一种天然石英砂除杂方法与流程

文档序号:15687521发布日期:2018-10-16 21:16阅读:3114来源:国知局

本发明涉及一种天然石英砂除杂方法,属于石英砂除杂技术领域。



背景技术:

石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒,石英石是一种非金属矿物质,是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物,其主要矿物成分是sio2,石英砂的颜色为乳白色或无色半透明状,石英砂是重要的工业矿物原料,非化学危险品,广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及防火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料、滤料等工业。

由于石英矿石是由石英与大量杂质矿物构成的块状集合体,要去除这些杂质矿物,就必须使这些杂质矿物与石英分离,成为单体,常用的方式就是使用破碎和粉碎设备,将石英矿石粉碎成石英砂,再从石英砂中去除杂质矿物。由于石英矿石硬度大,在破碎、粉碎阶段,设备的磨损比较严重,因此国内很多石英砂厂都采用焙烧、水淬方法,使石英矿石热胀冷缩后结构疏松,降低在制砂过程中设备的磨损程度。但此种方式因为石英矿物与长石、云母等矿物共生时,会出现所谓的低共熔现象,混合体系的初始熔融温度可降至700℃左右,而目前对石英矿石的焙烧温度一般在900℃左右,这样经焙烧后的矿石已经产生了部分熔融,熔融形成的玻璃质就会很牢固的覆盖在石英表面,很难去除,由于这些玻璃质中含有大量的金属元素杂质,从而为高纯石英砂的生产带来很难解决的问题。

并且目前,我国制备石英砂过程中要用到大量的酸进行酸洗,而酸洗后的石英砂酸液常常残留在石英砂表面,也会影响后续的加工工序,因此需要对酸洗石英砂进行脱酸处理。传统的脱酸工序中仅使用大量水冲洗,对于之前经过大量浓酸浸泡尤其是经盐酸或硝酸酸洗后的石英砂,清洗往往不够彻底,残留的氯离子或硝酸根离子等残留在酸洗石英砂表面也使得酸洗石英砂颜色泛黄,品相不佳影响产品的价值,也可能影响其加工性能,因此,亟需寻找一种酸洗石英砂的脱酸方法,能彻底清除残留在酸洗石英砂表面的氯离子或硝酸根离子等杂质离子,使石英砂更纯净,颜色更洁白。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明要解决的技术问题是提供一种天然石英砂除杂方法。

本发明的天然石英砂除杂方法为:步骤一、将粉碎细度为60—100目的石英砂颗粒,采用干式磁选机进行磁选,其磁场强度120-600mt;

步骤二、一级浮选,在弱酸性环境下往石英砂浆内加入起泡剂,起泡反应10-15min后,将物料吸入至浮选机,浮选出云母类矿物;二级浮选,在弱碱性环境下往石英砂浆内加入捕收剂,反应5-15min后,将物料吸入至浮选机,浮选出长石类矿物;

步骤三、将脱水后的石英砂输送至擦洗机,向擦洗机中循环加入催化剂和浓度为3%-18%的草酸酸液,催化剂和草酸酸液的加入量为进入擦洗机的石英砂质量的0.5%-3%,石英砂在擦洗过程中与催化剂和酸液充分混合,然后将经过酸洗的石英砂滤出;

步骤四、除酸,将步骤三经过酸洗后的石英砂在碳酸氢钠溶液中浸泡后过滤,首先用去离子水冲洗2-3遍,冲洗后的石英砂中加入去离子水,得到混合物,然后将混合物接种反硝化细菌,并加入琼脂块,密闭静置后分离出琼脂块,然后加入去离子水用超声波清洗,超声波的频率为55-75khz,搅拌转速为500-600r/min,清洗时间为0.5-1h;

步骤五、干燥,将石英砂装入烘盘,烘箱温度设定为180℃,调至自动控制,升温至设定温度,保温3小时,停止加热,1-2小时后开门取出被烘干物料即可。

作为优选,所述起泡剂由以下质量份的组分组成:环氧乙烷80-85份、表面活性剂3-6份、聚合物稳泡剂3-6份、低碳酸钾5-12份、樟脑油5-12份、轻质碳酸钙粉2-6份。

进一步优选,所述的起泡剂由以下质量份的组分组成:环氧乙烷82份、表面活性剂5份、聚合物稳泡剂5份、低碳酸钾8份、樟脑油10份、轻质碳酸钙粉4份。

作为优选,所述的捕收剂由以下重量份数的原料组成:1-丁基吡啶盐酸盐2-5份、十二烷基磺酸钠2-5份、煤油80-90份、松醇油2-5份。

进一步优选,所述的捕收剂由以下重量份数的原料组成:1-丁基吡啶盐酸盐3份、十二烷基磺酸钠3份、煤油85份、松醇油3份。

本发明的有益效果:本工艺采用浮选和磁选方法,能有效除去了石英砂的长石、云母等非磁性伴生杂质和磁性杂质,同时也除去了存在于石英砂表面的黏连性铝杂质,去除率高;且在除杂过程中能将酸洗石英砂的残留在石英砂表面的氯离子或硝酸根离子等杂质清洗干净,使酸洗石英砂更纯净,品质更高,也使酸洗石英砂的颜色更洁白。本工艺简单,去杂效果好,采用此种除杂方法使石英砂纯度高达99.9%以上,可以广泛应用在航空、航天、电子、机械及it行业中,作为制备高精尖产品的原料。

具体实施方式

本具体实施方式采用以下技术方案和实施例对发明进行进一步的详细说明。

本具体实施方式中天然石英砂除杂方法为:步骤一、将粉碎细度为60—100目的石英砂颗粒,采用干式磁选机进行磁选,其磁场强度500mt;

步骤二、一级浮选,在弱酸性环境下往石英砂浆内加入起泡剂,所述起泡剂由以下质量份的组分组成:环氧乙烷82份、表面活性剂5份、聚合物稳泡剂5份、低碳酸钾8份、樟脑油10份、轻质碳酸钙粉4份,起泡反应15min后,将物料吸入至浮选机,浮选出云母类矿物;二级浮选,在弱碱性环境下往石英砂浆内加入捕收剂,所述的捕收剂由以下重量份数的原料组成:1-丁基吡啶盐酸盐3份、十二烷基磺酸钠3份、煤油85份、松醇油3份,反应15min后,将物料吸入至浮选机,浮选出长石类矿物;

步骤三、将脱水后的石英砂输送至擦洗机,向擦洗机中循环加入催化剂和浓度为15%的草酸酸液,催化剂和草酸酸液的加入量为进入擦洗机的石英砂质量的3%,石英砂在擦洗过程中与催化剂和酸液充分混合,然后将经过酸洗的石英砂滤出;

步骤四、除酸,将步骤三经过酸洗后的石英砂在碳酸氢钠溶液中浸泡后过滤,首先用去离子水冲洗3遍,冲洗后的石英砂中加入去离子水,得到混合物,然后将混合物接种反硝化细菌,并加入琼脂块,密闭静置后分离出琼脂块,然后加入去离子水用超声波清洗,超声波的频率为65khz,搅拌转速为550r/min,清洗时间为1h;

步骤五、干燥,将石英砂装入烘盘,烘箱温度设定为180℃,调至自动控制,升温至设定温度,保温3小时,停止加热,1.5小时后开门取出被烘干物料即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种天然石英砂除杂方法,涉及石英砂除杂技术领域,具体除杂方法为:将粉碎细度为60—100目的石英砂颗粒,采用干式磁选机进行磁选,其磁场强度120‑600mT;一级浮选,二级浮选,将脱水后的石英砂输送至擦洗机,向擦洗机中循环加入催化剂和浓度为3%‑18%的草酸酸液,催化剂和草酸酸液的加入量为进入擦洗机的石英砂质量的0.5%‑3%,然后将经过酸洗的石英砂滤出;除酸,干燥包装。本工艺采用浮选和磁选方法,能有效除去了石英砂的长石、云母等非磁性伴生杂质和磁性杂质,使酸洗石英砂更纯净,品质更高,本工艺简单,去杂效果好,采用此种除杂方法使石英砂纯度高达99.9%以上。

技术研发人员:王晓东;张乐
受保护的技术使用者:奈曼旗忠義砂产业有限公司
技术研发日:2018.04.18
技术公布日:2018.10.16
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