一种含泥石英岩制备超高纯石英粉及综合利用工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种含泥石英岩制备超高纯石英粉及综合利用工艺，包括以下步骤：1)破碎；2)磨矿；3)水洗脱泥；4)擦洗脱泥；5)强磁选；6)强磁选精矿弱磁选；7)强磁选尾矿多级浮选；8)浮选精矿酸洗。本发明专利技术依据含泥石英岩的组分及嵌布特征，设计破碎

【技术实现步骤摘要】
一种含泥石英岩制备超高纯石英粉及综合利用工艺


[0001]本专利技术属于石英岩加工综合利用
，具体涉及一种含泥石英岩制备超高纯石英粉及综合利用工艺。

技术介绍

[0002]石英是主要造岩矿物，也是工业生产中重要的非金属原料之一。石英由二氧化硅组成，具有坚硬耐磨、耐高温腐蚀、理化性质稳定，光电性质优良等特点，被广泛用于玻璃陶瓷、冶金化工、橡胶涂料、建筑机械、电子光伏、航空航天等领域。
[0003]石英岩是石英原料的一种，是由石英砂岩或者其他硅质岩经区域变质作用或热接触变质作用而形成的变质岩石，常与长石、云母、黏土矿物伴生，有时夹杂微量赤铁矿、磁铁矿等。石英岩矿床一般规模较大、地质产状良好、易于开采，且产出的石英岩致密均匀，二氧化硅含量高，杂质较少，具备制作高纯石英粉的条件。
[0004]高纯石英粉是航空航天、电子、光伏、新能源等新兴高新产业必不可少的原材料。随着国民经济和科学技术的飞速发展，高纯石英粉的需求量越来越大，尤其是对超高纯石英粉的需求更是飞速增长。
[0005]目前，国内制备高纯石英粉的主要原料为石英砂或石英砂岩，石英砂或石英砂岩作为原矿，SiO2含量较低，且杂质嵌布复杂，难以制备超高纯的石英粉。因为传统工艺原矿品位和产品要求都较低，导致传统工艺比较粗放，不适用于超高纯的石英粉的制备。传统工艺通常在破碎、磨矿作业环节之后设计分级作业将细粒级产物分出，没有采用科学的脱泥技术，导致泥质对后续提纯过程产生影响，降低了最终产品的品质。传统工艺磁选作业的目的只在于除杂，且磁选工艺落后，除杂效果较差，也没有考虑铁产品的磁选再选，没有产出高品位的铁精矿。传统工艺的浮选作业比较简单，没有针对石英砂中各种杂质设计合理的精细化的浮选工艺条件和药剂制度。最重要的是，综合整个流程，传统工艺大部分没有设计多产品综合利用方案，少数工艺设计了多产品综合利用方案，但设计不合理，产品划分不科学，没有真正做到针对各选别作业产品特性，设计合理的多产品综合利用方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种含泥石英岩制备超高纯石英粉及综合利用工艺。
[0007]本专利技术提供的这种含泥石英岩制备高纯石英粉及综合利用工艺，包括以下步骤：
[0008]1)、破碎：将含泥石英岩原矿进行破碎，获得破碎物料；
[0009]2)、磨矿：将步骤1)破碎物料进行磨矿，获得料浆；
[0010]3)、水洗脱泥：将步骤2)料浆进行水洗脱泥，获得脱泥精矿1和杂质1；
[0011]4)、擦洗脱泥：将步骤3)脱泥精矿1进行擦洗脱泥，获得脱泥精矿2和杂质2；
[0012]5)、强磁选：将步骤4)脱泥精矿2进行强磁选，获得强磁选精矿和强磁选尾矿；
[0013]6)、弱磁选：将步骤5)强磁选精矿进行弱磁选，获得铁精矿和杂质3；
[0014]7)、多级浮选：将步骤5)强磁选尾矿进行多级浮选，获得高纯石英粉和杂质4；
[0015]8)、酸浸：将步骤7)高纯石英粉进行酸浸，获得超高纯石英粉；
[0016]9)、将步骤3)杂质1、步骤4)杂质2、步骤6)杂质3、步骤7)杂质4合并作为硅微粉原料。
[0017]作为优选，所述步骤1)中，破碎设备为颚式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机、对辊破碎机和高压辊磨机中的至少一种；破碎物料的粒径为1～5mm。
[0018]作为优选，步骤1)中，破碎设备与物料接触的表面材质为钢材、陶瓷、刚玉中的一种。
[0019]作为优选，所述步骤2)中，磨矿为湿式球磨、湿式棒磨、湿式自磨中的一种；磨矿浓度为60％～70％，磨矿时间为5～15min。
[0020]作为优选，步骤2)中，磨矿设备与物料接触表面为钢材、陶瓷、刚玉中的一种。
[0021]作为优选，所述步骤3)中，水洗脱泥设备为脱泥斗、圆筒洗矿机、淘洗机、带高压冲洗水的振动筛中的至少一种；杂质1的粒度范围为0.038～0.074mm；所述步骤4)中，擦洗脱泥设备为搅拌式擦洗机、螺旋溜槽式擦洗机中的至少一种；杂质2的粒度范围为0.038～0.074mm。
[0022]作为优选，所述步骤4)中，擦洗脱泥的工艺条件为：添加分散剂，分散剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、硅酸钠中的至少一种，分散剂用量为100～600g/t；擦洗矿浆浓度为60％～70％，搅拌速率为800～1200r/min，擦洗时间为5～10min。
[0023]作为优选，所述步骤5)中，强磁选设备为高梯度强磁磁选机，磁场强度为1.2～1.8T。
[0024]作为优选，所述步骤6)中，弱磁选设备为湿式永磁圆筒磁选机，磁场强度为0.3～0.8T。
[0025]作为优选，所述步骤7)中，多级浮选为先浮氧化物类杂质，再浮云母类杂质，最后浮长石类杂质。
[0026]其中浮选各类杂质时可根据实际情况浮选多次。
[0027]作为优选，所述步骤7)中，浮选氧化物类杂质、云母类杂质和长石类杂质的抑制剂为水玻璃，用量为600～1200g/t；浮选氧化物类杂质的条件为：矿浆pH为9～10，捕收剂为油酸钠、苯甲羟肟酸中一种或两种组合，捕收剂总用量为600～1200g/t；浮选云母类杂质的条件为：矿浆pH为3～4，捕收剂为十二胺、醚胺中的一种或两种组合，捕收剂总用量为500～800g/t；浮选长石类杂质的工艺条件为：用氢氟酸调pH为2～3活化长石杂质，捕收剂为油酸类或磺酸类中的一种或两种与胺类的组合物，胺类包括十二胺、醚胺，油酸类包括油酸钠、石蜡皂，磺酸类包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠，捕收剂总用量为500～800g/t。
[0028]作为优选，所述步骤8)中，酸浸为超声酸浸、搅拌酸浸中的至少一种，所用的酸为混合酸，混合酸为硝酸、盐酸、硫酸、草酸、氢氟酸中的两种或两种以上的组合物，浸出时间为4～10h。
[0029]本专利技术的原理：1)石英是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，硬度为7，性脆，无解理，贝壳状断口。遵循多碎少磨原则，本专利技术为磨矿提供粒度较小的破碎物料，减轻磨矿负担与能耗。2)本专利技术石英岩原矿二氧化硅含量达到98.6％，属于高品位矿石，且主要目的产品为超高纯石英粉与高纯石英粉，因此整个破碎磨矿流程过程中的污染控制问题极为重要。本专利技术将破碎磨矿设备与矿石接触表面根据污染程度和成本控制合理替换成其
他陶瓷、刚玉等材料。3)本专利技术石英岩原矿含泥，着重设计了两道脱泥作业，包括水洗脱泥和擦洗脱泥。水洗脱泥工艺简单，作为擦洗脱泥的预处理，预先脱掉大量泥浆，降低擦洗脱泥药剂用量和运行负担。擦洗脱泥添加分散剂，对泥浆具有分散作用，同时对矿物表面有擦洗作用。4)经试验研究，本专利技术原矿中含有部分磁性矿物，因此设计高梯度强磁选脱除磁性杂质，首先是对石英除杂具有重要意义，其次，产生的磁性杂质又设计有弱磁精选的作业环节，最终获得铁精粉。5)石英岩原矿中的杂质还包括与石英伴生的微量氧化物类杂质、云母杂质、长石杂质。在浮选作业环节设计三类杂质的浮选，优先用油酸类、羟肟酸类捕收剂在碱性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含泥石英岩制备高纯石英粉及综合利用工艺，包括以下步骤：1)、破碎：将含泥石英岩原矿进行破碎，获得破碎物料；2)、磨矿：将步骤1)破碎物料进行磨矿，获得料浆；3)、水洗脱泥：将步骤2)料浆进行水洗脱泥，获得脱泥精矿1和杂质1；4)、擦洗脱泥：将步骤3)脱泥精矿1进行擦洗脱泥，获得脱泥精矿2和杂质2；5)、强磁选：将步骤4)脱泥精矿2进行强磁选，获得强磁选精矿和强磁选尾矿；6)、弱磁选：将步骤5)强磁选精矿进行弱磁选，获得铁精矿和杂质3；7)、多级浮选：将步骤5)强磁选尾矿进行多级浮选，获得高纯石英粉和杂质4；8)、酸浸：将步骤7)高纯石英粉进行酸浸，获得超高纯石英粉；9)、将步骤3)杂质1、步骤4)杂质2、步骤6)杂质3、步骤7)杂质4合并作为硅微粉原料。2.根据权利要求1所述的含泥石英岩制备高纯石英粉及综合利用工艺，其特征在于，所述步骤1)中，破碎设备为颚式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机、对辊破碎机和高压辊磨机中的至少一种；破碎设备与物料接触表面为钢材、陶瓷、刚玉中的一种；破碎物料的粒径为1～5mm。3.根据权利要求1所述的含泥石英岩制备高纯石英粉及综合利用工艺，其特征在于，所述步骤2)中，磨矿为湿式球磨、湿式棒磨、湿式自磨中的一种；磨矿设备与物料接触表面为钢材、陶瓷、刚玉中的一种；磨矿浓度为60％～70％，磨矿时间为5～15min。4.根据权利要求1所述的含泥石英岩制备高纯石英粉及综合利用工艺，其特征在于，所述步骤3)中，水洗脱泥设备为脱泥斗、圆筒洗矿机、淘洗机、带高压冲洗水的振动筛中的至少一种；杂质1的粒度范围为0.038～0.074mm；所述步骤4)中，擦洗脱泥设备为搅拌式擦洗机、螺旋溜槽式擦洗机中的至少一种；杂质2的粒度范围为0.038～0.074mm。5.根据权利要求1所述的含泥石英岩制备高纯石英粉及综合利用工艺，其特征在于，所述步骤4)中，擦洗脱泥的工艺条...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄红军，曾海鹏，邵志东，李石晗，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：