CN116393245A - 一种石英砂的提纯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种石英砂的提纯方法，具体制备步骤如下：S1：石英砂原料机械破碎处理；S2：石英砂碎料磁选处理；S3：石英砂浮选处理；S4：石英砂酸浸处理；S5：石英砂加热处理；S6：石英砂多级筛选处理；S7：石英砂粉末风力筛选处理，通过上述七个步骤可以达到对石英砂依次破碎、磁选、浮选、酸浸、热加工、多级筛选和风力筛选处理，从而提取石英砂的高纯度以及石英砂颗粒的均匀度。本发明对石英砂的提纯方法进行了优化，采用破碎、磁选、浮选、酸浸、热加工、多级筛选和风力筛选处理的方式对石英砂进行高效处理，并在石英砂提纯完毕后，通过多级筛选的方式对石英砂进行区分式的筛选，可以提高石英砂颗粒的筛选效果。
Description
技术领域
本发明涉及石英砂制备技术领域，具体为一种石英砂的提纯方法。
背景技术
石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒。石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，莫氏硬度7，石英砂是重要的工业矿物原料，非化学危险品，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及防火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料，滤料等工业，石英砂矿石在生产加工的过程中需要制备出高纯度石英砂。
然而，现有的高纯度石英砂制备方法存在以下的问题：现有的高纯度石英砂的提纯方式大多相同，虽然对于石英砂具有较好的提纯效果，然而对于石英砂的颗粒大小的大小筛选效果较差，导致提纯后的石英砂颗粒大小不均匀，并且石英砂加工过程中表面会粘附有大量的粉尘，缺乏相应的处理手段，导致提纯后的石英砂清洁度不足。为此，需要设计相应的技术方案解决存在的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石英砂的提纯方法，解决了现有的高纯度石英砂的提纯方式大多相同，虽然对于石英砂具有较好的提纯效果，然而对于石英砂的颗粒大小的大小筛选效果较差，导致提纯后的石英砂颗粒大小不均匀，并且石英砂加工过程中表面会粘附有大量的粉尘，缺乏相应的处理手段，导致提纯后的石英砂清洁度不足，这一技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石英砂的提纯方法，具体制备步骤如下：
S1：石英砂原料机械破碎处理；
S2：石英砂碎料磁选处理；
S3：石英砂浮选处理；
S4：石英砂酸浸处理；
S5：石英砂加热处理；
S6：石英砂多级筛选处理；
S7：石英砂粉末风力筛选处理；
通过上述七个步骤可以达到对石英砂依次破碎、磁选、浮选、酸浸、热加工、多级筛选和风力筛选处理，从而提取石英砂的高纯度以及石英砂颗粒的均匀度。
作为本发明的一种优选方式，S1：石英砂原料机械破碎处理，将石英砂原料导入至石英自磨机内进行破碎处理，然后利用高压脉冲粉碎机对破碎后的石英砂进行二次破碎处理，通过发出90kv～200kv的高压，在瞬间通过高压放电到水中的固体样品上，高压脉冲放电在矿物内形成微等离子体通道，发出冲击波，石英矿块沿晶界进行断裂处理，选择性从矿物晶粒间分离，将石英砂破碎颗粒控制在4mm-8mm。
作为本发明的一种优选方式，S2：石英砂碎料磁选处理，将破碎后的石英砂颗粒导入至磁选设备内，采用梯度磁选的方式，用弱磁除去磁铁矿，用强磁去除钛铁矿、褐铁矿、赤铁矿、石榴石等磁性矿物，通常石英矿物经过磁选后，再进行擦洗作业，这样会使石英砂的纯度和白度提高。
作为本发明的一种优选方式，S3：石英砂浮选处理，将磁选后的石英砂颗粒导入至浮选机内，采用氟石英砂浮选的方式进行浮选，用氢氟酸作为长石活化剂，利用硫酸作为调整剂，使得在pH控制在2～3的强酸性条件下，用十二胺等阳离子作捕收剂，预先吸附活化之后的长石进而分离。
作为本发明的一种优选方式，S4：石英砂酸浸处理，将浮选后的石英砂导入至酸浸设备内，酸浸溶液选用盐酸、硫酸、硝酸、醋酸和氢氟酸，可以根据需要选用酸性更强的浓硫酸、王水和氢氟酸用于Cr和Ti的去除，酸浸温度70℃，酸浸时间6h，草酸浓度10g/L，HCl浓度5％，液固比1:5，搅拌速度控制在800rpm为酸浸。
作为本发明的一种优选方式，S5：石英砂加热处理，将酸浸后的石英砂颗粒进行高温煅烧处理，煅烧温度控制在800℃～900℃，高温煅烧的同时加入氯化剂，即采用氯化焙烧法进行石英提纯，利用金属氧化物在高温环境下与氯化剂发生氯化反应，从而生成气态金属氯化物并挥发，进而达到去除金属氧化物杂质的目的。其中氯化剂选用固态氯化剂，固态氯化剂包含NaCl、CaCl2、NH4Cl。
作为本发明的一种优选方式，S6：石英砂多级筛选处理，将加热处理后的石英砂颗粒导入至筛选机内，筛选机内设置有从上到下分设有三组滤网，位于顶部的滤网孔径控制在9mm-10mm，位于中部的滤网孔径控制在4mm-8mm，位于底部的筛网控制在1mm-3mm，利用顶部的滤网可以对石英砂内的大颗粒石块进行分离，并利用中部的滤网对达标的石英砂进行筛选，最后通过底部的滤网对小颗粒石英砂进行筛选并选用。
作为本发明的一种优选方式，S7：石英砂粉末风力筛选处理，根据使用需要选用上述筛选出的特定规格的石英砂，并置于搅拌设备内进行搅拌，在搅拌的过程中通过鼓风机对石英砂表面可能附着的粉尘进行分离处理，保证成品石英砂的纯度和清洁度。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明对石英砂的提纯方法进行了优化，采用破碎、磁选、浮选、酸浸、热加工、多级筛选和风力筛选处理的方式对石英砂进行高效处理，并在石英砂提纯完毕后，通过多级筛选的方式对石英砂进行区分式的筛选，可以提高石英砂颗粒的筛选效果，并且在后续对筛选出的石英砂进行风力筛选处理，可以将石英砂表面可能存在粉尘附着物进行清洁处理，提高成品石英砂表面的清洁度和纯度。
2.本方案所设计的石英砂提纯方法采用高压脉冲破碎的方式可以提高石英砂的破碎细密度，并且在磁选的过程中采用梯度磁选的方式对石英砂的金属成分进行磁选处理，用弱磁除去磁铁矿，用强磁去除钛铁矿、褐铁矿、赤铁矿、石榴石等磁性矿物，可以提高对石英砂内部金属杂质的筛选效果。
具体实施方式
实施例1：
一种石英砂的提纯方法，具体制备步骤如下：
S1：石英砂原料机械破碎处理；
S2：石英砂碎料磁选处理；
S3：石英砂浮选处理；
S4：石英砂酸浸处理；
S5：石英砂加热处理；
S6：石英砂多级筛选处理；
S7：石英砂粉末风力筛选处理；
通过上述七个步骤可以达到对石英砂依次破碎、磁选、浮选、酸浸、热加工、多级筛选和风力筛选处理，从而提取石英砂的高纯度以及石英砂颗粒的均匀度。
S1：石英砂原料机械破碎处理，将石英砂原料导入至石英自磨机内进行破碎处理，然后利用高压脉冲粉碎机对破碎后的石英砂进行二次破碎处理，通过发出90kv～200kv的高压，在瞬间通过高压放电到水中的固体样品上，高压脉冲放电在矿物内形成微等离子体通道，发出冲击波，石英矿块沿晶界进行断裂处理，选择性从矿物晶粒间分离，将石英砂破碎颗粒控制在4mm-8mm。
S2：石英砂碎料磁选处理，将破碎后的石英砂颗粒导入至磁选设备内，采用梯度磁选的方式，用弱磁除去磁铁矿，用强磁去除钛铁矿、褐铁矿、赤铁矿、石榴石等磁性矿物，通常石英矿物经过磁选后，再进行擦洗作业，这样会使石英砂的纯度和白度提高。
S3：石英砂浮选处理，将磁选后的石英砂颗粒导入至浮选机内，采用氟石英砂浮选的方式进行浮选，用氢氟酸作为长石活化剂，利用硫酸作为调整剂，使得在pH控制在2～3的强酸性条件下，用十二胺等阳离子作捕收剂，预先吸附活化之后的长石进而分离。
S4：石英砂酸浸处理，将浮选后的石英砂导入至酸浸设备内，酸浸溶液选用盐酸、硫酸、硝酸、醋酸和氢氟酸，可以根据需要选用酸性更强的浓硫酸、王水和氢氟酸用于Cr和Ti的去除，酸浸温度70℃，酸浸时间6h，草酸浓度10g/L，HCl浓度5％，液固比1:5，搅拌速度控制在800rpm为酸浸。
S5：石英砂加热处理，将酸浸后的石英砂颗粒进行高温煅烧处理，煅烧温度控制在800℃～900℃，高温煅烧的同时加入氯化剂，即采用氯化焙烧法进行石英提纯，利用金属氧化物在高温环境下与氯化剂发生氯化反应，从而生成气态金属氯化物并挥发，进而达到去除金属氧化物杂质的目的。其中氯化剂选用固态氯化剂，固态氯化剂包含NaCl、CaCl2、NH4Cl。
S6：石英砂多级筛选处理，将加热处理后的石英砂颗粒导入至筛选机内，筛选机内设置有从上到下分设有三组滤网，位于顶部的滤网孔径控制在9mm-10mm，位于中部的滤网孔径控制在4mm-8mm，位于底部的筛网控制在1mm-3mm，利用顶部的滤网可以对石英砂内的大颗粒石块进行分离，并利用中部的滤网对达标的石英砂进行筛选，最后通过底部的滤网对小颗粒石英砂进行筛选并选用。
S7：石英砂粉末风力筛选处理，根据使用需要选用上述筛选出的特定规格的石英砂，并置于搅拌设备内进行搅拌，在搅拌的过程中通过鼓风机对石英砂表面可能附着的粉尘进行分离处理，保证成品石英砂的纯度和清洁度。
本发明对石英砂的提纯方法进行了优化，采用破碎、磁选、浮选、酸浸、热加工、多级筛选和风力筛选处理的方式对石英砂进行高效处理，并在石英砂提纯完毕后，通过多级筛选的方式对石英砂进行区分式的筛选，可以提高石英砂颗粒的筛选效果，并且在后续对筛选出的石英砂进行风力筛选处理，可以将石英砂表面可能存在粉尘附着物进行清洁处理，提高成品石英砂表面的清洁度和纯度。
实施例2：
一种石英砂的提纯方法，具体制备步骤如下：
S1：石英砂原料机械破碎处理；
S2：石英砂碎料磁选处理；
S3：石英砂浮选处理；
S4：石英砂酸浸处理；
S5：石英砂加热处理；
通过上述五个步骤可以达到对石英砂依次破碎、磁选、浮选、酸浸、热加工处理，从而提取石英砂的高纯度以及石英砂颗粒的均匀度。
S1：石英砂原料机械破碎处理，将石英砂原料导入至石英自磨机内进行破碎处理，然后利用高压脉冲粉碎机对破碎后的石英砂进行二次破碎处理，通过发出90kv～200kv的高压，在瞬间通过高压放电到水中的固体样品上，高压脉冲放电在矿物内形成微等离子体通道，发出冲击波，石英矿块沿晶界进行断裂处理，选择性从矿物晶粒间分离，将石英砂破碎颗粒控制在4mm-8mm。
S2：石英砂碎料磁选处理，将破碎后的石英砂颗粒导入至磁选设备内，采用梯度磁选的方式，用弱磁除去磁铁矿，用强磁去除钛铁矿、褐铁矿、赤铁矿、石榴石等磁性矿物，通常石英矿物经过磁选后，再进行擦洗作业，这样会使石英砂的纯度和白度提高。
S3：石英砂浮选处理，将磁选后的石英砂颗粒导入至浮选机内，采用氟石英砂浮选的方式进行浮选，用氢氟酸作为长石活化剂，利用硫酸作为调整剂，使得在pH控制在2～3的强酸性条件下，用十二胺等阳离子作捕收剂，预先吸附活化之后的长石进而分离。
S4：石英砂酸浸处理，将浮选后的石英砂导入至酸浸设备内，酸浸溶液选用盐酸、硫酸、硝酸、醋酸和氢氟酸，可以根据需要选用酸性更强的浓硫酸、王水和氢氟酸用于Cr和Ti的去除，酸浸温度70℃，酸浸时间6h，草酸浓度10g/L，HCl浓度5％，液固比1:5，搅拌速度控制在800rpm为酸浸。
S5：石英砂加热处理，将酸浸后的石英砂颗粒进行高温煅烧处理，煅烧温度控制在800℃～900℃，高温煅烧的同时加入氯化剂，即采用氯化焙烧法进行石英提纯，利用金属氧化物在高温环境下与氯化剂发生氯化反应，从而生成气态金属氯化物并挥发，进而达到去除金属氧化物杂质的目的。其中氯化剂选用固态氯化剂，固态氯化剂包含NaCl、CaCl2、NH4Cl。
本发明对石英砂的提纯方法进行了优化，采用破碎、磁选、浮选、酸浸、热加工的方式对石英砂进行高效处理，并在石英砂提纯完毕后，采用高压脉冲破碎的方式可以提高石英砂的破碎细密度，并且在磁选的过程中采用梯度磁选的方式对石英砂的金属成分进行磁选处理，用弱磁除去磁铁矿，用强磁去除钛铁矿、褐铁矿、赤铁矿、石榴石等磁性矿物，可以提高对石英砂内部金属杂质的筛选效果。
具体地，按照上述的两组实施例的生产制备方式分别提纯石英砂，每实施例以2000kg的石英矿为提纯石英砂的原料，具体如下表所示：
此外，从上述对比参数可以得知，对现有的石英砂提纯步骤进行了优化，对石英砂的提纯方法进行了优化，采用破碎、磁选、浮选、酸浸、热加工、多级筛选和风力筛选处理的方式对石英砂进行高效处理，并在石英砂提纯完毕后，通过多级筛选的方式对石英砂进行区分式的筛选，可以提高石英砂颗粒的筛选效果，并且在后续对筛选出的石英砂进行风力筛选处理，可以将石英砂表面可能存在粉尘附着物进行清洁处理，提高成品石英砂表面的清洁度和纯度。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种石英砂的提纯方法，其特征在于：具体制备步骤如下：
S1：石英砂原料机械破碎处理；
S2：石英砂碎料磁选处理；
S3：石英砂浮选处理；
S4：石英砂酸浸处理；
S5：石英砂加热处理；
S6：石英砂多级筛选处理；
S7：石英砂粉末风力筛选处理；
通过上述七个步骤可以达到对石英砂依次破碎、磁选、浮选、酸浸、热加工、多级筛选和风力筛选处理，从而提取石英砂的高纯度以及石英砂颗粒的均匀度。
2.根据权利要求1所述的一种石英砂的提纯方法，其特征在于：S1：石英砂原料机械破碎处理，将石英砂原料导入至石英自磨机内进行破碎处理，然后利用高压脉冲粉碎机对破碎后的石英砂进行二次破碎处理，通过发出90kv～200kv的高压，在瞬间通过高压放电到水中的固体样品上，高压脉冲放电在矿物内形成微等离子体通道，发出冲击波，石英矿块沿晶界进行断裂处理，选择性从矿物晶粒间分离，将石英砂破碎颗粒控制在4mm-8mm。
3.根据权利要求1所述的一种石英砂的提纯方法，其特征在于：S2：石英砂碎料磁选处理，将破碎后的石英砂颗粒导入至磁选设备内，采用梯度磁选的方式，用弱磁除去磁铁矿，用强磁去除钛铁矿、褐铁矿、赤铁矿、石榴石等磁性矿物，通常石英矿物经过磁选后，再进行擦洗作业，这样会使石英砂的纯度和白度提高。
4.根据权利要求1所述的一种石英砂的提纯方法，其特征在于：S3：石英砂浮选处理，将磁选后的石英砂颗粒导入至浮选机内，采用氟石英砂浮选的方式进行浮选，用氢氟酸作为长石活化剂，利用硫酸作为调整剂，使得在pH控制在2～3的强酸性条件下，用十二胺等阳离子作捕收剂，预先吸附活化之后的长石进而分离。
5.根据权利要求1所述的一种石英砂的提纯方法，其特征在于：S4：石英砂酸浸处理，将浮选后的石英砂导入至酸浸设备内，酸浸溶液选用盐酸、硫酸、硝酸、醋酸和氢氟酸，可以根据需要选用酸性更强的浓硫酸、王水和氢氟酸用于Cr和Ti的去除，酸浸温度70℃，酸浸时间6h，草酸浓度10g/L，HCl浓度5％，液固比1:5，搅拌速度控制在800rpm为酸浸。
6.根据权利要求1所述的一种石英砂的提纯方法，其特征在于：S5：石英砂加热处理，将酸浸后的石英砂颗粒进行高温煅烧处理，煅烧温度控制在800℃～900℃，高温煅烧的同时加入氯化剂，即采用氯化焙烧法进行石英提纯，利用金属氧化物在高温环境下与氯化剂发生氯化反应，从而生成气态金属氯化物并挥发，进而达到去除金属氧化物杂质的目的。其中氯化剂选用固态氯化剂，固态氯化剂包含NaCl、CaCl2、NH4Cl。
7.根据权利要求1所述的一种石英砂的提纯方法，其特征在于：S6：石英砂多级筛选处理，将加热处理后的石英砂颗粒导入至筛选机内，筛选机内设置有从上到下分设有三组滤网，位于顶部的滤网孔径控制在9mm-10mm，位于中部的滤网孔径控制在4mm-8mm，位于底部的筛网控制在1mm-3mm，利用顶部的滤网可以对石英砂内的大颗粒石块进行分离，并利用中部的滤网对达标的石英砂进行筛选，最后通过底部的滤网对小颗粒石英砂进行筛选并选用。
8.根据权利要求1所述的一种石英砂的提纯方法，其特征在于：S7：石英砂粉末风力筛选处理，根据使用需要选用上述筛选出的特定规格的石英砂，并置于搅拌设备内进行搅拌，在搅拌的过程中通过鼓风机对石英砂表面可能附着的粉尘进行分离处理，保证成品石英砂的纯度和清洁度。
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