CN104817265A

CN104817265A - 一种海相沉积型天然石英砂窄粒级分选生产超白砂的方法

Info

Publication number: CN104817265A
Application number: CN201510231817.4A
Authority: CN
Inventors: 彭寿; 任东风; 陆玉; 侯军发; 文贵强; 李婷; 李勇; 于永琪; 段树桐; 彭善志; 靳小涛; 张振杰; 张跃英
Original assignee: Bengbu Glass Industry Design and Research Institute
Current assignee: Bengbu Glass Industry Design and Research Institute
Priority date: 2015-05-09
Filing date: 2015-05-09
Publication date: 2015-08-05

Abstract

本发明公开一种海相沉积型天然石英砂窄粒级分选生产超白砂的方法，本方法采用海相沉积型天然石英砂深层砂为原料，对石英砂原料分别进行了清水擦洗、脱泥、分级、多级重选、分级、分级粗砂进行加碱棒磨、脱泥、分级、酸性擦洗、脱药、加碱擦洗、高梯度强磁选等工艺处理，主要去除海相沉积型深层天然石英砂中伴生的锆钛等比重大的矿物以及薄膜铁、含铁泥质矿物及弱磁性矿物，产品经脱水、晾干使水分达到要求后，即为合格的超白砂。本发明工艺易于实现，提高了海相沉积型深层天然石英砂资源的利用价值。

Description

一种海相沉积型天然石英砂窄粒级分选生产超白砂的方法

技术领域

本发明涉及超白玻璃生产领域，具体涉及一种以海相沉积型深层天然石英砂窄粒级分选加工超白砂的生产工艺。

背景技术

超白砂是制备超白玻璃的基本原料，超白玻璃是一种超透明低铁玻璃，一般其原料成分中Fe₂O₃含量＜80ppm，它是一种高品质、多功能的新型高档玻璃品种，又以其独特的高透光率，被大量的应用于薄膜太阳能电池及太阳能光伏发电***的玻璃基片等高科技领域。超白砂的纯度和元素含量直接影响着所制备出的产品质量。目前超白砂生产工艺主要有：（1）石英岩石矿制备超白砂工艺：岩石原矿——＞破碎——＞磨矿——＞分级——＞磁选或擦洗——＞浮选或酸浸等工序，最后制成70～90ppm的产品；（2）海相沉积型表层天然石英砂砂制备超白砂工艺：原矿——＞筛分——＞加碱擦洗——＞脱泥——＞分级——＞重选——＞磁选，最后制成Fe₂O₃含量70～90ppm的产品。

相比岩矿类和表层海相沉积型天然石英砂，深层海相沉积型天然石英砂来源广、储量大、成本低但受腐殖质和铁质污染严重，原矿品质较差，使得现有生产工艺加工出的石英精砂质量指标很难满足超白玻璃工业的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种深层海相沉积型天然石英砂窄粒级分选加工超白砂的方法，工艺易于实现，且较为环保，通过本方法，提高了海相沉积型深层天然石英砂资源的利用价值，并实现了国内海相沉积型深层天然石英砂加工超白砂的可能。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案，一种深层海相沉积型天然石英砂窄粒级分选加工超白砂的方法，按照处理先后顺序包括以下步骤：

（1）筛分：将海相沉积型深层天然石英砂原料中杂草、砾石去除；

（2）擦洗：采用擦洗设备对海相沉积型深层天然石英砂进行高强度清水擦洗作业，去除石英砂颗粒表面的泥质含铁矿物；

（3）脱泥：利用脱泥斗去除深层海相沉积型天然石英砂中的泥质和水分，提高分级效率；

（4）分级：利用分级设备将海相沉积型深天然石英砂原料中粒径小于0.1mm细砂和泥质去除，提高多级重选效率，并保证后续产品粒级合格；

（5）重选：采用专业重选设备进行多级重选，将海相沉积型深层天然石英砂中重矿物分离去除；

（6）分级：采用专业受阻分级设备，将石英砂中粒径≥0.3mm的粗砂分离出来作为生产超白砂原料，粒径＜0.3mm的细砂作浮法砂使用；

（7）棒磨：将粒径≥0.3mm的粗砂加碱棒磨处理，使得矿样表面薄膜铁剥离以及内部连生体杂质矿物解离；

（8）脱泥：利用脱泥斗去除过磨泥化细砂和水分，提高后续分级效率；

（9）分级：利用分级设备将磨矿处理后粒径＜0.1mm细砂和泥质去除，使得后续产品粒级合格；

（10）擦洗：采用防酸擦洗设备对海相沉积型深层天然石英砂加入酸性介质进行高强度擦洗作业，去除矿物表面的薄膜铁和磨矿引入的铁质污染；

（11）脱药：利用脱水筛脱酸，进一步将矿样打入脱泥斗脱去泥质和酸液，再将矿样打入水力分级机中进行洗矿脱酸；

（12）擦洗：将脱酸后的矿样加入饱和石灰水溶液进行擦洗，保证矿样表面呈中性或弱碱性，以便于后续处理,对磁选机和玻璃熔炉的保护；

（13）磁选：选用高梯度强磁选选矿设备，去除海相沉积型天然石英砂本身具有的弱磁性矿物和操作过程中带入的磁性物质；

（14）脱水及晾干：用脱水设备脱除深层海相沉积型天然石英砂中的水分，待晾干使水分达到要求后，即为合格的超白砂；

（15）经上述工艺生产的石英砂精砂成品其Fe₂O₃含量可达到70～90ppm。

进一步地，步骤（10）所述酸性介质为H₂SO₄溶液，加入量为10～30Kg/t，擦洗时间为10～20min。

进一步地，所述步骤（5）是采用塔式螺旋溜槽进行2～3级重选，实现海相沉积型天然石英砂中含铁重矿物的分离，提高海相沉积型石英砂的质量。

进一步地，所述窄粒级分选，是将粒径≥0.3mm天然石英砂作为生产超白砂原料，粒径0.1mm～0.3mm天然石英砂作为浮法砂使用。

进一步地，步骤（7）粗砂加碱棒磨处理，NaOH加入量为1～5Kg/t，磨矿时间为4～8min，磨矿浓度为50～60%，矿介比1:15～1:18。

进一步地，步骤（13）所述强磁选矿设备是指磁选场强为6000～14000高斯的高梯度强磁选机。

本发明涉及一种海相沉积型深层天然石英砂窄粒级分选生产超白砂工艺，该工艺具有以下优点：

（1）窄粒级分选：将深层海相沉积型天然石英砂中粒径≥0.3mm粗砂作为生产超白砂原料，0.1mm～0.3mm粒级段作为浮法砂使用，实现资源开发利用最大化；

（2）加碱棒磨：棒磨起到剥离矿物表面薄膜铁和解离杂质矿物的作用，加碱能有效去除矿物表面腐殖质类胶结物并提高矿样白度和降低铁含量，加碱棒磨处理效果优于单纯的棒磨和擦洗作业；

（3）酸性擦洗：酸性擦洗对矿物表面薄膜铁去除作用明显并能有效的降低棒磨引入铁质污染影响，且对于石英砂白度有明显的提高。

具体实施方式

选择Fe₂O₃含量为1200ppm的海相沉积型天然石英砂为原料，进行以下步骤处理，

（1）筛分：将海相沉积型天然石英砂原料中杂草、砾石去除；

（2）擦洗：采用擦洗设备XFD12型对海相沉积型深层天然石英砂进行清水擦洗作业，去除石英砂颗粒表面的泥质含铁矿物；

（4）分级：利用Ф125mm分级设备、上升水220L/h，将海相沉积型深层天然石英砂原料中小于0.1mm细砂和泥质去除，提高多级重选效率，并保证后续产品粒级合格；

（5）重选：采用Ф600螺旋溜槽进行三段重选，将海相沉积型深层天然石英砂中重矿物分离去除；

（6）采用专业受阻分级设备，将石英砂中粒径≥0.3mm的粗砂分离出来作为生产超白砂原料，粒径＜0.3mm的细砂作浮法砂使用；

（7）棒磨：将粒径≥0.3mm的粗砂加碱棒磨处理，使得矿样表面薄膜铁剥离以及内部连生体杂质矿物解离；采用XMB-67型湿式棒磨机，磨矿时间7.5min、磨矿浓度50%、NaOH加入量为3kg/t；

（9）分级：将磨矿处理后的砂样利用Ф125mm分级设备进行分级，去除小于0.1mm细砂和泥质，使得后续产品粒级合格；

（10）擦洗：采用防酸擦洗设备对海相沉积型天然石英砂加入H₂SO₄进行高强度擦洗作业20min，H₂SO₄加入量为20kg/t、矿浆浓度为50%，去除矿物表面的薄膜铁和磨矿引入的铁质污染；

（11）脱药：利用脱水筛脱去酸液，进一步将矿样打入脱泥斗脱去泥质和酸液，再将矿样打入水力分级机中进行洗矿脱酸；

（12）擦洗：将脱酸后的矿样加入饱和石灰水溶液进行擦洗，保证矿样表面呈中性或弱碱性，以便于后续处理，对磁选机和玻璃熔炉的保护；

（13）磁选：选用SSS-1型周期式高梯度磁选机，进行中磁0.6T、强磁1.4T、强磁1.4T三道磁选，去除海相沉积型天然石英砂本身具有的弱磁性矿物和操作过程中带入的磁性物质；

（14）脱水及晾干：用脱水设备脱除深层海相沉积型天然石英砂中的水分，待晾干使水分达到要求后，即为合格的超白砂，经检测，成品中Fe₂O₃含量为63ppm。

另外选择两组Fe₂O₃初始含量分别为1200ppm和800ppm的海相沉积型天然石英砂为原料，重复上述操作步骤，生产制得石英砂精砂成品，其Fe₂O₃含量分别为69ppm和76ppm。

以上实施例并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种海相沉积型天然石英砂窄粒级分选生产超白砂的方法，其特征在于，按照处理先后顺序包括以下步骤：

（1）去除海相沉积型天然石英砂原料中杂草、砾石；

（2）采用擦洗设备对海相沉积型天然石英砂进行清水擦洗作业，去除海相沉积型天然石英砂表面的薄膜铁和含铁泥质矿物；

（3）利用脱泥斗去除海相沉积型天然石英砂中的泥质和水分，提高分级效率；

（4）利用分级设备将海相沉积型深天然石英砂原料中粒径＜0.1mm细砂和泥质去除，提高多级重选效率，并保证后续产品粒级合格；

（5）采用重选设备进行多级重选，将海相沉积型深层天然石英砂中的重矿物分离去除；

（6）采用专业受阻分级设备，将石英砂中粒径≥0.3mm的粗砂分离出来作为生产超白砂原料，粒径＜0.3mm的细砂作为浮法砂使用；

（7）将粒径≥0.3mm的粗砂加碱棒磨处理，剥离表面薄膜铁以及解离内部连生体杂质矿物；

（8）利用脱泥斗去除棒磨泥化细砂和水分，提高后续分级效率；

（9）利用分级设备去除小于0.1mm细砂和泥质，保证后续产品粒级合格；

（10）擦洗：采用擦洗设备对磨矿分级后矿样加入酸性介质进行搅拌擦洗作业，去除磨矿作业引入的铁质污染和矿样表面的薄膜铁；

（11）利用脱水筛脱酸后将矿样打入脱泥斗脱去泥质和酸液，然后将矿样打入水力分级机中进行洗矿脱酸；

（12）加入饱和石灰水溶液进行擦洗，保证矿样表面呈中性或弱碱性，以便于后续处理对磁选机和玻璃熔炉的保护；

（13）选用强磁选矿设备，去除海相沉积型天然石英砂本身具有的弱磁性矿物和磨矿过程中带入的磁性物质；

（14）用脱水设备脱除海相沉积型天然石英砂中的水分，待晾干使水分达到要求后，即为合格的超白砂。

2.根据权利要求1所述一种海相沉积型天然石英砂窄粒级分选生产超白砂的方法，其特征在于，步骤（10）所述酸性介质为H₂SO₄溶液，加入量为10～30Kg/t，擦洗时间为10～20min。

3.根据权利要求1所述一种海相沉积型天然石英砂窄粒级分选生产超白砂的方法，其特征在于：所述步骤（5）是采用塔式螺旋溜槽进行2～3级重选，实现海相沉积型天然石英砂中含铁重矿物的分离，提高海相沉积型石英砂的质量。

4.根据权利要求1所述一种海相沉积型天然石英砂窄粒级分选生产超白砂的方法，其特征在于：所述窄粒级分选，是将粒径≥0.3mm天然石英砂作为生产超白砂原料，粒径0.1mm～0.3mm天然石英砂作为浮法砂使用。

5.根据权利要求1所述一种海相沉积型天然石英砂窄粒级分选生产超白砂的方法，其特征在于：步骤（7）粗砂加碱棒磨处理，NaOH加入量为1～5Kg/t，磨矿时间为4～8min，磨矿浓度为50～60%，矿介比1:15～1:18。

6.根据权利要求1所述一种海相沉积型天然石英砂窄粒级分选生产超白砂的方法，其特征在于：步骤（13）所述强磁选矿设备是指磁选场强为6000～14000高斯的高梯度强磁选机。