RU2492143C1 - Способ получения высококачественной кварцевой крупки - Google Patents
Способ получения высококачественной кварцевой крупки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2492143C1 RU2492143C1 RU2011152809/05A RU2011152809A RU2492143C1 RU 2492143 C1 RU2492143 C1 RU 2492143C1 RU 2011152809/05 A RU2011152809/05 A RU 2011152809/05A RU 2011152809 A RU2011152809 A RU 2011152809A RU 2492143 C1 RU2492143 C1 RU 2492143C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- washing
- followed
- quartz
- water
- treatment
- Prior art date
Links
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения высококачественной кварцевой крупки включает дробление исходного сырья, декрипитацию с последующим дроблением и измельчением материала, магнитную сепарацию, сушку немагнитной фракции, химическую обработку и промывку. Химическую обработку проводят сначала щелочным раствором с концентрацией 40-200 г/л при температуре 80-105°С в течение не менее двух часов с последующей промывкой водой и ультразвуковой оттиркой. После этого осадок обрабатывают неорганической кислотой или смесью неорганических кислот в 2-3 стадии с промежуточной промывкой и ультразвуковой оттиркой с последующей промывкой водой и сушкой. Изобретение позволяет практически полностью удалить все примеси из кварцевого сырья и получить особо чистый кварцевый продукт с содержанием примесей не более 1×10-4 мас.%. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
Description
Предлагаемое изобретение относится к обогащению и очистке кварцевого сырья и может быть использовано для получения особо чистого кварцевого продукта с содержанием примесей не более 1×10-4 мас.%.
Известны различные технологии обогащения и очистки кварцевого сырья, в зависимости от его физико-механических особенностей и требований, предъявляемых к обогащенному продукту.
Известен способ подготовки кварцевого сырья, включающий измельчение кусков кварца до величины зерен 0,2-0,6 мм, обработку полученной крупки в травильном растворе при температуре кипения, промывку водой и сушку, в котором перед измельчением куски кварца обрабатывают в травильном растворе при температуре кипения в течение 1-4 ч, а обработку полученной крупки ведут в течение 30-40 мин, причем в качестве травильного раствора используют кислую соль фтористого аммония (а.с. СССР №1013418, С03В 1/00, 1983 г., [1]). Основные недостатки известного решения: значительный расход энергии и реагентов, длительное время обработки.
Известен способ обработки кварцсодержащего сырья, включающий дробление, измельчение, электромагнитную сепарацию, оттирку, флотацию и термообработку конечного продукта, в котором, кварцсодержащее сырье крупностью - 60+10 мм подвергают декрипитации при нагреве до температуры 850-950°С с последующим быстрым охлаждением в жидкой среде с температурой 6-20°С, затем направляют на дробление и измельчение до крупности -0,5+0,1 мм и подвергают электромагнитной сепарации, далее из немагнитной части продукта сепарации и активированной воды с рН 4,0-5,5 готовят пульпу с Ж:Т=1,8-3:1, пульпу подвергают оттирке в среде с рН 4,0-5,5 в две стадии, между которыми проводят флотацию, при этом мощность энергетического воздействия на второй стадии оттирки поддерживают в два раза ниже, чем на первой, а температуры на обеих стадиях поддерживают соответствующей максимальной плотности пульпы для усиления воздействующих факторов процесса оттирки, после оттирки пульпу промывают водой при Ж:Т=10:1, обезвоживают и подвергают прокалке при температуре более 800°С. В качестве жидкой среды при быстром охлаждении сырья может быть использована вода (патент РФ №2182113, С01В 33/12, 2002 г., [2]).
Данная технология достаточно проста, экологически чиста, но, вместе с тем, необходимая степень чистоты продукта достигается только при использовании природного кварцевого сырья высокого качества, что ограничивает технологические возможности способа. Не обеспечивается в полной мере вскрытие отдельных зерен кварца, как за счет недостаточно высокой степени измельчения материала, так и за счет недостаточно высокой эффективности процесса флотации, что снижает качество получаемого продукта.
Известен способ обогащения кварцевого сырья, включающий предварительное дробление исходного сырья, декрипитацию с последующим термодроблением в жидкой среде, окончательное механическое дробление с последующим измельчением, магнитную сепарацию, флотацию, ультразвуковую обработку камерного продукта флотации и его прокалку с получением конечного продукта, в котором камерный продукт флотации после ультразвуковой обработки, фильтрации и сушки подвергают прокалке при температуре 550-700°С с последующей обработкой смесью соляной и плавиковой кислот при температуре не выше 20°С, при этом флотацию осуществляют в пульпе с рН 3,0-4,0. Приготовление пульпы к флотации может быть осуществлено с использованием минеральной кислоты, например серной, ультразвуковая обработка камерного продукта флотации может осуществляться при рН 3,0-4,0, а измельчение сырья может осуществляться до крупности не более 0,4 мм (патент РФ №2353578, С01В 33/12, 2009 г., [3]).
По технической сущности, наличию сходных признаков данное решение выбрано в качестве ближайшего аналога.
Использование известного решения позволяет получать товарный продукт в виде концентрата высокой степени чистоты при обогащении различных видов кварцевого сырья.
Существенным недостатком известной технологии является наличие флотационного передела, что значительно усложняет аппаратурно-технологическую схему, поддержание параметров флотации в заданных пределах требует наличия контрольно-измерительной аппаратуры, дозирующих устройств, расхода реагентов, что снижает экономическую эффективность процесса.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение технико-экономических показателей процесса получения микрочастиц кварца высокой чистоты.
Техническими результатами являются: оптимизация аппаратурно-технологической схемы обработки кварцевого сырья, повышение эффективности обработки.
Технические результаты достигаются тем, что в способе обработки кварцсодержащего сырья, включающем дробление исходного сырья, декрипитацию с последующим дроблением и измельчением материала, магнитную сепарацию, сушку немагнитной фракции, химическую обработку и промывку, отличающийся тем, что химическую обработку проводят сначала щелочным раствором с концентрацией 40-200 г/л при температуре 80-105°С в течение не менее двух часов с последующей промывкой водой и ультразвуковой оттиркой, а затем осадок обрабатывают неорганической кислотой или смесью неорганических кислот в 2-3 стадии с промежуточной промывкой и ультразвуковой оттиркой с последующей промывкой водой и сушкой.
Кроме того, для щелочной обработки может быть использован раствор каустической щелочи, для кислотной обработки может быть использован 10-15% раствор соляной кислоты или смесь неорганических кислот, а разделение твердой и жидкой фаз после промывки и ультразвуковой оттирки может быть осуществлено методом декантации до содержания влаги в осадке 18-25%.
Сравнительный анализ предлагаемого способа с решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, показывает следующее.
Предлагаемое решение и решение по ближайшему аналогу характеризуются сходными признаками:
- обработка кварцевого сырья;
- дробление исходного сырья;
- декрипитация;
- последующее дробление и измельчение материала;
- магнитная сепарация;
- сушка немагнитной фракции;
- химическая обработка
- промывка.
Предлагаемое решение также характеризуется признаками, отличительными от признаков ближайшего аналога:
- химическую обработку проводят сначала щелочным раствором
- - с концентрацией 40-200 г/л
- - - при температуре 80-105°С
- - - - в течение не менее двух часов;
- с последующей промывкой водой и ультразвуковой оттиркой;
- затем осадок обрабатывают неорганической кислотой или смесью неорганических кислот
- - в 2-3 стадии
- - с промежуточной промывкой и ультразвуковой оттиркой;
- с последующей промывкой водой и сушкой.
Наличие в предлагаемом решении признаков, отличительных от признаков, характеризующих решение по ближайшему аналогу, позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа условию патентоспособности изобретения «новизна».
Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.
С целью получения особо чистого кварцевого продукта сырье подвергают многостадийной обработке.
На первом этапе сырье с содержанием примесей алюминия, натрия, железа, кальция, титана и микропримесей в сумме не более 1,0-2,0% обрабатывают известными методами, включающими дробление исходного сырья, дикриптизацию с последующим дроблением и измельчением материала, магнитную сепарацию, промывку, окончательную термическую обработку и промывку. В результате получают концентрат с содержанием примесей не более 0,2-0,5 масс.%.
Дальнейшая обработка осуществляется предлагаемым способом.
Концентрат обрабатывается щелочным раствором с концентрацией 40-200 г/л при температуре 80-105°С в течение не менее двух часов с последующей промывкой дистиллированной или деионизированной водой и ультразвуковой оттиркой.
При щелочной обработке примеси, находящиеся в пространстве между кристаллами и на гранях кристаллов кварца, частично или полностью растворяются. Кроме того, при взаимодействии щелочей с кварцем образуется некоторое количество силиката натрия, который также обладает свойствами поглощать примеси железа, алюминия, кальция и титана. Однако концентрат обогащается соединениями натрия, которые с трудом отмываются водой. Поэтому проводится многократная обработка растворами кислот с промежуточной промывкой и ультразвуковой оттиркой. Одновременно с отмывкой соединений натрия осуществляется дополнительная очистка от примесей.
В смеси соляной и фтористоводородной кислот растворяются практически все примеси.
В соляной кислоте (10-15%) растворяются Са, Mg, Fe, частично Al.
В кремнефтористоводородной кислоте (H2SiFe) растворяются Са, Mg, К, Na, кроме Al.
В результате многократной обработки щелочью, водой, ультразвуковой оттирки, обработки кислотами удается достичь практически полного удаления всех примесей.
Таким образом, предлагаемая технология обработки кварцевого сырья, обеспечивает эффективную производительную переработку кварцевого сырья в высококачественный продукт не только с более низкими затратами, но и с повышением потребительских свойств продукта.
Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с другими известными решениями в данной области показывает следующее.
Известен способ обогащения жильного кварца, включающий механическое дробление, промывку водой, нагрев до 1000-1100°С, охлаждение, измельчение, рассев на рабочую фракцию, магнитную сепарацию, флотацию, химическую обработку, промывку, фильтрацию и сушку, в котором перед нагревом до 1000-1100°С кварц подвергают термообработке при 200-250°С и химической обработке в 20-25%-ной соляной кислотой в течение 1,5-2 ч с последующей промывкой водой до нейтральной реакции (патент РФ №20117690, С03В 1/00, 1994 г., [4]).
Известен способ получения кварцевой крупки, включающий подготовку кварцевого сырья путем отбора кусков и кристаллов без выраженных поверхностных или внутренних включений и удаления с них промывкой загрязнений, механическое дробление с выделением фракции требуемого размера, термодробление путем нагрева до 1000-1100°С с последующим охлаждением водой, механическое измельчение с выделением фракции 0,1-0,28 мм, магнитную сепарацию, химическую обработку, промывку водой до нейтральной реакции промывочной воды, фильтрацию и сушку, в котором в качестве кварцевого сырья используют отходы и брак производства искусственного кристаллического кварца из жильного кварца гидротермальным методом, химическую обработку осуществляют в смеси кислот 25-30% HCl и 9-11% HF в течение 40-45 мин, а после сушки осуществляют операцию высокотемпературного хлорирования при температуре 1000-1200°С в течение 25-30 мин (патент РФ №2337072, С03С 1/02, 2008 г., [5]).
Не выявлено в процессе поиска и сравнительного анализа технических решений, характеризующихся аналогичной с предлагаемым решением совокупностью признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».
Предлагаемый способ обработки кварцевого сырья реализуется следующим образом.
Пример 1. 100 г исходной кварцевой руды с содержанием 0,7% примесей железа, алюминия, натрия, кальция, титана и микропримесей обработали методами: продробили до крупности -4 мм, термообработали при 600°С, осуществили термоудар погружением горячего материала в воду с температурой 15,0°С, дополнительно продробили и измельчили до крупности -0,4 мм, после чего провели магнитную сепарацию при напряженности магнитного поля 1100 кА/м, немагнитную фракцию промыли и повторно термообработали при 700°С с последующей отмывкой водой. В результате получено 77,2 г обогащенного концентрата, содержащего, 1×10-4%: Fe - 42,0; Al - 35,0; Na - 48,0; Ti - 15,0; Ca - 25,0; прочие примеси 72,0.
Концентрат в количестве 77,2 г обработали раствором NaOH концентрацией 70 г/л при температуре 90,0°С в течение 3 часов при Ж:Т=10:1, Полученный осадок промыли дистиллированной водой и провели двухстадийную ультразвуковую оттирку при Ж:Т=5:1, при этом разделение жидкой и твердой фазы во всех случаях проводили декантацией.
Отмытый осадок кварцевого сырья обработали смесью кислот 10% HCl и 10% HF в соотношении 1:1 при отношении Ж:Т=10:1 и температуре 80,0°С. Осадок промыли дистиллированной водой и провели ультразвуковую оттирку при Ж:Т=5:1.
Операцию обработки смесью кислот и ультразвуковой оттирки повторили 3 раза. После дополнительной промывки дистиллированной водой, декантации и сушки осадка получили 61,5 г сухого осадка с содержанием примесей, 1×10-4%: Fe - 0,04; Al - 0,06; Na - 0,03; Ca - 0,09; Ti - 0,04; прочие 0,15.
Данные по обработке кварцевого сырья приведены в табл.1. Экспериментальные данные подтверждают эффективность предлагаемого способа.
Предлагаемое техническое решение позволяет оптимизировать аппаратурно-технологическую схему, повысить эффективность химической стадии очистки материала, за счет подачи подготовленного на предыдущих стадиях материала - отделение из потока кварцевого материала «некондиционной» части, содержащей примеси.
Таблица 1 | ||
Содержание примесей в кварцевых концентратах после обработки щелочами и кислотами | ||
Наименование примесей | Содержание примесей в концентрате, 1·10-4% | Содержание примесей в концентрате по предлагаемому решению, 1·10-4% |
Fe | 42,0 | 0,04 |
Al | 35,0 | 0,06 |
Ca | 25,0 | 0,09 |
Na | 48,0 | 0,03 |
Ti | 15,0 | 0,04 |
Прочие примеси | 72,0 | 0,15 |
S примесей | 195,0 | 0,41 |
Claims (5)
1. Способ получения высококачественной кварцевой крупки, включающий дробление исходного сырья, декрипитацию с последующими дроблением и измельчением материала, магнитную сепарацию, сушку немагнитной фракции, химическую обработку и промывку, отличающийся тем, что химическую обработку проводят сначала щелочным раствором с концентрацией 40-200 г/л при температуре 80-105°С в течение не менее двух часов с последующей промывкой водой и ультразвуковой оттиркой, а затем осадок обрабатывают неорганической кислотой или смесью неорганических кислот в 2-3 стадии с промежуточной промывкой и ультразвуковой оттиркой с последующей промывкой водой и сушкой.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для щелочной обработки используют раствор каустической щелочи.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для кислотной обработки используют 10-15%-ный раствор соляной кислоты.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для кислотной обработки используют смесь неорганических кислот.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделение твердой и жидкой фаз после промывки и ультразвуковой оттирки осуществляют методом декантации до содержания влаги в осадке 18-25%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011152809/05A RU2492143C1 (ru) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | Способ получения высококачественной кварцевой крупки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011152809/05A RU2492143C1 (ru) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | Способ получения высококачественной кварцевой крупки |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011152809A RU2011152809A (ru) | 2013-07-10 |
RU2492143C1 true RU2492143C1 (ru) | 2013-09-10 |
Family
ID=48787179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011152809/05A RU2492143C1 (ru) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | Способ получения высококачественной кварцевой крупки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2492143C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103896285A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-07-02 | 江苏凯达石英有限公司 | 一种以废旧石英埚制备高纯超细石英粉的方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113457836A (zh) * | 2020-03-15 | 2021-10-01 | 新沂市磊晶石英材料有限公司 | 一种石英原料清洗方法 |
CN112175603A (zh) * | 2020-09-15 | 2021-01-05 | 樊增平 | 一种压裂支撑剂的制作方法 |
CN114674769B (zh) * | 2022-03-28 | 2022-12-13 | 柞水县宝华矿业有限公司 | 一种具有预处理功能的石英砂检测装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5993758A (en) * | 1995-12-15 | 1999-11-30 | Mashal Alumina Industries Ltd. | Process for recovery of alumina and silica |
RU2337072C1 (ru) * | 2007-02-19 | 2008-10-27 | Владимир Алексеевич Морохов | Способ получения кварцевой крупки |
RU2353578C1 (ru) * | 2007-07-17 | 2009-04-27 | Юрий Анатольевич Тиунов | Способ обогащения кварцевого сырья |
-
2011
- 2011-12-26 RU RU2011152809/05A patent/RU2492143C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5993758A (en) * | 1995-12-15 | 1999-11-30 | Mashal Alumina Industries Ltd. | Process for recovery of alumina and silica |
RU2337072C1 (ru) * | 2007-02-19 | 2008-10-27 | Владимир Алексеевич Морохов | Способ получения кварцевой крупки |
RU2353578C1 (ru) * | 2007-07-17 | 2009-04-27 | Юрий Анатольевич Тиунов | Способ обогащения кварцевого сырья |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
САМОЙЛОВ В.И. Технологические процессы комплексной переработки бериллийлитиевого минерального сырья// Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. - Екатеринбург: 2010, с.16-17. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103896285A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-07-02 | 江苏凯达石英有限公司 | 一种以废旧石英埚制备高纯超细石英粉的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011152809A (ru) | 2013-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2631190C (en) | Recovery of rare earth elements | |
JP7350754B2 (ja) | リチウム・スラグからバリューを抽出するプロセス | |
CN101804982B (zh) | 一种碳化硅超细微粉的纯化方法 | |
RU2492143C1 (ru) | Способ получения высококачественной кварцевой крупки | |
RU2353578C1 (ru) | Способ обогащения кварцевого сырья | |
CN107473231B (zh) | 一种对高纯石英砂尾矿的加工提纯工艺 | |
RU2727382C1 (ru) | Способ получения сульфата магния из магнийсодержащего сырья | |
CN107935007A (zh) | 二次焙烧制备高温低钠氧化铝的方法 | |
CN104556046A (zh) | 一种以石英砂制备高纯度二氧化硅的生产工艺 | |
WO2017101746A1 (zh) | 一种铝土矿高效快速脱硅方法 | |
AU2019250157A1 (en) | A method for the preparation of alumina | |
CN103288091A (zh) | 一种低模数水玻璃碳化沉淀法制备白炭黑的方法 | |
CN105884323A (zh) | 一种赤泥基复合抑爆材料及其制备方法 | |
CN1994880A (zh) | 利用凹凸棒石粘土制备白炭黑的方法 | |
CN108975412B (zh) | 一种从原矿蛭石中制备铁化合物的方法 | |
CN103145825B (zh) | 一种脾脏铁蛋白提取纯化的方法 | |
CN105478218B (zh) | 细赤泥分离加工方法 | |
RU2337072C1 (ru) | Способ получения кварцевой крупки | |
CN107662922A (zh) | 一种石英砂的提纯方法 | |
RU2394764C1 (ru) | Способ получения диоксида кремния | |
CN107902659A (zh) | 一种从蓝宝石研磨废料中回收提纯碳化硼的方法 | |
CN104030315A (zh) | 一种利用天然矿土合成杂原子磷酸铝分子筛的方法 | |
CN103663480A (zh) | 一种沸石的制备方法 | |
CN110304850A (zh) | 一种基于钛石膏生产α型半水石膏的方法 | |
RU2705071C1 (ru) | Способ получения металлургического глинозема кислотно-щелочным способом |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20141117 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181227 |