一种石英砂提纯的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种石英砂提纯的方法及装置，属于非金属矿深加工技术领域。
【背景技术】
[0002]石英砂是一种重要的无机非金属矿物材料，它作为原材料广泛用于玻璃、陶瓷、耐火材料等行业。由于石英矿石所形成的条件的不同，其纯度和以铁质为代表杂质含量也不尽相同，加上石英砂的制砂过程中制砂工艺和除铁的工艺的不同等因素，导致成品石英砂中的含铁量也有所不同；如何降低石英砂中的铁质含量，提高石英砂的纯度，满足各行各业对高纯度石英砂的需求，是石英砂加工领域技术人员不断研发和创新课题。
[0003]目前，我国提纯石英砂的常用的方法除了采用电磁选除铁外，主要有室温酸液浸取和热酸液动态浸取两种；该两种方法中:室温酸液浸取耗时长，产品质量不稳定，难以大规模化生产；热酸液动态浸取耗时短，产品质量稳定，可以大规模化生产，但是要增加加热的费用。另外该两种方法最大的弊端是酸液浸取完成后始终有10%?20%左右的酸液残留在石英砂中，这样一来一是增加了酸液的消耗量；二来给后来的洗涤工序增加了难度。因此，如果能研发出一种提纯石英砂的新方法及装置，进行产业化生产，这将会对我国石英砂产业的发展起到一个巨大的促进作用。
【发明内容】
[0004]本发明解决了上述技术中的不足，提供了一种全新的石英砂提纯的方法及装置，本发明在保证产品质量的前提下，实现了对石英砂提纯的大规模化生产；同时该工艺及装置也适于长石砂粉和高岭土砂粉等非金属矿砂粉的提纯，应用面广。
[0005]实现本发明上述目的所采用的技术方案为:
[0006]—种石英砂提纯的方法，包括以下步骤:(I)、将待提纯的含水量为3%?10%的石英砂放入密闭容器中，填满容器后整平，并将容器的进料口关闭，关闭密闭容器上的压缩空气阀门，开启此1/(:12气体阀门，同时开启密闭容器上方的气体气体吸收管阀门，并开启与气体气体吸收管相连接的真空水吸收罐和酸雾吸收塔；
[0007](2)、由密闭容器的底部通入压力为0.1?0.2Mpa的HC1/C12气体，对于20?120目的石英砂，每吨通入气体8?20千克，对于120?300目的石英砂，每吨通入气体10?30千克，气体通入时间为2?3小时，HCVCl2气体遇水后生成酸，用于除杂和漂白，在此过程中所产生溶解热加快了除杂和漂白的速度；受热后的气体自下而上，再经上部的气体气体吸收管进入真空水吸收罐中被水吸收后成为盐酸；HC1/C12气体通入完毕后关闭HC1/C1 2气体阀门，并保温反应I?2小时；
[0008](3)、打开压缩空气阀门，从密闭容器的底部通入压缩空气，除去石英砂中所残存的HCVCl2气体；
[0009](4)、将石英砂从密闭容器中取出并送入水洗装置中用水洗涤至中性，将洗涤后的石英砂脱水并干燥后即完成石英砂的提纯，水洗中所产生的洗水中和至中性后排放。
[0010]本发明还对应的提供了一种用于上述工艺中的石英砂提纯装置，至少包括密闭容器以及真空水吸收罐、酸雾吸收塔以及水洗罐，出料口位于密闭容器的底部，且密闭容器的底部均匀分布有沟槽，所述沟槽中放置有通气管道，所述通气管道上均匀分布有孔径为
0.1mm?5mm的气孔，通气管道的上方铺有一层砂石层，所述的砂石的粒径大于气孔孔径的两倍，砂石层的上方铺设有一层50?10mm的沙砾层，所述的通气管道穿出容器壁后与主管连接，所述的主管上连接有一个三通管，三通管的其他两端分别与HCVCl2气体管和压缩空气管连接，所述的此1/(:12气体管与HC1/C1 2气体生成装置连接，压缩空气管与压缩空气生成装置连接；密闭容器的上部设置有一个与外界连通的气体吸收管，所述的气体吸收管与真空水吸收罐连接，真空水吸收罐与酸雾吸收塔连接；密闭容器上还设置有HCVCl2气体浓度检测仪，密闭容器的顶部设置有进料口，进料口上设置有料斗，料斗的上方安装有上料皮带机；所述的水洗罐的顶部设置有输送带，将密闭容器中提纯后的石英砂输送到水洗罐中进行水洗。
[0011]所述的密闭容器以及通气管道的材质为玻璃钢、聚四氟乙烯、碳化硅陶瓷或碳纤维、石墨纤维。
[0012]所述的密闭容器为方形容器或圆柱形容器，圆柱形容器的出料口位于容器底部的正中心，方形容器的出料口位于容器侧壁的底部。
[0013]所述的此1/(:12气体生成装置包括镑秤、液态气罐、喷淋管和气体缓冲罐，其中液态气罐放置于镑秤上，喷淋管位于液态气罐的上方，用于对液态气罐冷却以控制气化速度，液态气罐与气体缓冲罐通过管道连接，气体缓冲罐与HCVCl2气体管连接。
[0014]所述的压缩空气生成装置包括空压机和储气罐，空压机将空气压缩后传输至储气罐中存储，储气罐与压缩空气管连接。
[0015]与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点:本发明中，氯气溶于水后生成盐酸和次氯酸，再利用自身的溶解热来加快石英砂中的除杂速度和漂白石英砂颗粒表面；氯化氢气体遇水形成盐酸和自身的溶解热的特性，来加快石英砂的除杂速度。可以单独分别使用氯气或氯化氢气体，也可把两种气体按比例混合再一起后使用。该法本发明最大的特点是在保证除杂速度和质量的前提下，既节约了氯气或氯化氢气体的用量和加热的费用，又节约了洗水的用量；本发明适应于各种粒度的含水量在5%左右的石英砂粉的除杂。此外，在生产过程中多余的气体用水吸收后可作为盐酸出售。
【附图说明】
[0016]图1为本发明提供的石英砂提纯装置的整体结构示意图；
[0017]图2为方形容器的底部结构示意图；
[0018]图3为圆柱形容器的底部结构示意图；
[0019]图中:1-密闭容器，2-真空水吸收罐，3-酸雾吸收塔，4-水洗罐，5-通气管道，6-气孔，7-砂石层，8-沙砾层，9-主管，10-!1(:1/(:12气体管，11-压缩空气管，12-气体吸收管，13-HC1/C12气体浓度检测仪，14-料斗，15-上料皮带机，16-输送带，17-出料口，18-镑秤，19-液态气罐，20-喷淋管，21-气体缓冲罐，22-空压机，23-储气罐。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图及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。
[0021]本发明所提供的石英砂提纯装置的整体结构如图1所示，至少包括密闭容器I以及真空水吸收罐2、酸雾吸收塔3以及水洗罐4，出料口 17位于密闭容器I的底部，且密闭容器I的底部均匀分布有沟槽，所述沟槽中放置有通气管道5，所述通气管道5上均匀分布有孔径为0.1mm?5_的气孔6，如图3所示。通气管道5的上方铺有一层砂石层7，所述的砂石的粒径大于气孔孔径的两倍，砂石层7的上方铺设有一层50?10mm的沙砾层8，所述的通气管道5穿出容器壁后与主管9连接。所述的密闭容器以及通气管道的材质为玻璃钢、聚四氟乙烯、碳化硅陶瓷或碳纤维、石墨纤维。
[0022]所述的密闭容器I为方形容器或圆柱形容器，圆柱形容器的出料口位于容器底部的正中心，如图3所示，方形容器的出料口位于容器侧壁的底部，如图2所示。
[0023]所述的主管9上连接有一个三通管，三通管的其他两端分别与HC1/C12气体管10和压缩空气管11连接，所述的HCVCl2气体管10与HC1/C1 2气体生成装置连接，压缩空气管11与压缩空气生成装置连接。
[0024]所述的此1/(:12气体生成装置包括镑秤18、液态气罐19、喷淋管20和气体缓冲罐21，其中液态气罐19放置于镑秤18上，喷淋管20位于液态气罐19的上方，用于对液态气罐19冷却以控制气化速度，液态气罐19与气体缓冲罐21通过管道连接，气体缓冲罐21与HCVCl2气体管10连接。
[0025]所述的压缩空气生成装置包括空压机22和储气罐23，空压机22将空气压缩后传输至储气罐23中存储，储气罐23与压缩空气管11连接。
[0026]密闭容器的上部设置有一个与外界连通的气体吸收管12，所述的气体吸收管12与真空水吸收罐2连接，真空水吸收罐2与酸雾吸收塔3连接。密闭容器上还设置有HCl/(:12气体浓度检测仪13，密闭容器的顶部设置有进料口，进料口上设置有料斗14，料斗14的上方安装有上料皮带机15 ;所述的水洗罐4的顶部设置有输送带16，输送带将密闭容器中提纯后的石英砂输送到水洗罐中进行水洗。
[0027]实施例1
[0028]I)以安徽凤阳某硅砂科技有限公司所生产的I号石英砂30-120目，Si02%:99.3%,Fe2O3:0.0164%,H20%:5.6%为实例。把称量好的石英砂放入上述装置中，放满后找平，盖好盖子，关好相关的阀门(此时压缩空气阀门必须处于关闭状态，氯气阀门处于开启状态)，检查好相关的管道阀门后，开启酸雾吸收塔的引风机和喷雾碱液栗电机，检查各个水吸收罐的阀门、真空压力表是否正常，同时检查氯气缓冲罐的阀门、压力表是否正常，氯气罐与缓冲罐之间的管道阀门是否正常。
[0029]2)称量好液氯罐的质量并作好记录，按照每吨通入气体8千克来计算好该次所要通入的液氯的质量，用智能流量计控制好液氯的量和比例的时间，一切正常后慢慢打开液氯罐阀门，使液氯慢慢进入缓冲罐给缓冲罐气化