一种石英砂提纯酸洗工艺及其设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种石英砂或石英石提纯酸洗工艺，包括步骤：进料：将石英石料由送料机送入至酸洗反应罐；预热加温：对酸洗反应罐预热加温，至酸洗反应罐温度升至50℃～60℃；注入酸液：在酸洗反应罐顶部喷淋注入酸液；保温：对酸洗反应罐继续加热至60～100℃并保温；提纯酸洗：在60～100℃温度条件下反应6～12h，使酸洗反应罐内的酸液与石英石料进行化学反应，使石英石表层和浅层杂质分离；排出酸液：待提纯酸洗工序结束后，排出留在酸洗反应罐内的酸液，将该酸液回收到酸液回收储存槽内；卸料冲洗：酸洗反应罐自然降温，利用清水对石料进行冲洗脱酸并卸料。本发明还提供一种提纯酸洗设备。本发明的优点：除杂效果好、效率高、对环境无污染。
【专利说明】一种石英砂提纯酸洗工艺及其设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及非金属矿物质加工【技术领域】，具体涉及一种石英砂或石英石提纯酸洗工艺及其设备。
【背景技术】
[0002]石英石是一种坚硬、化学性能稳定的硅酸盐矿物，属于一种非金属矿物质，主要矿物成分是Si02。其颜色为乳白色、或无色半透明状，硬度为7。石英石经加工成石英砂后是一种重要的工业矿物原料，为非化学危险品，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料等工业。
[0003]由于刚开采出来的石英石表层粘附有铁、铝、磷、钛、钾、钙等杂质，严重影响产品的纯度及质量，故石英石除杂工艺是石英砂生产工艺的关键部分。目前我国石英石的除铁除杂都采用十分粗糙落后的“土堆法”，即将破碎的块状石英石堆积在室外并喷洒酸液，依靠太阳暴晒达到除杂的目的，生产效率低、成本高，除杂效果不佳，对工人身体伤害、环境造成严重污染。
[0004]故此， 申请人:发明一种对石英石(砂，包括其它砂石)环保型提纯酸洗新工艺，并针对该工艺研发出石英砂提纯酸洗设备。
【发明内容】
[0005]针对上述技术的 不足，本发明的目的之一在于，提供一种提纯酸洗效果好、生产成本低、无污染、可适应大规模生产的石英砂或石英石提纯酸洗工艺；
[0006]本发明的目的还在于，提供一种提纯酸洗效果好、效率高、安全可靠、对环境无污染的石英砂或石英石提纯酸洗设备。
[0007]为实现上述目的，发明所采用的技术方案是:
[0008]一种石英砂提纯酸洗工艺，其特征在于，其包括以下步骤:
[0009](I)进料:将所需提纯酸洗的石英石料由送料机送入至酸洗反应罐内，并封好顶盖;
[0010](2)预热加温:对盛有石英石料的酸洗反应罐进行预热加温，由造汽锅炉造出蒸汽，并通过保温管道送至酸洗反应罐内，至酸洗反应罐温度升至40°C~60°C ；
[0011](3)注入酸液:打开顶盖，在酸洗反应罐顶部喷淋注入酸液；
[0012](4)保温:待注酸液工序完成，对酸洗反应罐继续由造气锅炉送蒸汽加热至40~100°C并保温；
[0013](5)提纯酸洗:在60~100°C温度条件下反应6~12h，使酸洗反应罐内的酸液与石英石料进行化学反应，使石英石表层和浅层杂质分离；
[0014](6)排出酸液:待提纯酸洗工序结束后，排出留在酸洗反应罐内的酸液，将该酸液回收到酸液回收储存槽内；
[0015](7)卸料冲洗:使酸洗反应罐自然降温，利用清水对石料进行冲洗脱酸并卸料，制得提纯的石英砂。
[0016]所述步骤(1)中的石英石料破碎为直径40~80mm的颗粒，并且由送料机输送至酸洗反应罐内，所述送料机为皮带输送装置；所述步骤(2)中包括如下内容:设置造汽锅炉，通过造汽锅炉造汽对酸洗反应罐进行预热加温，并由不锈钢压力管道输送至酸洗反应罐内；所述步骤(3)中的酸液量是酸洗反应罐内石英石料量的I~10%。
[0017]所述步骤(3)包括如下内容:酸液由储酸罐输送到注酸罐内，通过注酸罐的压力泵将酸液输送至酸洗反应罐内，在酸洗反应罐顶部喷淋注入酸液。
[0018]所述步骤(3)还包括如下内容:当所述酸液回收储存槽已回收储有酸液时，通过酸液回收储存槽内的酸液注入至盛有石英石料的酸洗反应罐内，在酸洗反应罐顶部喷淋注入酸液。
[0019]其还包括步骤:设置中和反应槽和碱性盐储存槽；
[0020](8)酸液处理:待酸液浓度低于10%以下，将酸液回收储存槽内的酸液输送至中和反应槽内，并将碱性盐储存槽内的中和物输送至中和反应槽内，利用中和物对酸液进行中和处理,待中和反应槽的混合溶液pH值达到6.0~8.0即可排放。
[0021]所述步骤(8)的中和物是碳酸钙、氢氧化钠、氢氧化钙中任意一种。
[0022]本发明的石英砂提纯酸洗工艺， 其酸液可以是盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸任意一种。
[0023]一种实施上述工艺的提纯酸洗设备，其特征在于，其包括酸洗反应罐、储酸罐、注酸罐、酸液回收储存槽、中和反应槽、碱性盐储存槽、造汽锅炉、送料机和电脑控制柜；其中所述的储酸罐与注酸罐连接，注酸罐与酸洗反应罐连接，造汽锅炉与酸洗反应罐连接；酸洗反应罐与酸液回收储存槽相互连接，酸液回收储存槽与中和反应槽连接，碱性盐储存槽与中和反应槽连接，送料机与酸洗反应罐连接，电脑控制柜与酸洗反应罐连接。
[0024]所述酸洗反应罐是由铁质和不锈钢制作而成部件，酸洗反应罐为上、下锥体，中间圆筒相连接结构，所述酸洗反应罐顶端盖设有水封泄压装置、吸收酸雾装置、酸液进料口、温度压力传感显示装置、卸料口、酸液回收口和蒸汽进气口 ；酸洗反应罐罐体和锅炉送汽管道外壁圆周包裹有保温矿物棉，保温矿物棉厚度为10~50mm。
[0025]所述储酸罐、注酸罐、碱性盐储存槽和酸液回收储存槽均设有压力泵和搅拌器；所述中和反应槽设有PH值检测装置；所述电脑控制柜设有报警提示装置和温度压力显示装置。
[0026]所述酸洗反应罐、储酸罐、注酸罐、酸液回收储存槽、中和反应槽和碱性盐储存槽的连接管道为柔性耐腐蚀管道；所述造汽锅炉由不锈钢压力管道与酸洗反应罐连接；所述送料机为皮带输送装置。
[0027]本发明的有益效果为:本发明提供的石英砂或石英石提纯酸洗工艺，通过物料的送料、加热、酸洗除杂、卸料冲洗等一系列工艺，得到高纯度、高外观质量的产品，本工艺充分对原酸液循环利用，将酸液利用率提高至5倍，本工艺紧凑，成本低，反应时间短，可适应大规模生产。
[0028]本发明提供的提纯酸洗设备，其优点主要有提纯酸洗效果好、效率高、安全可靠、对环境无污染，本设备采取全封闭循环利用原料酸液，保证生产工人健康安全，同时对废酸液进行中和处理再排放，实现零污染。[0029]下面结合附图与【具体实施方式】，对发明进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是本发明的提纯酸洗设备的示意图。
[0031]图中:1.酸洗反应罐 2.注酸罐3.储酸罐
[0032]4.造汽锅炉5.酸液回收储存槽6.中和反应槽
[0033]7.碱性盐储存槽8.电脑控制柜9.送料机
[0034]10.柔性耐腐蚀管道11.不锈钢压力管道
【具体实施方式】
[0035]实施例:参见图1，本实施例提供的石英砂或石英石提纯酸洗工艺，其包括以下步骤:
[0036](1)进料:将所需提纯酸洗的石英石料由送料机送入至酸洗反应罐I内，并封好顶盖;
[0037](2)预热加温:对盛有石英石料的酸洗反应罐I进行预热加温，由造汽锅炉4造出蒸汽，并通过保温管道送至酸洗反应罐I内，至酸洗反应罐I温度升至40°C~60°C ；
[0038](3)注入酸液:打开顶盖，在酸洗反应罐I顶部喷淋注入酸液；
[0039](4)保温:待注酸液工序完成，对酸洗反应罐I继续由造气锅炉4送蒸汽加热至40~100°C并保温；
[0040](5)提纯酸洗:在60~100°C温度条件下反应6~12h，使酸洗反应罐I内的酸液与石英石料进行化学反应，使石英石表层和浅层杂质分离；
[0041](6)排出酸液:待提纯酸洗工序结束后，排出留在酸洗反应罐I内的酸液，将该酸液回收到酸液回收储存槽5内；
[0042](7)卸料冲洗:使酸洗反应罐I自然降温，利用清水对石料进行冲洗脱酸并卸料，制得提纯的石英砂。
[0043]所述步骤(1)中的石英石料破碎为直径40~80mm的颗粒，并且由送料机9输送至酸洗反应罐I内，所述送料机9为皮带输送装置；所述步骤(2)中包括如下内容:设置造汽锅炉4，通过造汽锅炉4造汽对酸洗反应罐I进行预热加温，并由不锈钢压力管道11输送至酸洗反应罐I内；造汽锅炉4造汽用水由微电脑控制自动加水或手动加水2种方式。所述步骤(3)中的酸液量是酸洗反应罐I内石英石料量的I~10%。(当然多也是可以的；就是成本过高)。
[0044]所述步骤(3)包括如下内容:酸液由储酸罐3输送到注酸罐2内，通过注酸罐2的压力泵将酸液输送至酸洗反应罐I内，在酸洗反应罐I顶部喷淋注入酸液。
[0045]所述步骤(3)还包括如下内容:当所述酸液回收储存槽5已回收储有酸液时，通过酸液回收储存槽5内的酸液注入至盛有石英石料的酸洗反应罐I内，在酸洗反应罐I顶部喷淋注入酸液。
[0046]其还包括步骤:设置中和反应槽6和碱性盐储存槽7 ；
[0047](8)酸液处理:待酸液浓度低于10%以下(或酸液太脏或其他原因不可用时)，将酸液回收储存槽5内的酸液输送至中和反应槽6内，并将碱性盐储存槽7内的中和物输送至中和反应槽6内，利用中和物对酸液进行中和处理，待中和反应槽6的混合溶液pH值达到6.0~8.0即可排放。
[0048]所述步骤(8)的中和物是碳酸钙、氢氧化钠、氢氧化钙中任意一种。
[0049]本发明的提纯酸洗工艺，其酸液可以是盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸任意一种。
[0050]一种实施上述工艺的提纯酸洗设备，其包括酸洗反应罐1、储酸罐3、注酸罐2、酸液回收储存槽5、中和反应槽6、碱性盐储存槽7、造汽锅炉4、送料机9和电脑控制柜8 ;其中所述的储酸罐3与注酸罐2连接，注酸罐2与酸洗反应罐I连接，造汽锅炉4与酸洗反应罐I连接；酸洗反应罐I与酸液回收储存槽5相互连接，酸液回收储存槽5与中和反应槽6连接，碱性盐储存槽7与中和反应槽6连接，送料机9与酸洗反应罐I连接，电脑控制柜8与酸洗反应罐I连接。
[0051]所述酸洗反应罐I是由铁质和不锈钢制作而成部件，酸洗反应罐I为上、下锥体，中间圆筒相连接结构，所述酸洗反应罐I顶端盖设有水封泄压装置、吸收酸雾装置、酸液进料口、温度压力传感显示装置、卸料口、酸液回收口和蒸汽进气口 ；酸洗反应罐I罐体和锅炉送汽管道外壁圆周包裹有保温矿物棉，保温矿物棉厚度为10~50mm。
[0052]所述储酸罐3、注酸罐2、碱性盐储存槽7和酸液回收储存槽5均设有压力泵和搅拌器；所述中和反应槽6设有pH值检测装置；所述电脑控制柜8设有报警提示装置和温度压力显示装置。
[0053]所述酸洗反应罐1、储酸罐3、注酸罐2、酸液回收储存槽5、中和反应槽6和碱性盐储存槽7的连接管道为柔性耐腐蚀管道10 ;所述造汽锅炉4由不锈钢压力管道11与酸洗反应罐I连接；所述送料机9为皮带输送装置。
[0054]本实施例提供的石英砂或石英石提纯酸洗工艺及其设备，与现有的传统提纯酸洗方法相比，本发明主要的优势表现有:采用酸洗反应罐1，形成较封闭空间，利于实现较佳除杂效果。采用蒸汽加热模式，实现了罐内温度均匀，且温度上升梯度大，从而大大提高了除杂效果和生产效率。酸洗除杂过程中，采用水封泄压方法，当反应罐I内压强过高时，罐内酸雾立即上升到罐顶并溶于封盖圆周的水中，或通过汽泡外排，达到安全泄压的目的。
[0055]另外本发明还提供了酸液回收系统和酸液中和系统，节约了成本并实现了环保。
[0056]总的来说，本发明工艺流程大致为:将破碎成较小石料经传送带送入酸洗反应罐I内，通过锅炉4造蒸汽对反应罐I预热加温后注入酸液、保温进行酸洗除杂，完毕后回收酸液，待酸液循环利用3~5次后用中和物进行中和处理后排放。
[0057]本发明的有益效果为:本发明提供的石英砂或石英石提纯酸洗工艺，通过对物料的送料、加热、酸洗除杂、卸料冲洗等一系列工艺，得到高纯度、高外观质量的产品，本工艺充分对原酸液循环利用，将酸液利用率提高至5倍，本工艺紧凑，成本低，反应时间短，可适应大规模生产。
[0058]本发明提供的提 纯酸洗设备，其优点主要有提纯酸洗效果好、效率高、安全可靠、对环境无污染，本设备采取全封闭循环利用原料酸液，保证生产工人健康安全，同时对废酸液进行中和处理再排放，实现零污染。
[0059]本发明并不限于上述实施方式，凡采用与本发明相似方法及系统结构来实现本发明目的的所有方式，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种石英砂提纯酸洗工艺，其特征在于，其包括以下步骤: (1)进料:将所需提纯酸洗的石英石料由送料机送入至酸洗反应罐内，并封好顶盖； (2)预热加温:对盛有石英石料的酸洗反应罐进行预热加温，由造汽锅炉造出蒸汽，并通过保温管道送至酸洗反应罐内，至酸洗反应罐温度升至40°C~60°C ； (3)注入酸液:打开顶盖，在酸洗反应罐顶部喷淋注入酸液； (4)保温:待注酸液工序完成，对酸洗反应罐继续由造气锅炉送蒸汽加热至40~100°C并保温； (5)提纯酸洗:在60~100°C温度条件下反应6~12h，使酸洗反应罐内的酸液与石英石料进行化学反应，使石英石表层和浅层杂质分离； (6)排出酸液:待提纯酸洗工序结束后，排出留在酸洗反应罐内的酸液，将该酸液回收到酸液回收储存槽内； (7)卸料冲洗:使酸洗反应罐自然降温，利用清水对石料进行冲洗脱酸并卸料，制得提纯的石英砂。
2.根据权利要求1所述的石英砂提纯酸洗工艺，其特征在于，所述步骤(1)中的石英石料破碎为直径40~80mm的颗粒，并且由送料机输送至酸洗反应罐内，所述送料机为皮带输送装置；所述步骤(2)中包括如下内容:设置造汽锅炉，通过造汽锅炉造汽对酸洗反应罐进行预热加温，并由不锈钢压力管道输送至酸洗反应罐内；所述步骤(3)中的酸液量是酸洗反应罐内石英石料量的I~10%。
3.根据权利要求1所述的石英砂提纯酸洗工艺，其特征在于，所述步骤(3)包括如下内容:酸液由储酸罐输送到注酸罐内，通过注酸罐的压力泵将酸液输送至酸洗反应罐内，在酸洗反应罐顶部喷淋注入酸液。
4.根据权利要求1或3所述的石英砂提纯酸洗工艺，其特征在于，所述步骤(3)还包括如下内容:当所述酸液回收储存槽已回收储有酸液时，通过酸液回收储存槽内的酸液注入至盛有石英石料的酸洗反应罐内，在酸洗反应罐顶部喷淋注入酸液。
5.根据权利要求3所述的石英砂提纯酸洗工艺，其特征在于，其还包括步骤:设置中和反应槽和碱性盐储存槽； (8)酸液处理:待酸液浓度低于10%以下，将酸液回收储存槽内的酸液输送至中和反应槽内，并将碱性盐储存槽内的中和物输送至中和反应槽内，利用中和物对酸液进行中和处理，待中和反应槽的混合溶液pH值达到6.0~8.0即可排放。
6.根据权利要求4所述的石英砂提纯酸洗工艺，其特征在于，所述步骤(8)的中和物是碳酸钙、氢氧化钠、氢氧化钙中任意一种。
7.一种实施权利要求1~6所述工艺的石英砂提纯酸洗设备，其特征在于，其包括酸洗反应罐、储酸罐、注酸罐、酸液回收储存槽、中和反应槽、碱性盐储存槽、造汽锅炉、送料机和电脑控制柜；其中所述的储酸罐与注酸罐连接，注酸罐与酸洗反应罐连接，造汽锅炉与酸洗反应罐连接；酸洗反应罐与酸液回收储存槽相互连接，酸液回收储存槽与中和反应槽连接，碱性盐储存槽与中和反应槽连接，送料机与酸洗反应罐连接，电脑控制柜与酸洗反应罐连接。
8.根据权利要求7所述的石英砂提纯酸洗设备，其特征在于，所述酸洗反应罐是由铁质和不锈钢制作而成部件，酸洗反应罐为上、下锥体，中间圆筒相连接结构，所述酸洗反应罐顶端盖设有水封泄压装置、吸收酸雾装置、酸液进料口、温度压力传感显示装置、卸料口、酸液回收口和蒸汽进气口 ；酸洗反应罐罐体和锅炉送汽管道外壁圆周包裹有保温矿物棉，保温矿物棉厚度为10~50mm。
9.根据权利要求7所述的石英砂提纯酸洗设备，其特征在于，所述储酸罐、注酸罐、碱性盐储存槽和酸液回收储存槽均设有压力泵和搅拌器；所述中和反应槽设有PH值检测装置；所述电脑控制柜设有报警提示装置和温度压力显示装置。
10.根据权利要求7所述的石英砂提纯酸洗设备，其特征在于，所述酸洗反应罐、储酸罐、注酸罐、酸液回收储存槽、中和反应槽和碱性盐储存槽的连接管道为柔性耐腐蚀管道；所述造汽锅炉由不锈钢压力管道与酸洗反应罐连接；所述送料机为皮带输送装置。
【文档编号】C01B33/12GK103641123SQ201310586371
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】龚坚 申请人:龚坚