CN106064819A - 一种脉石英矿制备高纯石英砂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脉石英矿制备高纯石英砂的方法，包括如下步骤：将脉石英矿粗选后，粉碎，水淬，研磨得到粒径为5‑50μm的超细石英矿；将超细石英矿依次在弱磁选机中和高梯度强磁选机中进行两次磁选，浓缩脱水得到石英精矿；将石英精矿焙烧，水淬，浸酸，抽滤，洗涤，烘干得到石英砂；将石英砂调浆，加入改性淀粉、活化剂和复合捕收剂后浮选分离，水洗，风干，干燥得到石英精砂；将石英精砂浸酸后加热，在超声波场条件下进行第一次酸浸，抽滤，洗涤；再加热进行第二次酸浸，抽滤，洗涤，烘干得到高纯石英砂。本发明制备的高纯石英SiO2含量达99.99‑99.995％，总杂质含量＜100ppm。

Description

一种脉石英矿制备高纯石英砂的方法
技术领域
本发明涉及高纯石英制备技术领域，尤其涉及一种脉石英矿制备高纯石英砂的方法。
背景技术
石英是一种物理、化学性质十分稳定，用途非常广泛的矿产资源，普通石英砂应用在玻璃、陶瓷、橡胶、铸造等领域，而高纯度的石英砂SiO2含量在99.995％以上或者更高，主要应用在高新技术产业如航空航天、生物工程、高频率技术、电子技术、光纤通信和军工等领域。由于这些行业关系到国家的长远发展，因此高纯石英砂的战略地位非常重要。高纯石英砂在航空、航天、电子、IT、原子能、光纤通讯电缆材料以及国防科技尖端设备等诸多方面占有举足轻重的作用。应用于这些领域的石英砂对质量有着严格的要求，其中杂质的含量，尤其是铁、铝等金属元素的含量被限制在很低的范围。
目前自然界中只有优质水晶(一级、二级水晶)可以满足要求，但本身储量有限，而天然的高纯水晶原料日益枯竭。早在20世纪70年代，国外就已开始替代水晶原料的高纯石英的加工，我国在硅质原料的提纯加工的研究起步较晚，而且由于我国的普通石英矿产在成岩成矿时，伴生多种杂质矿物，如长石、云母、粘土矿等，因而纯度不高，因而给矿石的除杂分离带来较大的困难。目前普通的石英提纯技术或工艺复杂、能耗高、污染严重，或石英纯度不高，难以满足高科技工业对石英纯度要求。因此，合理利用各种分选提纯的手段从石英矿资源中分离出高纯度的石英砂成为当前的研究重点。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种脉石英矿制备高纯石英砂的方法，制备的高纯石英SiO2含量达99.99-99.995％，总杂质含量＜100ppm，符合石英玻璃坩埚、高精电子、微电子产品对高纯石英材料的要求。
本发明提出的一种脉石英矿制备高纯石英砂的方法，包括如下步骤：
S1、粉碎：将脉石英矿粗选后，粉碎至粒径≤20mm，浸入0-10℃水中10-20min，取出后研磨得到粒径为5-50μm的超细石英矿；
S2、磁选：将S1得到的超细石英矿依次在磁场强度0.1-0.5T的弱磁选机中和磁场强度1.0-1.4T的高梯度强磁选机中进行磁选得到精矿浆液，两次磁选过程中控制给矿浓度为20-30wt％，浓缩脱水得到石英精矿；
S3、焙烧：将S2得到的石英精矿在600-1000℃的条件下焙烧120-200min，然后置于10-20℃水中水淬10-20min，取出后浸入盐酸-草酸复合酸浸液中30-60min，抽滤，洗涤，烘干得到石英砂；
S4、浮选：将S3得到的石英砂加水调制得到浓度为40-50wt％的矿浆，按照每吨矿浆加入20-30g的改性淀粉作为抑制剂，搅拌1-3min后，加酸调节矿浆pH为4-5，再按照每吨矿浆加入400-500g的活化剂和700-800g的复合捕收剂后搅拌3-5min，浮选分离3-5min，水洗，风干，100-200℃下干燥60-80min得到石英精砂；
S5、酸浸：将S4得到的石英精砂浸入第一酸浸液中，固液重量比控制为0.8-1:1，加热至30-40℃，在功率400-800W的超声波场条件下酸浸60-100min，抽滤去除第一酸浸液，用70-80℃的去离子水洗涤至滤液呈中性；再浸入第二酸浸液中，固液重量比控制为1:2-5，加热至60-80℃，搅拌条件下酸浸20-40min，抽滤去除第二酸浸液，用70-80℃的去离子水洗涤至滤液呈中性，烘干得到高纯石英砂。
优选地，在S1中，将脉石英矿粗选后，破碎至粒径为1-6mm，浸入0-5℃水中12-18min，取出后研磨得到粒径5-30μm的超细石英矿。
优选地，在S2中，所述弱磁选机为筒式弱磁选机；所述高梯度强磁选机为立环脉动高梯度强磁选机。
优选地，在S3中，所述盐酸-草酸复合酸浸液中，HCl的含量为10-15wt，H2C2O4的含量为6-8g/L。
优选地，在S4中，所述改性淀粉为多聚磷酸改性淀粉，制备所述多聚磷酸改性淀粉包括：将淀粉加入乙醇水溶液中，与氢氧化钠在60-80℃下碱化反应20-30min，再加入多聚磷酸，在120-140℃下反应90-150min，得到所述多聚磷酸改性淀粉，其中淀粉、氢氧化钠、多聚磷酸的重量配比为1:0.1-0.3:0.6-0.8。
优选地，在S4中，所述活化剂为钙离子和镁离子中的至少一种；所述复合捕收剂由质量配比1:2-4的十八胺盐酸盐和十二烷基苯磺酸钠组成。
优选地，在S5中，所述第一酸浸液为盐酸-硝酸复合酸浸液，第二酸浸液为氢氟酸-盐酸复合酸浸液；优选地，所述盐酸-硝酸复合酸浸液由盐酸与硝酸溶液按质量比8-10∶1配制而成，所述盐酸中HCl含量为31-37wt％，所述硝酸溶液中HNO3含量为60-63wt％；优选地，所述氢氟酸-盐酸复合酸浸液由氢氟酸溶液与盐酸按质量比4-6∶1配制而成，所述氢氟酸溶液中HF的含量为30-45wt％，所述盐酸中HCl的含量为31-37wt％。
优选地，在S5中，超声波场的频率为1-10KHz。
本发明中所述脉石英矿制备高纯石英砂的方法，首先在粉粹过程中，通过对石英原矿粗选，将石英原矿中明显的杂质和异物去除，再经过一次破碎可有效地使伴生矿物和石英分离，通过水淬以增强杂质矿物与石英颗粒相互间的分离效果，再进行一次研磨，以进一步对原矿中粒径内部的矿异物进行有效的脱除；其次在磁选过程中，采用弱场-强场结合的磁选方式，先去除石英砂中的强磁性矿物以及加工过程中进入的机械铁，再去除石英砂中的黑云母、Fe2O3、TiO2等弱磁性矿物，通过弱磁选和强磁选结合的方式可将石英砂中的磁性矿物以及含铁量高的连生体石英进行反复筛选，在最大程度上予以去除，从而提高了石英砂的纯度；再在焙烧过程中，通过对石英矿采用焙烧-水淬技术，一方面利用石英在不同温度下的体积和晶形变化，煅烧后急冷，石英体积会产生聚变，沿析晶层发生破裂，而析晶往往是在含有杂质的地方出现，这样就把不易清除的晶格内部的杂质暴露出来；另一方面通过将焙烧后的石英矿物浸入酸中，去除石英矿内暴露的杂质以及内部的汽泡、水纹和包裹体内杂质；浮选过程中，通过控制抑制剂和捕收剂的加入量，可有效地除去云母和各种含铁矿物及深颜色矿物，对于对保证产品质量，提高产品白度起到了关键性的作用，其中以改性淀粉作为抑制剂，对改善捕收剂作用，提高浮选过程的选择性以及有效分离各种矿物具有极其重要的意义，特定配比的十八胺盐酸盐和十二烷基苯磺酸钠组成的阴阳离子复合捕收剂，一方面阳离子捕收剂会在长石表面Al3+微区形成特性吸附，另一方面阴、阳离子捕收剂本身相互结合成疏水性分子胶团，在疏水性界面形成疏水性吸附，最终在长石表面形成难溶性疏水性膜，从而将矿物中的长石类伴生矿优先浮选出来，去除含铝杂质和非金属杂质；酸浸过程中，首先利用功率400-800W的超声波对第一酸浸液产生高频振荡作用，超声波作用于第一酸浸液时的高频能量使酸浸液遭受强力撕裂瞬间形成空洞，空洞又由于周围酸浸液的剧烈振动而不断运动、长大并突然破灭，破灭时周围的酸浸液体突然冲入空洞中而产生瞬间高温、高压及激波现象，同时还会因内摩擦产生电荷，造成第一酸浸液反应体系活性的变化，产生足以引发酸液反应的高能中心，因此有效地保证了石英矿在较低温度下顺利进行酸浸反应，酸浸液的用量也因挥发减少、反应充分而显著降低；第二酸浸液中利用HF、HCl的混合溶液进行酸化反应提纯，混合酸溶液中的HF优先去除石英表面及其交界面处杂质金属氧化物，为HCl直接作用于金属氧化物表面创造有利条件，进而实现对石英纯品的进一步提纯，得到所述高纯石英砂。
本发明提供的提纯方法工艺简单，易操作；原材料成本低，易于获得，资源利用率高；除杂技术效率高，有针对性，工艺易于控制；制备得到的超低金属元素高纯石英的SiO2含量可达到99.99-99.995％，杂质金属元素总量＜100ppm，可满足石英的一些特定用途如制备石英坩埚、晶体硅、电子材料、光学玻璃、高温玻璃、熔融石英、航空航天器视窗玻璃、高级拉管玻璃等对石英原料的要求。
附图说明
图1为本发明提出的一种脉石英矿制备高纯石英砂的方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种脉石英矿制备高纯石英砂的方法流程图。
参照图1，本发明提出的一种脉石英矿制备高纯石英砂的方法，包括如下步骤：
S1、粉碎：将脉石英矿粗选后，粉碎至粒径≤20mm，浸入0-10℃水中10-20min，取出后研磨得到粒径5-50μm的超细石英矿；
S2、磁选：将S1得到的超细石英矿依次在磁场强度0.1-0.5T的弱磁选机中和磁场强度1.0-1.4T的高梯度强磁选机中进行磁选得到精矿浆液，两次磁选过程中控制给矿浓度为20-30wt％，浓缩脱水得到石英精矿；
S3、焙烧：将S2得到的石英精矿在600-1000℃的条件下焙烧120-200min，然后置于10-20℃水中水淬10-20min，取出后浸入盐酸-草酸复合酸浸液中30-60min，抽滤，洗涤，烘干得到石英砂；
S4、浮选：将S3得到的石英砂加水调制得到浓度为40-50wt％的矿浆，按照每吨矿浆加入20-30g的改性淀粉作为抑制剂，搅拌1-3min后，加酸调节矿浆pH为4-5，再按照每吨矿浆加入400-500g的活化剂和700-800g的复合捕收剂后搅拌3-5min，浮选分离3-5min，水洗，风干，100-200℃下干燥60-80min得到石英精砂；
S5、酸浸：将S4得到的石英精砂浸入第一酸浸液中，固液重量比为0.8-1:1，加热至30-40℃，在功率400-800W的超声波场条件下酸浸60-100min，抽滤去除第一酸浸液，用70-80℃的去离子水洗涤至滤液呈中性；再浸入第二酸浸液中，固液重量比为1:2-5，加热至60-80℃，搅拌条件下酸浸20-40min，抽滤去除第二酸浸液，用70-80℃的去离子水洗涤至滤液呈中性，抽滤，烘干得到高纯石英砂。
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种脉石英矿制备高纯石英砂的方法，包括如下步骤：
S1、粉碎：将脉石英矿粗选后，粉碎至粒径为1-6mm，置于10℃水中水淬10min，取出后研磨得到粒径为5-30μm的超细石英矿；
S2、磁选：将S1得到的超细石英矿依次在磁场强度为0.1T的筒式弱磁选机中和磁场强度为1.4T的立环脉动高梯度强磁选机中进行磁选得到精矿浆液，两次磁选过程中控制给矿浓度为20wt％，浓缩脱水得到石英精矿；
S3、焙烧：将S2得到的石英精矿在1000℃的条件下焙烧120min，然后置于20℃水中水淬10min，取出后浸入盐酸-草酸复合酸浸液中60min，抽滤，洗涤，烘干得到石英砂，所述盐酸-草酸复合酸浸液中，HCl的含量为10wt％，H2C2O4的含量为8g/L；
S4、浮选：将S3得到的石英砂加水调制得到浓度为40wt％的矿浆，按照每吨矿浆加入30g的多聚磷酸改性淀粉作为抑制剂，搅拌1min后，加酸调节矿浆pH为4-5，再按照每吨矿浆加入500g的钙离子活化剂和700g由质量配比为1:4十八胺盐酸盐和十二烷基苯磺酸钠组成的复合捕收剂后搅拌3min，浮选分离5min，水洗，风干，100℃下干燥80min得到石英精砂，制备所述多聚磷酸改性淀粉包括：将淀粉加入乙醇水溶液中，与氢氧化钠在60℃下碱化反应30min，再加入多聚磷酸，在120℃下反应150min，得到所述多聚磷酸改性淀粉，其中淀粉、氢氧化钠、多聚磷酸的重量配比为1:0.1:0.8；
S5、酸浸：将S4得到的石英精砂浸入第一酸浸液中，固液重量比控制为0.8:1，加热至40℃，在功率为800W的超声波场条件下酸浸60min，抽滤去除第一酸浸液，用80℃的去离子水洗涤至滤液呈中性，所述第一酸浸液为盐酸-硝酸复合酸浸液，所述盐酸-硝酸复合酸浸液由盐酸溶液与硝酸溶液按质量比8∶1配制而成，所述盐酸溶液中HCl含量为37wt％，所述硝酸溶液中HNO3含量为60wt％；再浸入第二酸浸液中，固液重量比控制为1:5，加热至60℃，搅拌条件下酸浸40min，抽滤去除第二酸浸液，用70℃的去离子水洗涤至滤液呈中性，抽滤，烘干得到高纯石英砂，第二酸浸液为氢氟酸-盐酸复合酸浸液，所述氢氟酸-盐酸复合酸浸液由氢氟酸溶液与盐酸溶液按质量比6∶1混合制成，所述氢氟酸溶液中HF的含量为30wt％，所述盐酸溶液中HCl的含量为37wt％。
实施例2
一种脉石英矿制备高纯石英砂的方法，包括如下步骤：
S1、粉碎：将脉石英矿粗选后，粉碎至粒径≤10mm，置于0℃水中水淬20min，取出后研磨得到粒径为5-40μm的超细石英矿；
S2、磁选：将S1得到的超细石英矿依次在磁场强度为0.5T的筒式弱磁选机中和磁场强度为1.0T的立环脉动高梯度强磁选机中进行两次磁选得到精矿浆液，磁选过程中控制给矿浓度为30wt％，浓缩脱水得到石英精矿；
S3、焙烧：将S2得到的石英精矿在600℃的条件下焙烧200min，然后置于10℃水中水淬20min，取出后浸入盐酸-草酸复合酸浸液中30min，抽滤，洗涤，烘干得到石英砂，所述盐酸-草酸复合酸浸液中，HCl的含量为15wt％，H2C2O4的含量为6g/L；
S4、浮选：将S3得到的石英砂加水调制得到浓度为50wt％的矿浆，按照每吨矿浆加入20g的多聚磷酸改性淀粉作为抑制剂，搅拌3min后，加酸调节矿浆pH为4-5，再按照每吨矿浆加入400g的钙离子活化剂和800g由质量配比为1:2十八胺盐酸盐和十二烷基苯磺酸钠组成的复合捕收剂后搅拌5min，浮选分离3min，水洗，风干，200℃下干燥60min得到石英精砂，制备所述多聚磷酸改性淀粉包括：将淀粉加入乙醇水溶液中，与氢氧化钠在80℃下碱化反应20min，再加入多聚磷酸，在140℃下反应90min，得到所述多聚磷酸改性淀粉，其中淀粉、氢氧化钠、多聚磷酸的重量配比为1:0.3:0.6；
S5、酸浸：将S4得到的石英精砂浸入第一酸浸液中，固液重量比控制为1:1，加热至30℃，在功率为400W的超声波场条件下酸浸100min，抽滤去除第一酸浸液，用70℃的去离子水洗涤至滤液呈中性，所述第一酸浸液为盐酸-硝酸复合酸浸液，所述盐酸-硝酸复合酸浸液由盐酸溶液与硝酸溶液按质量比10∶1配制而成，所述盐酸溶液中HCl含量为31wt％，所述硝酸溶液中HNO3含量为63wt％；再浸入第二酸浸液中，固液重量比控制为1:2，加热至80℃，搅拌条件下酸浸20min，抽滤去除第二酸浸液，用80℃的去离子水洗涤至滤液呈中性，抽滤，烘干得到高纯石英砂，第二酸浸液为氢氟酸-盐酸复合酸浸液，所述氢氟酸-盐酸复合酸浸液由氢氟酸溶液与盐酸溶液按质量比4∶1混合制成，所述氢氟酸溶液中HF的含量为45wt％，所述盐酸溶液中HCl的含量为31wt％。
实施例3
一种脉石英矿制备高纯石英砂的方法，包括如下步骤：
S1、粉碎：将脉石英矿粗选后，粉碎至粒径≤6mm，置于5℃水中水淬15min，取出后研磨得到粒径为5-25μm的超细石英矿；
S2、磁选：将S1得到的超细石英矿依次在磁场强度为0.3T的筒式弱磁选机中和磁场强度为1.2T的立环脉动高梯度强磁选机中进行两次磁选得到精矿浆液，磁选过程中控制给矿浓度为25wt％，浓缩脱水得到石英精矿；
S3、焙烧：将S2得到的石英精矿在800℃的条件下焙烧160min，然后置于15℃水中水淬15min，取出后浸入盐酸-草酸复合酸浸液中45min，抽滤，洗涤，烘干得到石英砂，所述盐酸-草酸复合酸浸液中，HCl的含量为12wt％，H2C2O4的含量为7g/L；
S4、浮选：将S3得到的石英砂加水调制得到浓度为45wt％的矿浆，按照每吨矿浆加入25g的多聚磷酸改性淀粉作为抑制剂，搅拌2min后，加酸调节矿浆pH为4-5，再按照每吨矿浆加入450g的钙离子活化剂和750g由质量配比为1:3十八胺盐酸盐和十二烷基苯磺酸钠组成的复合捕收剂后搅拌4min，浮选分离4min，水洗，风干，150℃下干燥70min得到石英精砂，制备所述多聚磷酸改性淀粉包括：将淀粉加入乙醇水溶液中，与氢氧化钠在70℃下碱化反应25min，再加入多聚磷酸，在130℃下反应120min，得到所述多聚磷酸改性淀粉，其中淀粉、氢氧化钠、多聚磷酸的重量配比为1:0.2:0.7；
S5、酸浸：将S4得到的石英精砂浸入第一酸浸液中，固液重量比控制为0.9:1，加热至35℃，在功率为600W的超声波场条件下酸浸80min，抽滤去除第一酸浸液，用75℃的去离子水洗涤至滤液呈中性，所述第一酸浸液为盐酸-硝酸复合酸浸液，所述盐酸-硝酸复合酸浸液由盐酸溶液与硝酸溶液按质量比9∶1配制而成，所述盐酸溶液中HCl含量为34wt％，所述硝酸溶液中HNO3含量为61wt％；再浸入第二酸浸液中，固液重量比控制为1:3.5，加热至70℃，搅拌条件下酸浸30min，抽滤去除第二酸浸液，用75℃的去离子水洗涤至滤液呈中性，抽滤，烘干得到高纯石英砂，第二酸浸液为氢氟酸-盐酸复合酸浸液，所述氢氟酸-盐酸复合酸浸液由氢氟酸溶液与盐酸溶液按质量比5∶1混合制成，所述氢氟酸溶液中HF的含量为38wt％，所述盐酸溶液中HCl的含量为34wt％。
实施例4
一种脉石英矿制备高纯石英砂的方法，包括如下步骤：
S1、粉碎：将脉石英矿粗选后，粉碎至粒径≤3mm，置于6℃水中水淬14min，取出后研磨得到粒径为5-20μm的超细石英矿；
S2、磁选：将S1得到的超细石英矿依次在磁场强度为0.4T的筒式弱磁选机中和磁场强度为1.3T的立环脉动高梯度强磁选机中进行两次磁选得到精矿浆液，磁选过程中控制给矿浓度为26wt％，浓缩脱水得到石英精矿；
S3、焙烧：将S2得到的石英精矿在850℃的条件下焙烧180min，然后置于12℃水中水淬16min，取出后浸入盐酸-草酸复合酸浸液中40min，抽滤，洗涤，烘干得到石英砂，所述盐酸-草酸复合酸浸液中，HCl的含量为13wt％，H2C2O4的含量为7.5g/L；
S4、浮选：将S3得到的石英砂加水调制得到浓度为43wt％的矿浆，按照每吨矿浆加入28g的多聚磷酸改性淀粉作为抑制剂，搅拌2.5min后，加酸调节矿浆pH为4-5，再按照每吨矿浆加入460g的钙离子活化剂和740g由质量配比为1:3十八胺盐酸盐和十二烷基苯磺酸钠组成的复合捕收剂后搅拌4.5min，浮选分离3.5min，水洗，风干，160℃下干燥75min得到石英精砂，制备所述多聚磷酸改性淀粉包括：将淀粉加入乙醇水溶液中，与氢氧化钠在70℃下碱化反应28min，再加入多聚磷酸，在132℃下反应116min，得到所述多聚磷酸改性淀粉，其中淀粉、氢氧化钠、多聚磷酸的重量配比为1:0.2:0.7；
S5、酸浸：将S4得到的石英精砂浸入第一酸浸液中，固液重量比控制为0.9:1，加热至36℃，在功率为650W的超声波场条件下酸浸75min，抽滤去除第一酸浸液，用73℃的去离子水洗涤至滤液呈中性，所述第一酸浸液为盐酸-硝酸复合酸浸液，所述盐酸-硝酸复合酸浸液由盐酸溶液与硝酸溶液按质量比9∶1配制而成，所述盐酸溶液中HCl含量为35wt％，所述硝酸溶液中HNO3含量为61wt％；再浸入第二酸浸液中，固液重量比控制为1:4，加热至75℃，搅拌条件下酸浸25min，抽滤去除第二酸浸液，用78℃的去离子水洗涤至滤液呈中性，抽滤，烘干得到高纯石英砂，第二酸浸液为氢氟酸-盐酸复合酸浸液，所述氢氟酸-盐酸复合酸浸液由氢氟酸溶液与盐酸溶液按质量比5∶1混合制成，所述氢氟酸溶液中HF的含量为32wt％，所述盐酸溶液中HCl的含量为33wt％。
本发明提供的提纯方法工艺简单，易操作；原材料成本低，易于获得，资源利用率高；除杂技术效率高，有针对性，工艺易于控制；制备得到的超低金属元素高纯石英的SiO2含量可达到99.99-99.995％，杂质金属元素总量＜100ppm，可满足石英的一些特定用途如制备石英坩埚、晶体硅、电子材料、光学玻璃、高温玻璃、熔融石英、航空航天器视窗玻璃、高级拉管玻璃等对石英原料的要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种脉石英矿制备高纯石英砂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、粉碎：将脉石英矿粗选后，粉碎至粒径≤20mm，浸入0-10℃水中10-20min，取出后研磨得到粒径5-50μm的超细石英矿；
S2、磁选：将S1得到的超细石英矿依次在磁场强度0.1-0.5T的弱磁选机中和磁场强度1.0-1.4T的高梯度强磁选机中进行磁选得到精矿浆液，两次磁选过程中控制给矿浓度为20-30wt％，浓缩脱水得到石英精矿；
S3、焙烧：将S2得到的石英精矿在600-1000℃的条件下焙烧120-200min，然后置于10-20℃水中水淬10-20min，取出后浸入盐酸-草酸复合酸浸液中30-60min，抽滤，洗涤，烘干得到石英砂；
S4、浮选：将S3得到的石英砂加水调制得到浓度为40-50wt％的矿浆，按照每吨矿浆加入20-30g的改性淀粉作为抑制剂，搅拌1-3min后，加酸调节矿浆pH为4-5，再按照每吨矿浆加入400-500g的活化剂和700-800g的复合捕收剂后搅拌3-5min，浮选分离3-5min，水洗，风干，100-200℃下干燥60-80min得到石英精砂；
S5、酸浸：将S4得到的石英精砂浸入第一酸浸液中，固液重量比为0.8-1:1，加热至30-40℃，在功率400-800W的超声波场条件下酸浸60-100min，抽滤去除第一酸浸液，用70-80℃的去离子水洗涤至滤液呈中性；再浸入第二酸浸液中，固液重量比为1:2-5，加热至60-80℃，搅拌条件下酸浸20-40min，抽滤去除第二酸浸液，用70-80℃的去离子水洗涤至滤液呈中性，抽滤，烘干得到高纯石英砂。
2.根据权利要求1所述的一种脉石英矿制备高纯石英砂的方法，其特征在于，在S1中，将脉石英矿粗选后，破碎至粒径为1-6mm，浸入0-5℃水中12-18min，取出后研磨得到粒径5-30μm的超细石英矿。
3.根据权利要求1所述的脉石英矿制备高纯石英砂的方法，其特征在于，在S2中，所述弱磁选机为筒式弱磁选机；所述高梯度强磁选机为立环脉动高梯度强磁选机。
4.根据权利要求1所述的脉石英矿制备高纯石英砂的方法，其特征在于，在S3中，所述盐酸-草酸复合酸浸液中，HCl的含量为10-15wt％，H2C2O4的含量为6-8g/L。
5.根据权利要求1所述的脉石英矿制备高纯石英砂的方法，其特征在于，在S4中，所述改性淀粉为多聚磷酸改性淀粉，制备所述多聚磷酸改性淀粉包括：将淀粉加入乙醇水溶液中，与氢氧化钠在60-80℃下碱化反应20-30min，再加入多聚磷酸，在120-140℃下反应90-150min，得到所述多聚磷酸改性淀粉，其中淀粉、氢氧化钠、多聚磷酸的重量配比为1:0.1-0.3:0.6-0.8。
6.根据权利要求1所述的脉石英矿制备高纯石英砂的方法，其特征在于，在S4中，所述活化剂为钙离子和镁离子中的至少一种；所述复合捕收剂由质量配比1:2-4的十八胺盐酸盐和十二烷基苯磺酸钠组成。
7.根据权利要求1所述的脉石英矿制备高纯石英砂的方法，其特征在于，在S5中，所述第一酸浸液为盐酸-硝酸复合酸浸液，第二酸浸液为氢氟酸-盐酸复合酸浸液；优选地，所述盐酸-硝酸复合酸浸液由盐酸与硝酸溶液按质量比8-10∶1配制而成，所述盐酸中HCl含量为31-37wt％，所述硝酸溶液中HNO3含量为60-63wt％；优选地，所述氢氟酸-盐酸复合酸浸液由氢氟酸溶液与盐酸按质量比4-6∶1混合制成，所述氢氟酸溶液中HF的含量为30-45wt％，所述盐酸中HCl的含量为31-37wt％。
8.根据权利要求1所述的脉石英矿制备高纯石英砂的方法，其特征在于，在S5中，超声波场的频率为1-10KHz。
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Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107185708A (zh) * 2017-07-14 2017-09-22 长沙有色冶金设计研究院有限公司 一种用尾矿制备高纯度石英的方法
CN107473231A (zh) * 2017-09-19 2017-12-15 江苏凯达石英股份有限公司 一种对高纯石英砂尾矿的加工提纯工艺
CN107555443A (zh) * 2017-09-30 2018-01-09 江苏闽江矿业有限公司 一种石英砂原矿初期处理工艺
CN107793035A (zh) * 2017-11-09 2018-03-13 新沂市宏润石英硅微粉有限公司 一种熔融石英粉的制备方法
CN108751210A (zh) * 2018-06-23 2018-11-06 新疆能源（集团）晶拓科技材料有限责任公司 一种高纯石英砂的煅烧方法
CN109046747A (zh) * 2018-08-10 2018-12-21 江苏凯达石英股份有限公司 复合法制备高纯石英砂的工艺
CN109081352A (zh) * 2018-09-04 2018-12-25 安徽科技学院 一种超纯石英砂及其提纯工艺
CN110510620A (zh) * 2019-09-11 2019-11-29 江苏凯达石英股份有限公司 高纯石英砂尾矿的提纯方法
CN110963498A (zh) * 2019-12-26 2020-04-07 湖南工业大学 一种迭代水热法提纯石英砂的工艺及高纯石英砂
CN111268684A (zh) * 2020-02-28 2020-06-12 新沂市引河石英材料有限公司 一种高纯度熔融石英筛选提纯工艺
CN112357925A (zh) * 2020-11-12 2021-02-12 徐州融鑫新材料有限公司 一种利用微生物对石英砂的提纯工艺
CN112744821A (zh) * 2019-10-31 2021-05-04 青川县云龙麒达石英砂有限责任公司 一种石英砂酸洗提纯工艺
CN113019682A (zh) * 2019-12-24 2021-06-25 江苏康姆罗拉特种陶瓷有限公司 一种高纯熔融石英砂加工提纯工艺
CN113145268A (zh) * 2021-03-14 2021-07-23 江苏鑫亿鼎石英科技股份有限公司 用于透明石英管制备的环保型高纯石英砂处理工艺
CN113735128A (zh) * 2021-08-16 2021-12-03 武汉理工大学 一种高纯度石英砂的制备方法
CN114014540A (zh) * 2021-12-08 2022-02-08 连云港太平洋半导体材料有限公司 一种乳白石英玻璃的制备工艺
CN114378026A (zh) * 2021-12-17 2022-04-22 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种制备电子级高纯石英砂的方法
CN114671440A (zh) * 2022-03-08 2022-06-28 北京科技大学 超导高梯度磁分离高硅固废低碳绿色制备高纯SiO2的方法
CN114813275A (zh) * 2022-04-22 2022-07-29 云南省地质矿产勘查开发局中心实验室（国土资源部昆明矿产资源监督检测中心） 一种a-石英型游离二氧化硅呼尘的制备方法
CN115872407A (zh) * 2021-09-26 2023-03-31 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所 一种4n级高纯石英砂的制备方法
CN115888975A (zh) * 2021-09-30 2023-04-04 深圳市考拉生态科技有限公司 二次钨尾矿提纯石英的制备方法与设备
WO2024036664A1 (zh) * 2022-08-17 2024-02-22 鞍钢集团矿业有限公司 一种高硅赤铁尾矿低碳高效提取高纯SiO 2的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101391871A (zh) * 2007-09-18 2009-03-25 晟茂（青岛）先进材料有限公司 一种制备高纯石英砂的方法
CN102674372A (zh) * 2012-05-04 2012-09-19 武汉理工大学 一种超低金属元素高纯石英的提纯方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101391871A (zh) * 2007-09-18 2009-03-25 晟茂（青岛）先进材料有限公司 一种制备高纯石英砂的方法
CN102674372A (zh) * 2012-05-04 2012-09-19 武汉理工大学 一种超低金属元素高纯石英的提纯方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
熊康等: "混合酸浸出制备高纯石英工艺及机理研究", 《非金属矿》 *

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107185708A (zh) * 2017-07-14 2017-09-22 长沙有色冶金设计研究院有限公司 一种用尾矿制备高纯度石英的方法
CN107473231A (zh) * 2017-09-19 2017-12-15 江苏凯达石英股份有限公司 一种对高纯石英砂尾矿的加工提纯工艺
CN107473231B (zh) * 2017-09-19 2019-11-29 江苏凯达石英股份有限公司 一种对高纯石英砂尾矿的加工提纯工艺
CN107555443A (zh) * 2017-09-30 2018-01-09 江苏闽江矿业有限公司 一种石英砂原矿初期处理工艺
CN107793035A (zh) * 2017-11-09 2018-03-13 新沂市宏润石英硅微粉有限公司 一种熔融石英粉的制备方法
CN108751210A (zh) * 2018-06-23 2018-11-06 新疆能源（集团）晶拓科技材料有限责任公司 一种高纯石英砂的煅烧方法
CN109046747A (zh) * 2018-08-10 2018-12-21 江苏凯达石英股份有限公司 复合法制备高纯石英砂的工艺
CN109081352A (zh) * 2018-09-04 2018-12-25 安徽科技学院 一种超纯石英砂及其提纯工艺
CN110510620A (zh) * 2019-09-11 2019-11-29 江苏凯达石英股份有限公司 高纯石英砂尾矿的提纯方法
CN110510620B (zh) * 2019-09-11 2021-08-24 江苏凯达石英股份有限公司 高纯石英砂尾矿的提纯方法
CN112744821A (zh) * 2019-10-31 2021-05-04 青川县云龙麒达石英砂有限责任公司 一种石英砂酸洗提纯工艺
CN113019682A (zh) * 2019-12-24 2021-06-25 江苏康姆罗拉特种陶瓷有限公司 一种高纯熔融石英砂加工提纯工艺
CN110963498A (zh) * 2019-12-26 2020-04-07 湖南工业大学 一种迭代水热法提纯石英砂的工艺及高纯石英砂
CN110963498B (zh) * 2019-12-26 2023-04-07 湖南工业大学 一种迭代水热法提纯石英砂的工艺及高纯石英砂
CN111268684A (zh) * 2020-02-28 2020-06-12 新沂市引河石英材料有限公司 一种高纯度熔融石英筛选提纯工艺
CN112357925A (zh) * 2020-11-12 2021-02-12 徐州融鑫新材料有限公司 一种利用微生物对石英砂的提纯工艺
CN113145268A (zh) * 2021-03-14 2021-07-23 江苏鑫亿鼎石英科技股份有限公司 用于透明石英管制备的环保型高纯石英砂处理工艺
CN113735128A (zh) * 2021-08-16 2021-12-03 武汉理工大学 一种高纯度石英砂的制备方法
CN115872407A (zh) * 2021-09-26 2023-03-31 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所 一种4n级高纯石英砂的制备方法
CN115888975A (zh) * 2021-09-30 2023-04-04 深圳市考拉生态科技有限公司 二次钨尾矿提纯石英的制备方法与设备
CN114014540B (zh) * 2021-12-08 2022-07-29 连云港太平洋半导体材料有限公司 一种乳白石英玻璃的制备工艺
CN114014540A (zh) * 2021-12-08 2022-02-08 连云港太平洋半导体材料有限公司 一种乳白石英玻璃的制备工艺
CN114378026A (zh) * 2021-12-17 2022-04-22 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种制备电子级高纯石英砂的方法
CN114671440A (zh) * 2022-03-08 2022-06-28 北京科技大学 超导高梯度磁分离高硅固废低碳绿色制备高纯SiO2的方法
CN114813275A (zh) * 2022-04-22 2022-07-29 云南省地质矿产勘查开发局中心实验室（国土资源部昆明矿产资源监督检测中心） 一种a-石英型游离二氧化硅呼尘的制备方法
CN114813275B (zh) * 2022-04-22 2023-09-19 云南省地质矿产勘查开发局中心实验室（国土资源部昆明矿产资源监督检测中心） 一种a-石英型游离二氧化硅呼尘的制备方法
WO2024036664A1 (zh) * 2022-08-17 2024-02-22 鞍钢集团矿业有限公司 一种高硅赤铁尾矿低碳高效提取高纯SiO 2的方法

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