一种利用石英尾砂生产tft-lcd基板玻璃用石英砂粉的工艺及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用石英尾砂生产TFT-1XD基板玻璃用石英砂粉的方法及专用的装置，属于非金属矿深加工和环保技术领域。
【背景技术】
[0002]石英尾砂:顾名思义，它是石英砂加工生广过程中最末短或最尾端的砂粉，也是副产品。目前我国石英砂加工企业所产的尾砂的目数大都在120目筛以下至400目筛以上的区间范围，年产石英尾砂以千万吨计，主要分布再安徽凤阳、广东河源、山东临沂、河北沙河和雷庄等。石英尾砂相对于成品石英砂(24目筛下至120目筛上)来说:不仅其粒径小、比表面积大、表面能大、沉淀的时间长、所含的水分高、杂质多、加工难、干燥更难，而且市场需求只有少量的用作建筑陶瓷、水泥行业和建筑用加气砖行业等，其价格每吨视其品质而异，脉石英矿所产的尾砂每吨在几十元左右；其他沉积岩的石英尾砂每吨在10-15元不等。因此，石英尾砂不仅成为每个生产石英砂企业的“鸡肋”，而且还得要专用的、较大的水泥场地进行储存、堆放。更使人头疼的是:雨天，石英尾砂随雨水到处流淌，严重地污染了水资源环境；晴天，刮风时粉尘随风飘扬，严重地污染空气质量环境等。所以，一般生产石英砂的企业都把石英尾砂作为垃圾来处理。
[0003]随着科技水平的飞速发展和社会的不断进步，人们的生活水平和自身素质的不断提高，人们环保意识的也愈来愈强。2015年I月I日新修订后《环保法》开始实施，使人们的环保意识又上升到了一个新的高度。关于石英尾砂的综合处理及利用问题越来越多引起和受到石英砂加工企业和全社会的极大关注。因此，如何科学地、合理地、充分地、有效地利用我国现有的、丰富的、廉价的石英尾砂资源，研发出市场急需且具有高技术含量和高附加值石英尾砂产品，并做到生产过程中零污染、零排放的先进技术及工艺及装置，是摆在我们每一个硅材料研发技术人员面前的一个全新的、富有时代性且具有挑战性的课题。查询相关专利及文献资料，没有检索到关于利用石英尾砂生产TFT-LCD基板玻璃用石英砂粉专利文献报道。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种采用石英尾砂生产TFT-1XD基板玻璃专用石英砂粉的工艺方法，解决了【背景技术】中的不足，该方法能够有效的利用石英尾砂，将其生产成高附加值的TFT-1XD基板玻璃专用石英砂粉，实现变废为宝的目的。
[0005]实现本发明上述目的所提供的技术方案为:
[0006](I) 一种利用石英尾砂生产TFT-1XD基板玻璃用石英砂粉的工艺，包括以下步骤:
(I)、测试石英尾砂中的杂质的含量，杂质包括A1203、Fe203、K2O以及Na2O,判断石英尾砂中Al2O3的含量是否大于2% ；
[0007](2)、对于Al2O3的含量彡2%的石英尾砂，将石英尾砂放入反应釜中，向反应釜中添加氢氟酸或氟硅酸，开启搅拌对石英尾砂进行酸洗，酸洗完毕后将酸液脱除并回收，再对酸洗后的石英尾砂进行浮选，浮选后将石英尾砂洗涤至中性，离心脱水后备用；
[0008]对于Al2O3的含量< 2%的石英尾砂，将石英尾砂放入反应釜中，向反应釜中添加氢氟酸或氟硅酸，开启搅拌进行酸洗，搅拌至石英尾砂中的Al2O3的含量< 0.1%，然后将酸液脱除并回收；将酸洗后的石英尾砂洗涤至中性，离心脱水后备用；
[0009](3)、将步骤(2)中处理后的物料放入反应釜中，采用盐酸、硝酸以及氟硅酸中任意两种的混合酸液进行酸洗，在70-90度的条件下酸洗3?6小时，以溶除物料中的铁质，最后把物料冷却至室温，脱除酸液并回收；
[0010](4)、将上步骤中除去铁质后的石英尾砂用水洗涤至中性后脱水，先分离出其中的160-300目的石英砂粉再用去离子水或电子级超纯水洗涤至石英砂粉中氯离子、硝酸根离子以及氟离子的总含量< 0.001%后脱水干燥；或者先用去离子水或电子级超纯水洗涤至石英砂粉中氯离子、硝酸根离子以及氟离子的总含量< 0.001%并脱水干燥后再分离出其中的160-300目的石英砂粉，即可制得TFT-1XD基板玻璃用石英砂粉。
[0011]步骤(I)中的石英尾砂若为新产出的石英尾砂，用清水漂洗并用离心机脱水至其中水分含量为5-8%，然后再测定杂质的含量；若为长期堆放的石英尾砂，则先进行打浆，再用清水漂洗并用离心机脱水至其中水分含量为5-8%，然后再测定杂质的含量；若为水分含量小于5%的石英尾砂，则直接测定杂质的含量。
[0012]步骤(2)中的浮选方法具体如下:以氢氟酸和碱液为调整剂，以十二胺为捕获剂，以2号油为起泡剂，在pH = 2.0-3.0的条件下浮选出矿物杂质。
[0013]步骤(3)中的混合酸液具体为浓度为20-33%的盐酸、浓度为10_30%的硝酸以及浓度为10-30%的氟硅酸中任意两种按照1:1的体积比混合后的酸液。
[0014]步骤(4)中，分离出160-300目的石英砂粉后，剩余的石英砂粉再进行筛分，收集120?160目的砂粉，直接进行出售或者采用对撞式气流粉碎机将其粉碎到160?300目，作为TFT-1XD基板玻璃用石英砂粉。
[0015]本发明还提供了一种用于上述工艺中的装置，至少包括反应釜、真空脱酸系统、真空多级水吸收罐，所述的反应釜的内衬材质为铅板、聚四氟乙烯或氮化硅陶瓷，反应釜中在其内部距离!!底50?150mm处安装有聚四氟乙稀材质的双层筛板，双层筛板中上下两层筛板的形状相同，且上下两层筛板之间设置有一块滤布，双层筛板中筛孔的直径为5?15mm，任意相邻的两筛孔之间的孔心距为50-60mm，双层筛板与釜底之间设置有用于支撑双层筛板的支撑柱，双层筛板的中心设置有一个与外部连通的圆筒状的出料口，所述出料口通过法兰盘与出料阀连接，反应釜的底部设置有一个用于酸液进出的酸液管，酸液管的外端上通过法兰连接有三通管，三通管的一端通过阀门连接进酸管，三通管的另一端通过阀门与真空脱酸系统连接；反应釜的釜壁上设置有用于蒸汽加热或水冷的夹套以及与夹套对应的阀门；反应釜的顶部釜盖上设置有一个铅质的冷凝器，所述冷凝器的上部设有一个管道，并通过管道与真空多级水吸收罐相连接，真空多级水吸收罐的末端与酸雾吸收塔系统相连，酸雾吸收塔系统的末端连接引风机；所述的釜盖上还安装有视镜、温度计、搅拌器以及人孔。
[0016]与现有技术相比，本发明中提供了一种将废弃的石英尾砂进行再次加工处理的方法，并且将其首次用于制备生产TFT-1XD基板玻璃用石英砂粉，整个生产过程中所产生的废气、废水均回收处理并循环利用，是一个节能、环保、绿色的工艺线路。
【附图说明】
[0017]图1为本发明提供的装置的整体结构示意图；
[0018]图2为反应釜的结构示意图；
[0019]图中:1_反应盖，2-真空脱酸系统，3-真空多级水吸收罐，4-冷凝器，5-酸雾吸收塔系统，6-引风机，7-双层筛板，8-滤布，9-出料口，10-出料阀，11-酸液管，12-进酸管，13-夹套，14-搅拌器，15-温度计。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实施例对本发明做详细具体的说明，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例中。
[0021]本发明的以下实施例中，所采用的装置的整体结构如图1所示，至少包括反应釜1、真空脱酸系统2、真空多级水吸收罐3。反应釜I的结构如图2所示，所述的反应釜的内衬材质为铅板、聚四氟乙烯或氮化硅陶瓷，反应釜中在其内部距离釜底10mm处安装有聚四氟乙烯材质的双层筛板7，双层筛板7中上下两层筛板的形状相同，且上下两层筛板之间设置有一块滤布8，双层筛板7中筛孔的直径为10mm，任意相邻的两筛孔之间的孔心距为50-60mm，双层筛板与釜底之间设置有用于支撑双层筛