石英尾矿矿泥深度提纯方法与设备技术

本发明专利技术涉及一种石英尾矿矿泥深度提纯方法与设备，方法包括:取得特定粒径范围的矿泥、酸浸出、第一次固液分离、漂洗、中性浮选及第二次固液分离与干燥，其中酸浸出使用的酸溶液包含硫酸，酸浓度介于18～24%。本发明专利技术具有高产率制备高纯度石英粉的效果，并且高纯度石英粉的二氧化硅纯度在99wt%以上、三氧化二铝的含量在0.5wt%以下、三氧化二铁含量在0.01wt%以下。

Method and equipment for deep purification of quartz tailings slime

【技术实现步骤摘要】
石英尾矿矿泥深度提纯方法与设备
本专利技术涉及石英尾矿提纯的
，尤其是涉及一种石英尾矿矿泥深度提纯方法与设备。
技术介绍
石英是石英砂、石英砂岩、石英石、脉石英等硅质原料的主要成分，是一种常见的非金属矿物原料，其应用领域十分广泛，高纯石英粉又称高纯硅粉，可以通过加工的方式制成高纯二氧化硅微粉，因其特有的物化性质，高纯石英砂/二氧化硅微粉的应用已从玻璃制品、建材、防水防腐材料等传统领域，拓展到高新技术产业领域，是电子、电器机电、高端玻璃、精密铸造、塑料、涂料、耐火材料、橡胶、油墨、建筑混凝土、高端陶瓷、化工、通信等传统与高新技术材料产业不可缺的基础原材料。但这些高新技术行业对高纯石英粉/高纯二氧化硅微粉产品的粒级、化学成份、纯度等有很高的要求。我国的高纯石英砂选矿提纯及深加工开发利用比较晚，这是因为国内具有一些优质硅质原料矿源产地，基本上不经选矿提纯或略经提纯，即可满足工业用砂需求，然而随着我国工业化的快速发展，对高纯石英粉/高纯二氧化硅微粉的需求越来越大。同时随着优质硅质原料矿源的大规模过度的开采使优质硅质原料矿源及贮存量越来越少，导致其资源枯竭，供不应求，价格不断上涨。而另一方面石英尾矿（砂）和中低品位的石英矿源未得到有效的开发利用，由于石英尾矿(砂)和中低品位硅质资源中的铝、铁、泥(主要是黏土)等杂质含量较高，因其纯度不足而无法在以上行业中使用。只能用于低端要求的行业，经济价值不高。甚至因无经济价值而被放弃造成过度堆集而给周边环境带来了巨大的污染和安全隐患。因此，如何将在生产石英砂时产生的石英尾矿(砂)和中低品位的硅质资源，在生产过程中通过简单有效及低成本且环保无污染的生产加工方式，经过深度提纯后产品可以达到高纯石英砂/二氧化硅微粉的品位要求，以满足以上这些行业对高纯石英粉/高纯二氧化硅微粉产品的粒级、化学成份、纯度、以及需求量的要求，已成为国内现最迫切需要解决的问题。在生产工业用石英砂的同时，随之产生的石英尾矿（砂）问题却日益凸显，不仅给企业的发展带来了不小的难题，也给周边环境带来了巨大的污染和安全隐患，有关资料表明，我国现有的石英尾矿（砂）有几亿吨，如何处理石英尾矿（砂）给周边环境带来的巨大的污染和安全隐患的问题，成为了摆在政府和各石英原料生产企业面前迫切需要解决的问题。随着优质硅质资源的不断减少以及人们对环境保护的日益重视，针对我国石英尾矿（砂）的情况，如何通过既能简单有效又能低成本且环保无污染的生产方法的研究应用被提到了越来越重要的位置。经研究，石英尾矿（砂）中含有大量的石英，杂质主要是长石类矿物、泥（主要是黏土）类矿物，包含大量细颗粒尾矿粉，粒级为几微米的黏土进入到石英颗粒中的裂缝中或者粘附在几微米的石英上构成矿泥,采用常规的脱泥方法如水洗、机械擦洗、磁选、浮选、超声波等时,尾矿的脱泥和除铁的效果并不理想，并且在生产过程中仍然会产生大量二次尾矿，对矿山、尾矿库和周边环境仍然带来了巨大的污染和安全隐患。而二次尾矿中的主要成份是微细粒级的石英(泥中含有大量的石英成份)，仍含有的杂质例如长石类矿物、泥（主要是黏土）类矿物、碳酸盐和(含)铁的矿物，所以并没有达到充分将尾矿中的石英再次利用的目的。经过进一步的研究，石英矿中硅质原料的杂质主要是长石类矿物，碳酸岩类矿物较少。当石英产品中二氧化硅的含量下降时，石英产品中的主要杂质铝、铁、钙等的含量反之就会上升。而生产加工后产生的尾矿（砂）中的长石类矿物、泥（主要是黏土）和铁的含量就会较高。在石英砂加工提纯过程中，通常把粒径小于0.15mm的粒级称为矿泥，而往往粒径越细的石英砂中二氧化硅的含量就越少，反之，而铁、铝和泥（主要是黏土）的含量就越高。在石英尾矿（砂）中，大部分石英尾矿（砂）的粒径小于0.15mm的粒级，主要成份是石英，杂质主要是长石类矿物、泥（主要是黏土）类矿物、碳酸盐和(含)铁的矿物。并且泥和(含)铁的矿物会将石英颗粒包裹在里面和吸附在石英颗粒表面，严重时铁离子会渗透到石英颗粒的内部，增加了高纯石英粉深度提纯技术的难度，故确定需要解决问题的研究方向是锁定在高纯石英粉的提纯主要是除铁和脱铝，尽可能的降低长石和铁在高纯石英粉中的含量。中国专利技术专利申请CN107185708A公开了一种用尾矿制备高纯度石英的方法，该方法首先通过脱泥-磁选-浮选-脱水流程后，获得石英粗砂；然后通过干燥煅烧-水淬-脱泥-磁选-浮选流程，获得石英精砂；最后通过酸浸-清洗-过滤干燥流程后，获得高纯石英砂。然，将该尾矿通过筛分除去400目以下颗粒，即流程中脱泥作业，后经过脱水得到的是粗石英砂，提纯处理物是粗石英砂，对于石英矿矿泥则在筛分除去的脱泥作业中被排除，需要进一步解决二次尾矿的问题。中国专利技术专利申请CN109111101A公开了一种高纯石英砂的选矿提纯方法，采用以下工艺、步骤：将粒度≤0.3mm、SiO2含量≥98.0％的原料石英砂给入脱泥作业，将产出的脱泥砂给入浮选机进行反浮选作业，将产出的反浮选精矿给入深度脱泥作业，将产出的脱泥精矿给入强磁选机进行强磁选除杂作业，将产出的磁选精矿经过浓缩，再给入盛有酸溶液的浸出槽中搅拌处理，除去磁选精矿中能溶于酸的杂质元素；最后进行洗涤、分级、过滤，烘干，即得到SiO2品位≥99.95％的高纯石英砂。当浸出过程酸溶液包含氢氟酸，虽然可以去除Al2O3与Fe2O3，但也去除了SiO2，影响了产出量，并且整体制程顺序为浮选、反浮选、深度脱泥、强磁选除杂、酸浸出、洗涤、分级、过滤、烘干，制程工艺步骤较多，且制程消耗的用水与处理后溶液污染量相对增加，故而最终产品SiO2品位≥99.95％的高纯石英砂的产率68％～75％，该现有技术不是应用于制备更小粒径的石英粉。中国专利技术申请CN109485050A公开了一种方便去除杂质的高纯石英砂的循环酸洗方法，属于石英砂生产
，其改进之处是在石英砂的酸洗工艺中，将待酸洗的石英砂与杂质吸附球混合放入酸洗槽中，加入合适的酸洗液，不断搅拌酸洗。在酸洗的同时，通过经过特殊处理的杂质吸附环吸附杂质。利用杂质吸附球比重小，杂质吸附球自然的漂浮在石英砂上层的酸洗液中，既是酸浸出与酸性浮选的技术合并应用，为了保持杂质吸附球能吸附到石英砂内的杂质，不断搅拌酸洗槽与搅拌后静置浮选所需要的等待时间是不可避免的，这将增加酸溶液在酸浸出制程与酸性浮选制程被占用时间并影响酸浸出效率。
技术实现思路
本专利技术的主要目的一是提供一种石英尾矿矿泥深度提纯方法，用以实现石英尾矿矿泥的深度提纯以产出符合特定规范的高纯度石英粉，并解决石英尾矿矿砂提纯的低产率、高污染与较低效率的问题。本专利技术的主要目的二是提供一种石英尾矿矿泥深度提纯设备，用以深度提纯特定规范的高纯度石英粉。本专利技术的主要目的一是通过以下技术方案得以实现的：提出一种石英尾矿矿泥深度提纯方法，包括：由石英尾矿中取得粒径小于0.15mm的矿泥;使用酸溶液对所述矿泥进行酸浸出，以实质去除所述矿泥渗透到石英颗粒内的三氧化二铁成分、碳酸岩类矿物与脱除所述矿泥的黏土;对酸浸出固液混合物进行第一次固液分离，以分离出所述矿泥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石英尾矿矿泥深度提纯方法，其特征在于，包括：/n由石英尾矿中取得粒径小于0.15mm的矿泥;/n使用酸溶液对所述矿泥进行酸浸出，以实质去除所述矿泥渗透到石英颗粒内的三氧化二铁成分、碳酸岩类矿物与脱除所述矿泥的黏土;/n对酸浸出固液混合物进行第一次固液分离，以分离出所述矿泥经过酸浸出的固体;/n以清水对所述固体进行漂洗;/n对漂洗后固体进行浮选，以去除长石类矿物和具有长石类成分的石英颗粒，其中所述浮选工序包括至少一次的中性浮选;/n对浮选后固液混合物进行第二次固液分离与干燥，以制得高纯度石英粉;其中所述酸溶液包含硫酸，酸浓度介于18～24%(质量百分比)，所述高纯度石英粉的二氧化硅纯度在99wt%以上、三氧化二铝的含量在0.5wt%以下、三氧化二铁含量在0.01wt%以下。/n

【技术特征摘要】
1.一种石英尾矿矿泥深度提纯方法，其特征在于，包括：
由石英尾矿中取得粒径小于0.15mm的矿泥;
使用酸溶液对所述矿泥进行酸浸出，以实质去除所述矿泥渗透到石英颗粒内的三氧化二铁成分、碳酸岩类矿物与脱除所述矿泥的黏土;
对酸浸出固液混合物进行第一次固液分离，以分离出所述矿泥经过酸浸出的固体;
以清水对所述固体进行漂洗;
对漂洗后固体进行浮选，以去除长石类矿物和具有长石类成分的石英颗粒，其中所述浮选工序包括至少一次的中性浮选;
对浮选后固液混合物进行第二次固液分离与干燥，以制得高纯度石英粉;其中所述酸溶液包含硫酸，酸浓度介于18～24%(质量百分比)，所述高纯度石英粉的二氧化硅纯度在99wt%以上、三氧化二铝的含量在0.5wt%以下、三氧化二铁含量在0.01wt%以下。


2.根据权利要求1所述的石英尾矿矿泥深度提纯方法，其特征在于，所述酸浸出过程中的酸浓度保持在18～24%之间;所述酸溶液使用的酸类型包括硫酸或混合酸;所述混合酸包含硫酸与草酸。


3.根据权利要求1所述的石英尾矿矿泥深度提纯方法，其特征在于，在所述浮选工序中，由浮选产生的泡沫中取得石英微粉，所述石英微粉的二氧化硅纯度低于所述高纯度石英粉的二氧化硅纯度，所述石英微粉的三氧化二铝含量与三氧化二铁含量皆高于所述高纯度石英粉的三氧化二铝含量与三氧化二铁含量。


4.根据权利要求3所述的石英尾矿矿泥深度提纯方法，其特征在于，所述石英微粉为次精矿石英粉，所述石英微粉与所述矿泥的二氧化硅纯度皆在90～95wt%、三氧化二铝含量皆在3wt%以上、三氧化二铁含量皆在0.2wt%以上，所述石英微粉的二氧化硅纯度还略低于所述矿泥的二氧化硅纯度;所述高纯度石英粉的三氧化二铝的含量在0.4wt%以...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵宗强，黄燕生，
申请(专利权)人：上杭鑫昌龙实业有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35