CN108275686A - 一种天然石英砂的生产方法 - Google Patents

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张乐
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Abstract

本发明公开了一种天然石英砂的生产方法，涉及石英砂的制备技术领域，生产方法为：选矿，粗破碎，将石英石碎块放置在煅烧炉内烧制，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；细破碎与磁选，在酸池中加入酸液，将酸池中的酸液抽走，酸池下层经浸泡后的石英砂通过输送机送入水洗机用高压水冲洗洗去石英砂颗粒表面的酸；超声波清洗，将超声波清洗后的浆料送入烘干机烘干，分筛得所述高纯度石英砂。该天然石英砂的生产方法具有工艺简单、操作方便、设备投资少、成本低、无污染、可批量生产的优点，且能生产出优质的天然石英砂，在酸洗过程中酸液通过过滤处理后循环使用，酸洗产生的酸雾收集后循环使用，大大减少了酸液对环境的污染。

Description

一种天然石英砂的生产方法
技术领域
本发明涉及石英砂的制备技术领域，属于一种天然石英砂的生产方法。
背景技术
天然高纯石英砂是由高质量的天然水晶石加工而成，二氧化硅含量高，杂质含量低，天然高纯石英砂主要成分为二氧化硅，其含量大于 99.99%，还含有氧化铝、氧化铁、钙、铅、硼、镁、钠等微量元素，其中氧化铝含量小于30 ppm，氧化铁含量小于5 ppm，钙含量小于5ppm，粒度分布为 0.05-1 毫米。天然高纯石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，生产时是采用 1—3 级天然水晶石或优质天然石类为原料，经过精心挑选，精细加工而成，产品的粒度范围在0.05-1 毫米之间 , 外观为无色半透明状，密度为 2.65、不溶于酸、 微溶于氢氧化钾溶液。天然高纯石英砂是石英砂系列产品中价格昂贵的高档品种，其物理、化学性质稳定，特别是其内在分子链结构、晶体形状和晶格变化规律独特，具有耐高温、耐 腐蚀、热膨胀系数小、绝缘性好、光学性质独特的优点，主要用作陶瓷、光纤、石英玻璃、石英管、石英棒、石英坩埚的原料，也在光通讯、照明、半导体等行业有重要的用途。
但是由于天然水晶原料短缺，且价格昂贵。随着水晶资源的逐步枯竭，自上世纪70 年代， 各国家开始探索用普通硅石矿代替水晶制备高纯石英砂，目前美国处于领先水平，其特点 是工业化产量大、制备专业化、自动化程度高、检测水平高、产品质量稳定现有的高纯石英砂被美国、德国、俄罗斯等少数国家所垄断。因而，利用天然石英砂作原料，替代水晶制取高纯石英砂具有现实意义。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种天然石英砂的生产方法。
本发明的一种天然石英砂的生产方法为：步骤一、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≥ 96%的天然石英石为原料，将所选的天然石英石进行去皮除杂，先用高压水冲洗天然石英石，去除天然石英石外表面的附着物后，将天然石英石送入去皮机去除表皮；
步骤二、将步骤一去皮的天然石英石送入破碎机，进行粗破碎，得到大小为60-70mm石英石碎块，将石英石碎块放置在煅烧炉内烧制，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；
步骤三、细破碎与磁选，将步骤二烧制石英石碎块放入碾磨机内碾磨，碾磨出的颗粒度为6-12mm石英砂送入磁选机，当石英砂通过磁选机时，含磁、含金属及金属氧化物的石英砂被磁选机内强大的磁场吸附去除，磁选时间15-20分钟后磁选结束，将磁选后的石英砂送入酸池；
步骤四、在酸池中加入酸液，适度搅拌后浸泡 24-36 小时， 然后将酸池中的酸液抽走，酸池下层经浸泡后的石英砂通过输送机送入水洗机用高压水冲洗洗去石英砂颗粒表面的酸；
步骤五、超声波清洗，将酸洗后的浆料送入超声波清洗机进行超声波清洗，至浆料pH值为6-7；
步骤六，将超声波清洗后的浆料送入烘干机烘干，其中所述的烘干机的烘干温度为 95℃-100℃，烘干时间为2-3小时 ；
步骤七、分筛，将烘干后所得物料过6-10目筛网进行筛分，得所述高纯度石英砂。
作为优选，所述的步骤二中石英石碎块置于煅烧炉的煅烧步骤为：将煅烧炉预热至 800℃，然后将石英石块料放入煅烧炉内，继续对石英石煅烧炉加热，当炉内温度升至750℃时开始计时，在 750 - 850℃下煅烧 2.5 - 3.5 小时，然后降温至750℃下保温1.5-3 小时。
作为优选，所述的步骤四中的酸液为质量浓度为10％-20％的稀盐酸和质量浓度为5％-10％的氢氟酸组成的混合酸液成分。
作为优选，所述的步骤四中酸洗石英砂后的酸液通过过滤处理后循环使用，酸洗产生的酸雾收集后循环使用。
作为优选，所述的步骤五中超声波清洗机的超声频率为70 - 80KHz，清洗温度为45-55℃，功率密度1-1.5W/cm2。
本发明的有益效果： 该天然石英砂的生产方法具有工艺简单、操作方便、设备投资少、成本低、无污染、可批量生产的优点，且能生产出优质的天然石英砂，在酸洗过程中酸液通过过滤处理后循环使用，酸洗产生的酸雾收集后循环使用，大大减少了酸液对环境的污染，更加的安全环保。
具体实施方式
本具体实施方式采用以下技术方案和实施例对发明进行进一步的详细说明。
本具体实施方式中天然石英砂的生产方法为：步骤一、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≥96% 的天然石英石为原料，将所选的天然石英石进行去皮除杂，先用高压水冲洗天然石英石，去除天然石英石外表面的附着物后，将天然石英石送入去皮机去除表皮；
步骤二、将步骤一去皮的天然石英石送入破碎机，进行粗破碎，得到大小为60-70mm石英石碎块，将石英石碎块放置在煅烧炉内烧制，石英石碎块置于煅烧炉的煅烧步骤为：将煅烧炉预热至 800℃，然后将石英石块料放入煅烧炉 内，继续对石英石煅烧炉加热，当炉内温度升至 750℃时开始计时，在 800℃下煅烧 3 小时，然后降温至750℃下保温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；
步骤三、细破碎与磁选，将步骤二烧制石英石碎块放入碾磨机内碾磨，碾磨出的颗粒度为6 -12mm石英砂送入磁选机，当石英砂通过磁选机时，含磁、含金属及金属氧化物的石英砂被磁选机内强大的磁场吸附去除，磁选时间15-20分钟后磁选结束，将磁选后的石英砂送入酸池；
步骤四、在酸池中加入酸液，所述的酸液为质量浓度为15％的稀盐酸和质量浓度为8％的氢氟酸组成的混合酸液成分，适度搅拌后浸泡 30 小时， 然后将酸池中的酸液抽走，酸池下层经浸泡后的石英砂通过输送机送入水洗机用高压水冲洗洗去石英砂颗粒表面的酸；酸洗石英砂后的酸液通过过滤处理后循环使用，酸洗产生的酸雾收集后循环使用；
步骤五、超声波清洗，将酸洗后的浆料送入超声波清洗机进行超声波清洗，至浆料pH值为6，超声波清洗机的超声频率为75KHz，清洗温度为50℃，功率密度1.2W/cm2；
步骤六、将超声波清洗后的浆料送入烘干机烘干，其中所述的烘干机的烘干温度为 95℃，烘干时间为2小时 ；
步骤七、分筛，将烘干后所得物料过8目筛网进行筛分，得所述高纯度石英砂。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种天然石英砂的生产方法，其特征在于：具体的生产方法为：步骤一、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≥ 96% 的天然石英石为原料，将所选的天然石英石进行去皮除杂，先用高压水冲洗天然石英石，去除天然石英石外表面的附着物后，将天然石英石送入去皮机去除表皮；
步骤二、将步骤一去皮的天然石英石送入破碎机，进行粗破碎，得到大小为60-70mm石英石碎块，将石英石碎块放置在煅烧炉内烧制，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；
步骤三、细破碎与磁选，将步骤二烧制的石英石碎块放入碾磨机内碾磨，碾磨出的颗粒度为6-12mm石英砂送入磁选机，当石英砂通过磁选机时，含磁、含金属及金属氧化物的石英砂被磁选机内强大的磁场吸附去除，磁选时间15-20分钟后磁选结束，将磁选后的石英砂送入酸池；
步骤四、在酸池中加入酸液，适度搅拌后浸泡 24-36 小时， 然后将酸池中的酸液抽走，酸池下层经浸泡后的石英砂通过输送机送入水洗机用高压水冲洗洗去石英砂颗粒表面的酸；
步骤五、超声波清洗，将酸洗后的浆料送入超声波清洗机进行超声波清洗，至浆料pH值为6-7；
步骤六，将超声波清洗后的浆料送入烘干机烘干，其中所述的烘干机的烘干温度为 95℃ -100℃，烘干时间为2-3小时；
步骤七、分筛，将烘干后所得物料过6-10目筛网进行筛分，得所述高纯度石英砂。
2.根据权利要求1所述的一种天然石英砂的生产方法，其特征在于：所述的步骤二中石英石碎块置于煅烧炉的煅烧步骤为：将煅烧炉预热至 800℃，然后将石英石块料放入煅烧炉内，继续对石英石煅烧炉加热，当炉内温度升至 750℃时开始计时，在 750 - 850℃下煅烧 2.5 - 3.5 小时，然后降温至750℃下保温 1.5-3 小时。
3.根据权利要求1所述的一种天然石英砂的生产方法，其特征在于：所述的步骤四中的酸液为质量浓度为10％-20％的稀盐酸和质量浓度为5-10％的氢氟酸组成的混合酸液。
4.根据权利要求1所述的一种天然石英砂的生产方法，其特征在于：所述的步骤四中酸洗石英砂后的酸液通过过滤处理后循环使用，酸洗产生的酸雾收集后循环使用。
5.根据权利要求1所述的一种天然石英砂的生产方法，其特征在于：所述的步骤五中超声波清洗机的超声频率为70 - 80KHz，清洗温度为45 -55℃，功率密度1-1.5W/cm2。
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