一种利用脉石英环保制备高纯石英砂的方法

摘要

本发明公开了一种利用脉石英环保制备高纯石英砂的方法及石英石煅烧炉，包括选用SiO₂含量≥99.6%，无肉眼可见杂质的脉石英矿石为原料，进行清洗、破碎、煅烧、清洗、湿式碾磨、脱水、酸洗、水洗、浮选、脱水、二次煅烧、磁选后包装，即得SiO₂≮99.99%的高纯石英砂；本发明在制备过程中采用二次煅烧法，除杂更彻底，并配合使用湿式碾磨，保证了成品石英砂的粒度和品质，同时配合发明人自主研发的石英石煅烧炉，使石英砂的产率更高；在酸洗过程中通过浓盐酸和浓硝酸复配的酸液来进行酸洗，避免了使用氢氟酸对环境的危害；在浮选过程中采用自配的混合浮选剂，避免了有氟浮选法对环境的危害，且浮选效果更好；本发明产品与同类产品相比质量更稳定，品质更高，经济效益更显著。

主权项

一种利用脉石英环保制备高纯石英砂的方法，其特征在于包括下述步骤：（1）选矿：先对天然脉石英矿石进行人工分选，剔除肉眼可见杂质及颜色与整体矿石差异较大的石块，选择SiO₂含量≥99.6%的矿石为原料，进行清洗、破碎，清洗至无明显杂质后选取长度为25～40mm的石英石块料晾干；（2）煅烧：先将石英石煅烧炉预热至800℃，然后将石英石块料放入石英石煅烧炉内，继续对石英石煅烧炉加热，当炉内温度升至700℃时开始计时，在700～850℃下煅烧2.5～3.5小时，750℃下保温1.5～3小时，然后将煅烧好的石英石从炉内放出，风冷或自然冷却至室温；（3）清洗：将上步煅烧好的石英石块料用自来水清洗，剔除肉眼可见杂质的石头后晾干；（4）研磨：将上步清洗好的石英石块料放入湿式碾磨机内碾磨，碾磨出的石英砂在磁选机内经3000～5000GS的磁场强度磁选后进行分级，将60～200目的石英砂收集在塑料沉积槽内；（5）脱水：将上步收集的石英砂送入离心机内脱水至石英砂的含水量＜7%；（6）酸洗：将脱水后的石英砂加入带搅拌器的酸洗反应釜中，石英砂加入量为酸洗反应釜体积的1/4～1/3，再加入混合酸液至酸洗反应釜中物料总体积占酸洗反应釜的1/2～2/3，将酸洗反应釜用导热油加热至80～100℃，在搅拌下保温循环酸洗6～10小时，酸洗过程中，混合酸液从反应釜上部入料，下部出料，始终保持酸洗反应釜中物料总体积不变，每30～50分钟改变一次搅拌器的搅拌方向；所述混合酸液是用36%的浓盐酸和98%的浓硝酸按体积比为8∶1～15∶1的比例配制而成；（7）水洗：酸洗结束后，放干酸洗反应釜中的酸液，加入去离子水清洗4～6次，直至加入去离子水后酸洗反应釜中物料的pH为中性，将石英砂从釜内放出；（8）浮选：将水洗后的石英砂加入浮选机内，再加入电阻率为14‑15 MΩ.cm的超纯水调节浮选机内矿浆浓度为30%～40%后按下述步骤开始浮选：①.用盐酸或氨水调节矿浆的pH为3.0～6.0，加入混合浮选剂A，搅拌5分钟后再加入黑药搅拌5分钟，浮选20分钟，浮选完后用超纯水清洗浮选机内的石英砂一遍；②.用盐酸调节矿浆的pH为2.0～3.0，加入混合浮选剂B，搅拌5分钟后加入0.05～0.1mol/L的十八胺盐酸盐溶液，浮选20分钟；重复上述①～②的浮选过程3～5次，然后将浮选好的石英砂用电阻率为14‑15 MΩ.cm的超纯水清洗至pH值为中性后出料；所述混合浮选剂A每1000ml由下述用量的组分组成：十二烷基苯磺酸钠：20～30g，质量分数为10%的硫酸溶液：200～300ml，松油醇：25～50g，煤油：15～40g，异丁醇：10～25g，80～100℃水：余量；制备时，将上述物料混合后搅拌均匀即可；使用时，每m³矿浆用量为100～200ml；所述混合浮选剂B每1000ml由下述用量的组分组成：0.08～0.12mol/L的十二胺盐酸盐溶液：200～300ml，松油醇：25～75g，煤油：15～40g，异丁醇：10～25g，80～100℃水：余量；制备时，将上述物料混合后搅拌混匀即可；使用时，每m³矿浆用量为100～200ml；所述黑药为酚黑药，使用时，每m³矿浆用量为0～5g；所述0.05～0.1mol/L的十八胺盐酸盐溶液每m³矿浆用量为100～200ml；（9）脱水：将上步浮选好的石英砂放入离心机内脱水至石英砂含水量＜7%；（10）二次煅烧：将脱水后的石英砂送入用玻璃材质做内衬的石英砂煅烧炉内，将煅烧炉的温度控制在1100～1200℃，煅烧45～90分钟后将石英砂放入玻璃材质的冷却炉内，自然冷却至室温后放出；（11）磁选：将煅烧后的石英砂送入高梯度干式磁选机内，在18000～25000GS的磁场强度下磁选出的高纯石英砂包装入库即可，经ICP检测，其中SiO₂≮99.99%。