CN103663465A - 一种石英砂提纯工艺 - Google Patents

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范未峰
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Abstract

本发明提供一种石英砂提纯工艺，属于石英砂的制备工艺领域。本发明提供的石英砂提纯工艺，包括破碎、擦洗、脱泥、浮选、酸浸和微生物浸出，并对其各个步骤进行优化处理，工艺简单，去杂效果好，可获得SiO2≥99.9%，Fe2O3≦0.006%，Al2O3≦0.05%，TiO2≦0.02%的优质精制石英砂。

Description

一种石英砂提纯工艺
 
技术领域
本发明属于石英砂的制备工艺，具体涉及一种石英砂提纯工艺。
背景技术
    高纯石英砂是生产光纤通讯、电子工业、半导体、太阳能、激光及航空航天等高新技术领域用高品质石英玻璃的唯一原料，目前国际公认的高纯石英砂元素杂质标准，是以美国尤尼明(UNIMIN) 公司生产的高纯石英砂为标准，其IOTA-CG 等级为最低端产品，金属元素杂质总量22ppm±，即1 吨石英砂中杂质元素的含量要小于22 克才达到高纯石英砂标准。高纯石英砂是以天然产出的石英矿石为原料生产的，在石英矿石中含有大量的杂质矿物，主要是云母类矿物和长石类矿物，高纯石英砂生产中，首先就是要去除石英砂中几乎所有的杂质矿物，为此，科技工作者进行了大量努力。
    石英砂中含有铁杂质，若要得到熔融硅微粉，必须将这些铁杂质去掉。而现有技术中制备熔融硅微粉时，常常采用磁选工艺，但这只能将清除包括连生体颗粒在内的磁性矿物,如赤铁矿、褐铁矿、黑云母、钛铁矿、黄铁矿和石榴石等杂质矿物，而对于石英砂颗粒表面的薄膜铁或浸染铁的去除效果，并不理想。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种石英砂提纯工艺，采用如下技术方案：
一种石英砂提纯工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）破碎：将原料石英矿破碎至20-40mm ，得物料A；
（2）擦洗：将物料A进行机械擦洗，得物料B；
（3）脱泥：利用脱泥斗去除所述物料B中的泥质和水分，得到物料C；
（4）浮选：将物料C加水调浆至浓度为20~30%，加入起泡剂，并加入稀硫酸至pH=2.0~3.0，去掉表面泡沫，得到的下固体经过干燥，得到物料D；
（5）酸浸：将物料D加入混合酸，在80℃下搅拌浸出2~4h后，经过洗涤至中性，然后烘干，得到物料E；
（6）微生物浸出：将所述的物料E中加入水，配制成石英砂浆，并加入微生物进行浸出除铁操作、然后经过干燥，即得石英砂成品。
优选地，步骤（4）中所述的起泡剂为十二胺醋酸盐。
优选地，步骤（5）中所述的混合酸为：20%硫酸：36%盐酸：70%硝酸：氢氟酸=50:25:15:10；所述混合酸的加入量按照质量比为：物料C：混合酸：水=100:25:50。
优选地，步骤（6）中所述的中所述的微生物为黑曲霉素菌。
本发明的有益效果如下：
1. 本发明提供的石英砂提纯工艺，含有浮选的操作，对石英砂原矿中的铝杂质进行去除，除铝率达41%，产率达91%。
    2. 本发明提供的石英砂提纯工艺中，采用的是热酸搅拌浸出工艺，耗时短，提高生产效率。
    3．本发明提供的石英砂提纯工艺中，利用黑曲霉素菌对粉碎后的石英砂进行浸出除铁，可以去除石英砂颗粒表面的薄膜铁或浸染铁，使得Fe2O3 的去除率在76%以上, 精选后石英砂中Fe2 O3的品位低达0. 006 %。
4. 本发明提供的石英砂提纯工艺，对其各个步骤进行优化处理，工艺简单，去杂效果好，可获得SiO2≥99.9%，Fe2O3≦0.006%，Al2O3≦0.05%，TiO2≦0.02%的优质精制石英砂。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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。
实施例1
一种石英砂提纯工艺，包括以下步骤：
（1）破碎：将原料石英矿破碎至20-40mm ，得物料A；
（2）擦洗：将物料A进行机械擦洗，得物料B；
（3）脱泥：利用脱泥斗去除所述物料B中的泥质和水分，得到物料C；
（4）浮选：将物料C加水调浆至浓度为20~30%，加入起泡剂十二胺醋酸盐，并加入稀硫酸至pH=2.0~3.0，去掉表面泡沫，得到的下固体经过干燥，得到物料D；
（5）酸浸：将物料D加入混合酸，在80℃下搅拌浸出2~4h后，经过洗涤至中性，然后烘干，得到物料E；
（6）微生物浸出：将所述的物料E中加入水，配制成石英砂浆，并加入微生物进行浸出除铁操作、然后经过干燥，即得石英砂成品。
实施例2
一种石英砂提纯工艺，包括以下步骤：
（1）破碎：将原料石英矿破碎至20-40mm ，得物料A；
（2）擦洗：将物料A进行机械擦洗，得物料B；
（3）脱泥：利用脱泥斗去除所述物料B中的泥质和水分，得到物料C；
（4）浮选：将物料C加水调浆至浓度为20~30%，加入起泡剂十二胺醋酸盐，并加入稀硫酸至pH=2.0~3.0，去掉表面泡沫，得到的下固体经过干燥，得到物料D；
（5）酸浸：将物料D加入混合酸（所述的混合酸为：20%硫酸：36%盐酸：70%硝酸：氢氟酸=50:25:15:10；所述混合酸的加入量按照质量比为：物料C：混合酸：水=100:25:50），在80℃下搅拌浸出2~4h后，经过洗涤至中性，然后烘干，得到物料E；
（6）微生物浸出：将所述的物料E中加入水，配制成石英砂浆，并加入微生物进行浸出除铁操作、然后经过干燥，即得石英砂成品。
优选地，步骤（6）中所述的中所述的微生物为黑曲霉素菌。
实施例3
  一种石英砂提纯工艺，包括以下步骤：
（1）破碎：将原料石英矿破碎至20-40mm ，得物料A；
（2）擦洗：将物料A进行机械擦洗，得物料B；
（3）脱泥：利用脱泥斗去除所述物料B中的泥质和水分，得到物料C；
（4）浮选：将物料C加水调浆至浓度为20~30%，加入起泡剂十二胺醋酸盐，并加入稀硫酸至pH=2.0~3.0，去掉表面泡沫，得到的下固体经过干燥，得到物料D；
（5）酸浸：将物料D加入混合酸（所述的混合酸为：20%硫酸：36%盐酸：70%硝酸：氢氟酸=50:25:15:10；所述混合酸的加入量按照质量比为：物料C：混合酸：水=100:25:50），在80℃下搅拌浸出2~4h后，经过洗涤至中性，然后烘干，得到物料E；
（6）微生物浸出：将所述的物料E中加入水，配制成石英砂浆，并加入黑曲霉素菌进行浸出除铁操作、然后经过干燥，即得石英砂成品。

Claims (4)

1.一种石英砂提纯工艺，其特征在于包括以下步骤：
破碎：将原料石英矿破碎至20-40mm ，得物料A；
擦洗：将物料A进行机械擦洗，得物料B；
（3）脱泥：利用脱泥斗去除所述物料B中的泥质和水分，得到物料C；
（4）浮选：将物料C加水调浆至浓度为20~30%，加入起泡剂，并加入稀硫酸至pH=2.0~3.0，去掉表面泡沫，得到的下固体经过干燥，得到物料D；
（5）酸浸：将物料D加入混合酸，在80℃下搅拌浸出2~4h后，经过洗涤至中性，然后烘干，得到物料E；
（6）微生物浸出：将所述的物料E中加入水，配制成石英砂浆，并加入微生物进行浸出除铁操作、然后经过干燥，即得石英砂成品。
2.根据权利要求1所述的石英砂提纯工艺，其特征在于步骤（4）中所述的起泡剂为十二胺醋酸盐。
3.根据权利要求1所述的石英砂提纯工艺，其特征在于步骤（5）中所述的混合酸为：20%硫酸：36%盐酸：70%硝酸：氢氟酸=50:25:15:10；所述混合酸的加入量按照质量比为：物料C：混合酸：水=100:25:50。
4.根据权利要求1所述的石英砂提纯工艺，其特征在于步骤（6）中所述的中所述的微生物为黑曲霉素菌。
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