花岗伟晶岩的选择性破碎方法及高纯石英砂原料与流程

本发明涉及高纯石英砂加工，尤其涉及一种花岗伟晶岩的选择性破碎方法及利用该方法制备得到的高纯石英砂原料。

背景技术：

1、高纯石英是一种战略性非金属矿产资源，主要应用于半导体工业、石英玻璃、光伏、电光源、航空航天等领域。在半导体领域，多晶硅拉制单晶硅时的关键容器是石英坩埚，而石英坩埚必须使用4n8级以上高纯石英砂作为原料。近些年，有相关报道利用花岗伟晶岩可制备出4n8级高纯石英砂，由于花岗伟晶岩中石英的含量一般为15～40％，在其提取高纯石英砂的过程中，面临高纯石英砂提取率底、石英解离度低并导致杂质超标等一系列问题，而通过对花岗伟晶岩进行选择性破碎，提高石英颗粒的选择性解离并降低石英颗粒的成粉率，是花岗伟晶岩制备4n8级高纯石英砂产业化的技术关键。因此，亟需提供一种花岗伟晶岩的选择性破碎方法，解决目前的技术问题，以提高高纯石英砂的纯度和回收率，加快推进花岗伟晶岩制备高纯石英砂的产业化。

技术实现思路

1、有鉴于此，为解决现有技术中高纯石英砂提取率底、石英解离度低的技术问题，一方面，本发明提供了一种花岗伟晶岩的选择性破碎方法，其能够大大提高石英砂的解离度，保证提纯产品的纯度。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

3、一种花岗伟晶岩的选择性破碎方法，包括如下步骤：

4、步骤s1：对花岗伟晶岩原矿样品进行破碎筛分，获得合适粒径的产品一；

5、步骤s2：将步骤s1获得的产品一进行煅烧水淬加工处理，得到产品二；

6、步骤s3：将步骤s2获得的产品二进行棒磨分级，得到筛上、筛中、筛下三个产品，筛上经摇床分离出云母后返回棒磨再磨，筛下产品进入综合回收工序回收长石、云母、石英等产品；

7、步骤s4：将步骤s3所获得的筛中产品进行脱水-烘干-煅烧-水淬加工处理得到产品三；

8、步骤s5：步骤s4获得的产品三首先进行超声分散，再进行强力擦洗搅拌，最后进行水洗筛分，筛上产品即为选择性破碎所获得的高纯石英砂原料。

9、优选地，所述步骤s2中的煅烧温度为800～1000摄氏度，煅烧时间为30～150min。

10、优选地，所述步骤s3中棒磨选用石英玻璃棒，内衬为氧化锆材质，分级采用双层高频振动筛。

11、优选地，所述步骤s4中的煅烧温度为800～1000摄氏度，煅烧时间为30～150min。

12、优选地，所述步骤s5中超声频率为40khz～80khz，超声时间为20～40min，所述擦洗搅拌速率为600～1000r/min，擦洗搅拌时间为5～10min，所述水洗筛分作业为双层高频振动筛，上层筛网尺寸为40～60目，下层筛网尺寸为120～160目。

13、优选地，所述步骤s1中产品一的粒径范围为3～50mm。

14、另一方面，本发明还提供了一种高纯石英砂原料，采用上述的选择性破碎方法获得；

15、所述高纯石英砂原料以质量百分比计，包含如下组分：

16、sio2为84.53％～87.65％、al2o3为5.51％～7.56％、na2o为2.18％～2.58％k2o为0.52％～0.67％cao为0.39％～0.41％mgo为0.49％～0.52％fe2o3为0.44％～0.46％,余量为杂质。

17、本发明提供的花岗伟晶岩的选择性破碎方法，相对于现有技术，具有如下的有益效果：

18、本发明提供的花岗伟晶岩的选择性破碎方法能够大大提高石英砂的解离度，保证提纯产品的纯度，具体如下：

19、(1)本发明通过使用煅烧水淬技术可增加成砂率；

20、(2)本发明采用棒磨分级机，且优选石英棒作为研磨介质，有助于减少石英的过磨，提高成砂率，内衬为氧化锆材质，可避免氧化铝杂质进入影响后续提纯效果；

21、(3)本发明通过采用研磨筛分联合摇床分选工艺，可分选出大量的片状云母，较少云母被继续磨细带入到石英砂中，减少入选云母含量，有助于后续提纯；

22、(4)本发明通过二次煅烧水淬并联合超声与擦洗工艺，可大大提高石英砂的解离度，保证提纯产品的纯度。

技术特征：

1.一种花岗伟晶岩的选择性破碎方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种花岗伟晶岩的选择性破碎方法，其特征在于，所述步骤s2中的煅烧温度为800～1000摄氏度，煅烧时间为30～150min。

3.根据权利要求1所述的一种花岗伟晶岩的选择性破碎方法，其特征在于，所述步骤s3中棒磨选用石英玻璃棒，内衬为氧化锆材质，分级采用双层高频振动筛。

4.根据权利要求1所述的一种花岗伟晶岩的选择性破碎方法，其特征在于，所述步骤s4中的煅烧温度为800～1000摄氏度，煅烧时间为30～150min。

5.根据权利要求1所述的一种花岗伟晶岩的选择性破碎方法，其特征在于，所述步骤s5中超声频率为40khz～80khz，超声时间为20～40min，所述擦洗搅拌速率为600～1000r/min，擦洗搅拌时间为5～10min，所述水洗筛分作业为双层高频振动筛，上层筛网尺寸为40～60目，下层筛网尺寸为120～160目。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种花岗伟晶岩的选择性破碎方法，其特征在于，所述步骤s1中产品一的粒径范围为3～50mm。

7.一种高纯石英砂原料，其特征在于，采用权利要求1-6中任一项所述的选择性破碎方法获得；

技术总结
本发明提供了一种花岗伟晶岩的选择性破碎方法,包括如下步骤：S1：对花岗伟晶岩原矿样品进行破碎筛分，获得合适粒径的产品一；S2：将S1获得的产品一进行煅烧水淬加工处理，得到产品二；S3：将S2获得的产品二进行棒磨分级，得到筛上、筛中、筛下三个产品，筛上经摇床分离出云母后返回棒磨再磨，筛下产品进入综合回收工序回收长石、云母、石英等产品；S4：将S3所获得的筛中产品进行脱水‑烘干‑煅烧‑水淬加工处理得到产品三；S5：S4获得的产品三首先进行超声分散，再进行强力擦洗搅拌，最后进行水洗筛分，筛上产品即为选择性破碎所获得的高纯石英砂原料。本发明能够大大提高石英砂的解离度，保证提纯产品的纯度，也可提高产品成砂率。

技术研发人员：王建平,黄业豪,尚保忠,郜润博,张森森,陈艳坡,母晓培,皇锦展,李敏
受保护的技术使用者：河南省地质研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19