一种高纯度石英砂的制备方法技术

一种高纯度石英砂的制备方法，包括以下步骤：S1、将低品位脉石英矿石进行破碎；S2、对破碎样品进行色选，选别出异色颗粒；S3、将色选样品进行湿法磨矿分级；S4、对磨矿样品进行磁选，除去磁性杂质，得到石英粗精矿；S5、将石英粗精矿在400～800℃下焙烧1～3h，焙烧后对石英粗精矿进行水淬处理；S6、将石英粗精矿多次反浮选去除脉石矿物，得到浮选精矿；S7、将浮选精矿与混合酸置于高压酸浸装置中反应得到酸浸过的石英；S8、将酸浸过的石英在800～1200℃下焙烧1～3h，焙烧后对石英进行水淬处理，然后烘干得到高纯度石英；S9、对高纯度石英进行检验筛分去除微细粉。本设计可显著提高产品质量和附加值。加值。加值。

【技术实现步骤摘要】
一种高纯度石英砂的制备方法


[0001]本专利技术涉及石英加工
，尤其涉及一种高纯度石英砂的制备方法，主要适用于提高产品质量与产品附加值。

技术介绍

[0002]脉石英是由地下岩浆分泌形成的一种二氧化硅的集合体，化学成分较纯，二氧化硅含量常达98％以上，伴生的矿物有云母、长石等铝硅酸岩矿物、含铁矿物、萤石等。目前，我国半导体、光伏发电、通信、电工电子、国防军工等高科技领域发展迅猛，高纯石英砂是其不可或缺的关键性材料，在我国的高端制造方面具有重要的战略地位，对石英原料的生产技术进行细化、升级和精益求精，对于我国高科技行业的持续发展是不可或缺的。
[0003]脉石英作为生产高纯石英的优质原料，诸多学者对其进行了深入的研究并取得了丰富的成果，但由于石英资源品质的限制，按现有的技术和方法对低品质的脉石英不能进行有效的提纯。现有的二次焙烧水淬提纯技术中，采用破碎、焙烧水淬、磨矿、磁选、浮选、酸浸、二次焙烧水淬的提纯工艺，该工艺第一次焙烧水淬温度过高，对于低品位的脉石英矿而言，脉石矿物含量较大，矿物包裹体含量多，焙烧温度过高，矿物包裹体被软化的石英和脉石矿物重新包裹，水淬产生的内部裂隙在后续的磨矿和酸浸处理等加工过程渗透进入杂质，杂质不易被清洗；且温度过高石英的膨胀率降低，使石英砂在二次焙烧过程中相变受到一定的抑制作用，影响二次焙烧水淬的效果。而焙烧温度过低，则会导致裂隙不充分，因此应设计一种利于脉石矿物去除的提纯方法，提高石英产品的质量及其附加值。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的产品质量差、产品附加值低的缺陷与问题，提供一种产品质量好、产品附加值高的高纯度石英砂的制备方法。
[0005]为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种高纯度石英砂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0006]S1、将低品位脉石英矿石进行破碎，获得破碎样品；
[0007]S2、对破碎样品进行色选，选别出异色颗粒，获得色选样品；
[0008]S3、将色选样品进行湿法磨矿分级，获得磨矿样品；
[0009]S4、采用磁选机对磨矿样品进行磁选，除去磁性杂质，得到石英粗精矿；
[0010]S5、将石英粗精矿放入高温炉中，在空气气氛中低温焙烧，焙烧温度为400～800℃，焙烧时间为1～3h，焙烧完毕后，从高温炉中取出石英粗精矿并直接往室温的去离子水中倾倒完成水淬；
[0011]S6、将焙烧
‑
水淬后的石英粗精矿多次反浮选去除脉石矿物，得到浮选精矿；
[0012]S7、先将浮选精矿与混合酸置于高压酸浸装置中进行热压反应，再用去离子水反复洗涤至溶液为中性后过滤脱水，然后烘干得到酸浸过的石英；
[0013]S8、先将酸浸过的石英放入高温炉中，在空气气氛中高温焙烧，焙烧温度为800～
1200℃，焙烧时间为1～3h，焙烧完毕后，再从高温炉中取出石英并直接往室温的去离子水中倾倒完成水淬，多次洗涤后在40～110℃下烘干得到高纯度石英；
[0014]S9、对高纯度石英进行检验筛分去除小于0.106mm粒级细粉。
[0015]步骤S1中，所述破碎样品的粒径小于等于20mm。
[0016]步骤S3中，所述磨矿样品的粒径为
‑
0.18mm+0.106mm。
[0017]步骤S4中，所述磁选的磁选强度为1～1.6T，脉动频率为100～200r/min。
[0018]步骤S6中，先以1～2mol/L硫酸为pH调节剂，以十二胺、十八胺、椰油胺或者混合胺为捕收剂，在pH为2～3条件下，反浮选多次去除云母，然后以1～2mol/L硫酸为pH调节剂，利用阴阳离子混合捕收剂，在pH为1.5～2条件下，反浮选多次去除长石类杂质。
[0019]步骤S6中，去除云母采用的捕收剂的总用量为100～200g/t，其中，第一段反浮选、第二段反浮选、第三段反浮选、第四段反浮选、
……
、第n段反浮选的捕收剂用量比为4:3:2:1:
……
:1。
[0020]步骤S6中，所述阴阳离子混合捕收剂包括丙二胺+十二烷基磺酸钠、油酸钠+十二胺、十八胺+十二烷基磺酸钠、丙撑二胺+石油磺酸钠，其中，阴离子捕收剂与阳离子捕收剂的比例为3:1～7:1。
[0021]步骤S6中，所述阴阳离子混合捕收剂的总用量为800～1800g/t，其中，第一段反浮选、第二段反浮选、第三段反浮选、第四段反浮选、
……
、第n段反浮选的捕收剂用量比为5:5:2:1:
……
:1。
[0022]步骤S7中，所述混合酸包括1.5～4.5mol/L盐酸、0.5～1.5mol/L硝酸与0.5～1.5mol/L氢氟酸。
[0023]步骤S7中，先将1:1～1:8的浮选精矿与混合酸在温度150～300℃下热压反应3～6h，再用去离子水反复洗涤5～10次至溶液为中性后过滤脱水，然后在40～110℃下烘干得到酸浸过的石英。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0025]1、本专利技术一种高纯度石英砂的制备方法中，磨矿之后进行第一次焙烧
‑
水淬，这是因为粗颗粒焙烧
‑
水淬效果不如磨矿后进行焙烧
‑
水淬，粗颗粒焙烧
‑
水淬由于热反应动力的限制，粗颗粒内部的矿物界面解离不充分，无法充分发挥焙烧
‑
水淬的作用；磨矿后进行焙烧
‑
水淬，颗粒粒度变小，焙烧
‑
水淬解离效果更充分，焙烧
‑
水淬产生的裂隙使颗粒内部脉石矿物暴露，脉石矿物及连生体的浮选行为直接受到影响，同时石英内部的矿物包裹体连通外界，有利于后续酸浸去除。
[0026]2、本专利技术一种高纯度石英砂的制备方法中，第一次焙烧
‑
水淬采用低温焙烧，通过控制温度可以保留部分包裹体，不会产生包裹体空位缺陷，不会在后续加工过程中将微细杂质、离子型杂质吸附入内部空位而不利于洗涤去除；同时，精确控制的低温焙烧可以产生足够的矿物界面裂隙，使脉石矿物解离或暴露，有利于后续的去除；另外，精确控制的低温焙烧对石英第二次焙烧过程中相变影响过程很小，使二次焙烧
‑
水淬可以充分发挥作用。
[0027]3、本专利技术一种高纯度石英砂的制备方法中，酸浸过程中采用混合酸溶液对浮选精矿进行酸浸，可有效去除脉石矿物；第二次焙烧
‑
水淬采用高温焙烧，可以大量去除包裹体，降低杂质含量，提高纯度，增加其附加值，且可以满足再次焙烧过程中需要的更多热量。因此，本专利技术提高了产品质量、提高了产品附加值。
附图说明
[0028]图1是本专利技术一种高纯度石英砂的制备方法的流程图。
[0029]图1中，+0.18mm表示粒级为0.18mm以上的颗粒返回磨矿机进行再磨，粒级为
‑
0.18mm+0.106mm颗粒为试验样品本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高纯度石英砂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：S1、将低品位脉石英矿石进行破碎，获得破碎样品；S2、对破碎样品进行色选，选别出异色颗粒，获得色选样品；S3、将色选样品进行湿法磨矿分级，获得磨矿样品；S4、采用磁选机对磨矿样品进行磁选，除去磁性杂质，得到石英粗精矿；S5、将石英粗精矿放入高温炉中，在空气气氛中低温焙烧，焙烧温度为400～800℃，焙烧时间为1～3h，焙烧完毕后，从高温炉中取出石英粗精矿并直接往室温的去离子水中倾倒完成水淬；S6、将焙烧
‑
水淬后的石英粗精矿多次反浮选去除脉石矿物，得到浮选精矿；S7、先将浮选精矿与混合酸置于高压酸浸装置中进行热压反应，再用去离子水反复洗涤至溶液为中性后过滤脱水，然后烘干得到酸浸过的石英；S8、先将酸浸过的石英放入高温炉中，在空气气氛中高温焙烧，焙烧温度为800～1200℃，焙烧时间为1～3h，焙烧完毕后，再从高温炉中取出石英并直接往室温的去离子水中倾倒完成水淬，多次洗涤后在40～110℃下烘干得到高纯度石英；S9、对高纯度石英进行检验筛分去除小于0.106mm粒级细粉。2.根据权利要求1所述的一种高纯度石英砂的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述破碎样品的粒径小于等于20mm。3.根据权利要求1所述的一种高纯度石英砂的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述磨矿样品的粒径为
‑
0.18mm＋0.106mm。4.根据权利要求1所述的一种高纯度石英砂的制备方法，其特征在于：步骤S4中，所述磁选的磁选强度为1～1.6T，脉动频率为100～200r/min。5.根据权利要求1所述的一种高纯度石英砂的制备方法，其特征在于：步骤S6中，先以1～2mol/L硫酸为pH调节剂，以十二胺、十八胺、椰油胺或...

【专利技术属性】
技术研发人员：任子杰，刘志，高惠民，吴飞达，沈彦旭，郭争争，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：