一种提高石英砂粉纯度的酸洗以及废酸处理的工艺的制作方法

文档序号:9445722阅读:2209来源:国知局
一种提高石英砂粉纯度的酸洗以及废酸处理的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明提供了一种提高石英砂粉纯度的酸洗以及废酸处理的工艺,涉及酸洗液的配方,酸洗提纯工艺以及酸洗后废水的处理工艺,属于非金属矿深加工和环保技术领域。
【背景技术】
[0002]石英砂是一种重要的无机非金属材料之一,它广泛用于玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等行业;石英砂品位(纯度)的高低和价值的大小主要取决于石英砂自身的金属杂质矿物含量的多少,尤其是以杂质铁为代表金属矿物的含量多少,来决定石英砂的自身价值和使用价值。为了有效的降低石英砂中的铁质元素的含量,通常人们在制备石英砂过程中大都采用强磁选的办法除铁,其效果不是很理想,很难达到预期的要求;为此,本领域普便采用化学酸洗的办法除铁,虽然酸洗的办法除铁能达到和超过预期的要求,但是酸洗过程中会产生大量的含酸废水需要处理。这就带来了一系列的环保问题。现在人们用于石英砂提纯的酸液大都采用强酸如:盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸等酸液及其复配的酸液;这些酸液所产生的含酸废酸处理(除硫酸外)想做到完全循环利用,需要投入庞大的环保系统和设备,这对于生产量大的企业来说,是非常困难的。
[0003]目前本领域中复配的酸液如:氢氟酸、氟硅酸与硫酸;氢氟酸、氟硅酸与硝酸;氢氟酸、氟硅酸与盐酸等复配酸液要么能提高二氧化硅含量,却除铁达不到要求;要么是除铁达到要求,而不能提高二氧化硅的纯度;要么都能达到要求而后续的含酸废水处理后水中的钙离子浓度超标而导致洗涤后的石英砂中的含盐量过高,最后的二氧化硅的纯度还是没有达到预期的目的。
[0004]为此,本领域中从事提纯石英砂的企业迫切希望能研究一种既能够提高石英砂纯度的酸液配方,又能够很好处理该含酸废水,还能够把处理后的含酸废水能全部回收利用且不影响产品质量的工艺方法,且该方法还需要具备:环保设施投入不大、运行成本低、操作方便等技术要求,它也是石英砂粉提纯领域工程技术人员的一个全新的课题之一。

【发明内容】

[0005]本发明解决了【背景技术】中的不足,提供了一种提高石英砂粉纯度的酸洗以及废酸处理的工艺,本发明能显著地提高石英砂中的二氧化硅的纯度和显著的降低石英砂中三氧化二铝、碱金属、三氧化二铁、二氧化钛等杂质矿物,同时,本发明后续工序产生的废水容易处理洁净。
[0006]实现本发明上述目的所采用的技术方案为:
[0007]—种提高石英砂粉纯度的酸洗以及废酸处理的工艺,包括以下步骤:(I)、将待提纯的石英砂粉放入到酸洗提纯装置中,用酸栗将酸洗液栗入酸洗提纯装置中并开启酸洗提纯装置中的负压水吸收系统,所述的酸洗液由I?10%氢氟酸、5?20%氟硅酸、3?20%草酸以及50?90%水组成,或者由10?20%氟硅酸、5?20%草酸以及60?85%水组成;
[0008](2)、将酸洗提纯装置内的温度加热至60?85°C,并开启循环系统使热的酸洗液循环动态酸洗石英砂粉,酸洗3?6小时后脱除酸洗液并收集起来;
[0009](3)、用清水将酸洗提纯装置中酸洗后的石英砂粉送至水洗装置中,将石英砂粉洗涤至中性后,脱水即制得成品石英砂粉;
[0010](4)、将步骤⑵中收集的酸洗液转移至中和池中用石灰乳中和至pH = 6?7后,生成氟硅酸钙和草酸钙沉淀,将中和后的酸洗液用栗送入沉淀池中,在沉淀池中氟硅酸钙和草酸钙沉淀下来,收集沉淀的物料用压滤机压成滤饼后回收使用;
[0011](5)、将氟硅酸钙和草酸钙沉淀后的清水再送入调节池中调节pH = 8.5?9,以沉淀铁离子,沉淀后的铁离子物料用压滤机压成滤饼并回收使用;
[0012](6)、将铁离子沉淀后的清水再送入调节池,用草酸调节pH = 6?7后,再次沉淀草酸钙,用石英砂过滤器过滤后得到的清水中的钙离子浓度与自来水相同,可送到车间循环使用。
[0013]所述的氟硅酸钙和草酸钙滤饼用与之等当量的稀硫酸反应,生成的氟硅酸和草酸再送到车间循环利用,生成的硫酸钙可作副产品出售。
[0014]所述的铁离子滤饼用作制备硫酸亚铁的原料出售。
[0015]本发明中因为氢氟酸与石英砂和长石反应是一个放热反应,且产生四氟化硅气体,该气体溶于体系的水中即是氟硅酸;而氟硅酸与石英砂和长石的反应比较慢,它能在加热的情况下快速分解长石和溶除石英砂粉;该体系中氢氟酸与石英砂粉反应放出的热量能促使草酸加速络合溶除石英砂和长石中的铁质元素,从而达到了既能快速分解石英砂中的长石,又快速降低石英砂中的三氧化二铁含量,从而到达提纯石英砂粉纯度的目的。
[0016]相比较现有技术,本发明中采用氢氟酸、氟硅酸和草酸的复配酸液能显著地提高石英砂中的二氧化硅的纯度和显著的降低石英砂中三氧化二铝、碱金属、三氧化二铁、二氧化钛等杂质矿物,取得了令人意想不到的效果。而且还发现其后续工序产生的废水比其他酸液复配的废水要容易处理且洁净很多,其综合经济效果十分显著。
[0017]此外,本发明在对废酸进行处理的工艺中,生成的硫酸钙可作副产品,或用所产生的氟硅酸和草酸用来生产氟硅酸钠(钾)和草酸钠(钾)等产品。沉淀出的铁离子可作为生产硫酸亚铁原料。其整个生产过程没有废水、废酸和废气外排,是一个节能、环保的绿色生产工艺。
【具体实施方式】
[0018]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。
[0019]以下实施例中所采用的酸洗提纯装置为专利号:ZL 201110247061.4中所提供的装置,该专利的授权公告日:2012年11月7日。
[0020]实施例1
[0021]本实施例中所提供的步骤如下:(I)、将待提纯的石英砂粉放入到酸洗提纯装置中,用酸栗将酸洗液栗入酸洗提纯装置中并开启酸洗提纯装置中的负压水吸收系统,所述的酸洗液由10?20%氟硅酸、5?20%草酸以及60?85%水组成。本发实施例中使用的待提纯的石英砂粉为安徽某硅砂公司所产的石英砂粉,经检测其成分如下(质量分数):S12:99.52%? Al2O3:1460ppm,Fe2O3:20Ippm,T12:49.2ppm,Na20:50.2ppm,K2O:522.8ppm。
[0022](2)、将酸洗提纯装置内的温度加热至60°C,并开启循环系统使热的酸洗液循环动态酸洗石英砂粉,酸洗6小时后脱除酸洗液并收集起来。
[0023](3)、用清水将酸洗提纯装置中酸洗后的石英砂粉送至水洗装置中,将石英砂粉洗涤至中性后,脱水即制得成品石英砂粉。产品经检测:Si02:99.87%,Al2O3:348.6ppm,Fe2O3:23ppm, T12:14ppm,Na20:15.6ppm,K2O:65ppm。
[0024](4)、将步骤⑵中收集的酸洗液转移至中和池中用石灰乳中和至pH = 6后,生成氟硅酸钙和草酸钙沉淀,将中和后的酸洗液用栗送入沉淀池中,在沉淀池中氟硅酸钙和草酸钙沉淀下来,收集沉淀的物料用压滤机压成滤饼后回收使用;
[0025]所述的氟硅酸钙和草酸钙滤饼用与之等当量的稀硫酸反应,生成的氟硅酸和草酸再送到车间循环利用,生成的硫酸钙可作副产品出售。
[0026](5)、将氟硅酸钙和草酸钙沉淀后的清水再送入调节池中调节pH = 8.5,以沉淀铁离子,沉淀后的铁离子物料用压滤机压成滤饼并回收使用;所述的铁离子滤饼可用作制备硫酸亚铁的原料出售。
[0027](6)、将铁离子沉淀后的清水再送入调节池,用草酸调节pH = 6.5后,再次沉淀草酸钙,用石英砂过滤器过滤后得到的清水中的钙离子浓度与自来水相同,可送到车间循环使用。
[0028]实施例2
[0029]本实施例中所提供的步骤如下:(I)、将待提纯的石英砂粉放入到酸洗提纯装置中,用酸栗将酸洗液栗入酸洗提纯装置中并开启酸洗提纯装置中的负压水吸收系统,所述的酸洗液由I?10%氢氟酸、5?20%氟硅酸、3?20%草酸以及50?90%水组成。本发实施例中使用的待提纯的石英砂粉为安徽某硅砂公司所产的石英砂粉,经检测其成分如下(质量分数):Si02:99.52%, Al2O3:1460ppm,Fe2O3:201ppm,T12:49.2ppm, Na20:50.2ppm,K2O:522.8p
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1