一种利用北海组石英制备高纯石英砂的方法

本发明属于石英砂深加工领域，尤其是涉及一种利用北海组石英制备高纯石英砂的方法。

背景技术：

1、高纯石英广泛应用于电子电工、航空航天、光纤通信等领域，近些年，随着光伏产业的兴起，光伏组件中单晶硅的制造需要以高纯石英坩埚为载体，由于石英坩埚是生产中的消耗品，使得国内外对高纯石英的需求量进一步加大。

2、现有的加工高纯石英常用的工艺除了采用传统物理选矿方法如重选、磁选、浮选等进行初步提纯，更重要的是使用化学选矿方法进行深度提纯，包括酸浸、碱浸、焙烧等。不同成矿成因的石英矿性质差异较大，脉石矿物的种类以及嵌布特征、石英晶体的大小、气液包裹体的特征等都有明显差异。因此，对于不同类型的石英矿所适用的工艺流程也是不同的。

3、北海石英资源丰富，种类多，其中部分石英矿具有较大的加工潜力，然而其存在晶体形状差、脉石矿物嵌布复杂且粒度范围大等难点。具体而言，北海组石英矿石英晶体多为他形，且存在云母、长石等脉石矿物，云母存在于石英颗粒的粒间或颗粒内部，粒径范围较大，从几微米到两百微米，提纯难度较大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种利用北海组石英制备高纯石英砂的方法，解决现有技术中以北海组石英矿为原料制备高纯石英难度大的技术问题。

2、本发明提供一种利用北海组石英制备高纯石英砂的方法，包括以下步骤：

3、s1、破碎：对石英原矿进行破碎，得到石英砂；

4、s2、酸洗：将破碎后的石英砂置于盐酸溶液中浸泡；

5、s3、磨矿：将酸洗后的石英砂洗涤至中性后，磨矿；

6、s4、重选：将磨矿后的石英砂进行重选；

7、s5、磁选：将重选后的石英砂进行磁选；

8、s6、一次浮选：将磁选后的石英砂进行浮选作业，得到一次浮选石英精矿；

9、s7、一次高压酸浸：将一次浮选石英精矿置于酸液中进行一次高压酸浸，然后洗涤至中性；

10、s8、二次浮选：将一次高压酸浸后的一次浮选石英精矿进行二次浮选，得到二次浮选石英精矿；

11、s9、煅烧水淬：将二次浮选石英精矿进行煅烧，随后置于水中进行水淬；

12、s10、碱浸：将煅烧水淬后的二次浮选石英精矿置于碱液中进行碱浸，然后洗涤至中性；

13、s11、二次高压酸浸：将碱浸后的石英精矿置于酸液中进行二次高压酸浸，然后洗涤至中性，得到高纯石英砂。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

15、本发明在第一次高压酸浸的基础上，还增加了二次高压酸浸，在第一次浮选的基础上，还增加了二次浮选，二次浮选的目的是去除第一次高压酸浸之后表面性质发生改变的含杂质石英，二次高压酸浸可以通过煅烧水淬后石英砂表面产生的裂隙，将石英砂内部的杂质进一步去除；同时，本发明在二次高压酸浸前，还进行碱浸，让石英砂活性提高，强化了二次高压酸浸的效果；本发明以北海石英矿作为高纯石英原料，所制备的石英精矿纯度较高，所使用的工艺均为实际生产中的常用工艺，具有较大的实际意义。

技术特征：

1.一种利用北海组石英制备高纯石英砂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述利用北海组石英制备高纯石英砂的方法，其特征在于，所述石英原矿来自北海地区，所述石英原矿中sio2的质量含量为99％～99.95％。

3.根据权利要求1所述利用北海组石英制备高纯石英砂的方法，其特征在于，所述破碎的步骤中，对石英原矿进行破碎至粒径在5mm以下；所述酸洗的步骤中，将石英砂置于盐酸溶液中浸泡12～24h，所述盐酸溶液的质量分数为5～10％，酸洗的固液比为1g：(1～2)ml；所述磨矿的步骤中，磨矿至目数为40～140目。

4.根据权利要求1所述利用北海组石英制备高纯石英砂的方法，其特征在于，所述一次浮选的步骤包括：

5.根据权利要求1所述利用北海组石英制备高纯石英砂的方法，其特征在于，所述一次高压酸浸或所述二次高压酸浸的步骤中，所用的酸液包括盐酸溶液、硝酸溶液、氢氟酸溶液中的至少一种；所述石英精矿和酸液的用量比为1g：(2～10)ml；酸浸的温度为90～220℃，酸浸的时间3～6h。

6.根据权利要求1所述利用北海组石英制备高纯石英砂的方法，其特征在于，所述一次高压酸浸或所述二次高压酸浸的步骤中，所用的酸液中，盐酸的浓度为0～4mol/l，硝酸的浓度为0～2mol/l，氢氟酸的浓度为0～5mol/l。

7.根据权利要求1所述利用北海组石英制备高纯石英砂的方法，其特征在于，所述二次浮选的步骤中，所用的捕收剂为石油磺酸钠和十二胺，矿浆浓度为30～40％，浮选段数为两段，按m(药剂)/m(石英砂)计，第一段，石油磺酸钠300～500g/t，十二胺100～300g/t，第二段，石油磺酸钠100～300g/t，十二胺80～120g/t，控制ph为1.5～2。

8.根据权利要求1所述利用北海组石英制备高纯石英砂的方法，其特征在于，所述煅烧水淬的步骤中，煅烧的温度为900～1100℃，煅烧的时间为1～3h；所述碱浸的步骤中，碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的至少一种，碱的浓度为0.3～0.7mol/l，固液比为1g：(2～4)ml，碱浸的温度为40～80℃，碱浸的时间为3～8h。

9.根据权利要求1所述利用北海组石英制备高纯石英砂的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述利用北海组石英制备高纯石英砂的方法，其特征在于，所述氯化焙烧的步骤中，所述氯化焙烧的温度为800～1100℃，所述氯化焙烧的时间为1～3h，所述氯化焙烧的气氛为氯化氢。

技术总结
本发明公开一种利用北海组石英制备高纯石英砂的方法。该方法包括以下步骤：S1、破碎；S2、酸洗；S3、磨矿；S4、重选；S5、磁选；S6、一次浮选；S7、一次高压酸浸；S8、二次浮选；S9、煅烧水淬；S10、碱浸；S11、二次高压酸浸。本发明通过二次浮选去除一次高压酸浸之后表面性质发生改变的含杂质石英，通过二次高压酸浸利用煅烧水淬后石英砂表面产生的裂隙，将石英砂内部的杂质进一步去除；同时，本发明在二次高压酸浸前还进行碱浸，让石英砂活性提高，强化了二次高压酸浸的效果；本发明以北海石英矿作为高纯石英原料，制备的石英精矿纯度较高，所使用的工艺均为实际生产中的常用工艺，具有较大的实际意义。

技术研发人员：任子杰,方鑫,高惠民,管俊芳,何宇豪,陈意帆,郝文华,谢俊,张斌昌
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6