung steuern. Das bedeutet einenThis dissolution process can be controlled with an accuracy of a few micrometers surface removal. That means one

entscheidenden Vorteil gegenüber allen bisher angewandten mechanischen und chemischen Beanspruchungsarten zumdecisive advantage over all previously used mechanical and chemical types of stress for

Entfernen der schadstoffreichen äußeren Schicht.Removing the high-pollutant outer layer. Von Vorteil irrt ferner die Nachlaugung in Mineralsäure. Midt dieser werden solche Schadstoffe entfernt, die zwar durch dasAnother advantage is the leaching in mineral acid. Midt of this, such pollutants are removed, although by the Ablösen der äußeren Schicht freigesetzt werden, die aber im basischen Medium nicht in Lösung gehen und die auch nicht durchDissolve the outer layer are released, but do not go in the basic medium in solution and not through Waschverfahren, selbst nicht bei starker mechanischer Beanspruchung, von den nach der partiellen Lösung des QuarzkornesWashing process, even under strong mechanical stress, of the after the partial solution of the quartz grain

vorliegenden neuen Oberflächen entfernt werden können.present new surfaces can be removed.

Ein besonderer Vorteil des Verfahrens ist, daß der Aufschluß des Quarzkornes durch Mahlung erst nach Entfernung derA particular advantage of the method is that the digestion of the quartz grain by grinding only after removal of the

schadstoffreichen äußeren Schicht erfolgt, wodurch erstmalig aus Quarzsand Produkte sehr hoher Reinheit herstellbar werden.high-pollutant outer layer takes place, whereby for the first time products of very high purity can be produced from quartz sand.

Claims (10)

1. Verfahren zur Gewinnung hochreiner feinkörniger staubfreier Quarzsande aus durch Attrition, Entschlämmung und gegebenenfalls Flotation vorgereinigten Quarzsanden, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgereinigte Quarzsand klassiert und die mittlere Kornfraktion in Alkalihydroxidlösungen unter Hydrothermalbedingungen oder unter Normaldruck bei erhöhter Temperatur partiell gelöst wird und der Laugungsrückstand mehrstufig mit Wasser attritiert und entschlämmt, gewaschen und eingedickt, danach schonend gemahlen, klassiert und eingedickt und anschließend einer Behandlung mit Mineralsäure unterzogen wird, der sich ein Säurefreiwaschen des Laugungsrückstandes und eine Entwässerung anschließen, wobei eine Dichtesortierung vor oder nach der alkalischen Behandlung erfolgt.1. A process for obtaining high-purity fine-grained dust-free quartz sands from pretreated quartz sand by attrition, de-slurry and optionally flotation, characterized in that the pre-cleaned quartz sand classified and the average grain fraction in alkali hydroxide under hydrothermal conditions or under normal pressure at elevated temperature is partially dissolved and the leach residue with several levels Water is attritiert and dehumidified, washed and thickened, then gently milled, classified and thickened and then subjected to a treatment with mineral acid, followed by acid leaching of the leaching residue and drainage, with a density sorting before or after the alkaline treatment. 2. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß aus dem vorgereinigten Quarzsand eine mittlere Kornfraktion vorzugsweise der Bandbreite 0,2 bis 0,3 mm durch Siebklassierung gewonnen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that from the pre-cleaned quartz sand a mean grain fraction preferably of the band width 0.2 to 0.3 mm is obtained by Siebklassierung. 3. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die verbleibende vorgereinigte Quarzfraktion bei Normaldruck mit einer Alkalihydroxidlösung, vorzugsweise Natronlauge, einer Konzentration von 30 bis 50% bei Temperaturen bis Siedetemperatur behandelt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the remaining prepurified quartz fraction is treated at atmospheric pressure with an alkali metal hydroxide solution, preferably sodium hydroxide solution, a concentration of 30 to 50% at temperatures up to boiling temperature. 4. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Quarzfraktion hydrothermal in einer Rührmaschine in Alkalihydroxidlösungen, vorzugsweise Natronlauge, mit Konzentrationen von 2 bis 50%, vorzugsweise von 10%, bei Temperaturen vom Siedepunkt bis 2500C behandelt worden.4. The method according to claim 1, characterized in that the quartz fraction hydrothermally in a stirring machine in alkali metal hydroxide solutions, preferably sodium hydroxide, with concentrations of 2 to 50%, preferably of 10%, at temperatures of boiling to 250 0 C been treated. 5. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die anfallenden Laugungsrückstände mehrstufig mit Wasser attritiert und entschlämmt und auf einen pH-Wert von < 11 gewaschen werden, wobei vorzugsweise Strahlapparate und Aufstromklassierer verwendet werden.5. The method according to claim 1, characterized in that the resulting leaching residues are attritioned in several stages with water and desludged and washed to a pH of <11, preferably jet apparatuses and upflow classifiers are used. 6. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß zum Eindicken des gewaschenen Laugungsrückstandes Schraubenklassierer verwendet werden.6. The method according to claim 1, characterized in that are used to thicken the washed leaching residue screw classifiers. 7. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß der feuchte Laugungsrückstand schonend gemahlen wird, wobei vorzugsweise eine Kugelmühle mit Austragskammer verwendet wird.7. The method according to claim 1, characterized in that the moist leaching residue is gently milled, wherein preferably a ball mill is used with discharge chamber. 8. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß der schonend gemahlene Laugungsrückstand klassiert und eingedickt wird, wobei vorzugsweise ein Schraubenklassierer eingesetzt und eine Kornscheide von 50pm eingehalten wird.8. The method according to claim 1, characterized in that the gently milled leaching residue is classified and thickened, wherein preferably a screw classifier used and a corneal sheath of 50pm is maintained. 9. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß der feuchte Laugungsrückstand in einem Reaktor mit Schwefelsäure bei einer Konzentration von 1 bis 20%, vorzugsweise von 3%, bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis 1000C, vorzugsweise von 8O0C, behandelt wird.9. The method according to claim 1, characterized in that the moist leaching residue in a reactor with sulfuric acid at a concentration of 1 to 20%, preferably of 3%, at a temperature of room temperature to 100 0 C, preferably from 8O 0 C, is treated. 10. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtesortierung vorzugsweise auf Aufbereitungsherden erfolgt.10. The method according to claim 1, characterized in that the density sorting is preferably carried out on treatment herds.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108439416A (en) * 2018-04-17 2018-08-24 东海县太阳光新能源有限公司 A kind of quartz sand acid washes purifying plant

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