一種脈石英礦制備高純石英砂的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種脈石英礦制備高純石英砂的方法，包括如下步驟：將脈石英礦粗選后，粉碎，水淬，研磨得到粒徑為5?50μm的超細(xì)石英礦；將超細(xì)石英礦依次在弱磁選機(jī)中和高梯度強(qiáng)磁選機(jī)中進(jìn)行兩次磁選，濃縮脫水得到石英精礦；將石英精礦焙燒，水淬，浸酸，抽濾，洗滌，烘干得到石英砂；將石英砂調(diào)漿，加入改性淀粉、活化劑和復(fù)合捕收劑后浮選分離，水洗，風(fēng)干，干燥得到石英精砂；將石英精砂浸酸后加熱，在超聲波場條件下進(jìn)行第一次酸浸，抽濾，洗滌；再加熱進(jìn)行第二次酸浸，抽濾，洗滌，烘干得到高純石英砂。本發(fā)明制備的高純石英SiO2含量達(dá)99.99?99.995％，總雜質(zhì)含量＜100ppm。
【專利說明】
一種脈石英礦制備高純石英砂的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及高純石英制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種脈石英礦制備高純石英砂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石英是一種物理、化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，用途非常廣泛的礦產(chǎn)資源，普通石英砂應(yīng)用在玻璃、陶瓷、橡膠、鑄造等領(lǐng)域，而高純度的石英砂S12含量在99.995%以上或者更高，主要應(yīng)用在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)如航空航天、生物工程、高頻率技術(shù)、電子技術(shù)、光纖通信和軍工等領(lǐng)域。由于這些行業(yè)關(guān)系到國家的長遠(yuǎn)發(fā)展，因此高純石英砂的戰(zhàn)略地位非常重要。高純石英砂在航空、航天、電子、IT、原子能、光纖通訊電纜材料以及國防科技尖端設(shè)備等諸多方面占有舉足輕重的作用。應(yīng)用于這些領(lǐng)域的石英砂對質(zhì)量有著嚴(yán)格的要求，其中雜質(zhì)的含量，尤其是鐵、鋁等金屬元素的含量被限制在很低的范圍。
[0003]目前自然界中只有優(yōu)質(zhì)水晶(一級、二級水晶)可以滿足要求，但本身儲量有限，而天然的高純水晶原料日益枯竭。早在20世紀(jì)70年代，國外就已開始替代水晶原料的高純石英的加工，我國在硅質(zhì)原料的提純加工的研究起步較晚，而且由于我國的普通石英礦產(chǎn)在成巖成礦時(shí)，伴生多種雜質(zhì)礦物，如長石、云母、粘土礦等，因而純度不高，因而給礦石的除雜分離帶來較大的困難。目前普通的石英提純技術(shù)或工藝復(fù)雜、能耗高、污染嚴(yán)重，或石英純度不高，難以滿足高科技工業(yè)對石英純度要求。因此，合理利用各種分選提純的手段從石英礦資源中分離出高純度的石英砂成為當(dāng)前的研究重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種脈石英礦制備高純石英砂的方法，制備的高純石英S12含量達(dá)99.99-99.995%,總雜質(zhì)含量< 10ppm，符合石英玻璃坩禍、尚精電子、微電子廣品對尚純石英材料的要求。
[0005]本發(fā)明提出的一種脈石英礦制備高純石英砂的方法，包括如下步驟:
[0006]S1、粉碎:將脈石英礦粗選后，粉碎至粒徑彡20mm，浸入0-10 °C水中10_20min，取出后研磨得到粒徑為5-50μπι的超細(xì)石英礦；
[0007]S2、磁選:將SI得到的超細(xì)石英礦依次在磁場強(qiáng)度0.1-0.5Τ的弱磁選機(jī)中和磁場強(qiáng)度1.0-1.4Τ的高梯度強(qiáng)磁選機(jī)中進(jìn)行磁選得到精礦漿液，兩次磁選過程中控制給礦濃度為20-30wt%，濃縮脫水得到石英精礦；
[0008]S3、焙燒:將S2得到的石英精礦在600-1000°C的條件下焙燒120-200min，然后置于10-20°(:水中水淬10-201^11，取出后浸入鹽酸-草酸復(fù)合酸浸液中30-60min，抽濾，洗滌，烘干得到石英砂；
[0009]S4、浮選:將S3得到的石英砂加水調(diào)制得到濃度為40_50wt %的礦漿，按照每噸礦漿加入20-30g的改性淀粉作為抑制劑，攪拌l-3min后，加酸調(diào)節(jié)礦漿pH為4-5，再按照每噸礦漿加入400-500g的活化劑和700-800g的復(fù)合捕收劑后攪拌3-5min，浮選分離3-5min，水洗，風(fēng)干，100-200 °C下干燥60-80min得到石英精砂；
[0010]S5、酸浸:將S4得到的石英精砂浸入第一酸浸液中，固液重量比控制為0.8-1:1，加熱至30-40°C，在功率400-800W的超聲波場條件下酸浸60-100min，抽濾去除第一酸浸液，用70-800C的去離子水洗滌至濾液呈中性;再浸入第二酸浸液中，固液重量比控制為I: 2-5，加熱至60-800C，攪拌條件下酸浸20-40min，抽濾去除第二酸浸液，用70-80°C的去離子水洗滌至濾液呈中性，烘干得到高純石英砂。
[0011 ] 優(yōu)選地，在SI中，將脈石英礦粗選后，破碎至粒徑為l_6mm，浸入0-5°C水中12-18min，取出后研磨得到粒徑5-30μηι的超細(xì)石英礦。
[0012]優(yōu)選地，在S2中，所述弱磁選機(jī)為筒式弱磁選機(jī);所述高梯度強(qiáng)磁選機(jī)為立環(huán)脈動高梯度強(qiáng)磁選機(jī)。
[0013]優(yōu)選地，在S3中，所述鹽酸-草酸復(fù)合酸浸液中，HCl的含量為10-15wt，H2C204的含量為 6-8g/L。
[0014]優(yōu)選地，在S4中，所述改性淀粉為多聚磷酸改性淀粉，制備所述多聚磷酸改性淀粉包括:將淀粉加入乙醇水溶液中，與氫氧化鈉在60-80 °C下堿化反應(yīng)20-30min，再加入多聚磷酸，在120-140 0C下反應(yīng)90-150min，得到所述多聚磷酸改性淀粉，其中淀粉、氫氧化鈉、多聚磷酸的重量配比為1:0.1-0.3:0.6-0.8。
[0015]優(yōu)選地，在S4中，所述活化劑為鈣離子和鎂離子中的至少一種;所述復(fù)合捕收劑由質(zhì)量配比1:2-4的十八胺鹽酸鹽和十二烷基苯磺酸鈉組成。
[0016]優(yōu)選地，在S5中，所述第一酸浸液為鹽酸-硝酸復(fù)合酸浸液，第二酸浸液為氫氟酸-鹽酸復(fù)合酸浸液;優(yōu)選地，所述鹽酸-硝酸復(fù)合酸浸液由鹽酸與硝酸溶液按質(zhì)量比8-10:1配制而成，所述鹽酸中HCl含量為31-37wt%，所述硝酸溶液中HNO3含量為60-63wt% ;優(yōu)選地，所述氫氟酸-鹽酸復(fù)合酸浸液由氫氟酸溶液與鹽酸按質(zhì)量比4-6:1配制而成，所述氫氟酸溶液中HF的含量為30-45wt%，所述鹽酸中HCl的含量為31-37wt%。
[0017]優(yōu)選地，在S5中，超聲波場的頻率為1-lOKHz。
[0018]本發(fā)明中所述脈石英礦制備高純石英砂的方法，首先在粉粹過程中，通過對石英原礦粗選，將石英原礦中明顯的雜質(zhì)和異物去除，再經(jīng)過一次破碎可有效地使伴生礦物和石英分離，通過水淬以增強(qiáng)雜質(zhì)礦物與石英顆粒相互間的分離效果，再進(jìn)行一次研磨，以進(jìn)一步對原礦中粒徑內(nèi)部的礦異物進(jìn)行有效的脫除;其次在磁選過程中，采用弱場-強(qiáng)場結(jié)合的磁選方式，先去除石英砂中的強(qiáng)磁性礦物以及加工過程中進(jìn)入的機(jī)械鐵，再去除石英砂中的黑云母、Fe203、Ti02等弱磁性礦物，通過弱磁選和強(qiáng)磁選結(jié)合的方式可將石英砂中的磁性礦物以及含鐵量高的連生體石英進(jìn)行反復(fù)篩選，在最大程度上予以去除，從而提高了石英砂的純度;再在焙燒過程中，通過對石英礦采用焙燒-水淬技術(shù)，一方面利用石英在不同溫度下的體積和晶形變化，煅燒后急冷，石英體積會產(chǎn)生聚變，沿析晶層發(fā)生破裂，而析晶往往是在含有雜質(zhì)的地方出現(xiàn)，這樣就把不易清除的晶格內(nèi)部的雜質(zhì)暴露出來;另一方面通過將焙燒后的石英礦物浸入酸中，去除石英礦內(nèi)暴露的雜質(zhì)以及內(nèi)部的汽泡、水紋和包裹體內(nèi)雜質(zhì);浮選過程中，通過控制抑制劑和捕收劑的加入量，可有效地除去云母和各種含鐵礦物及深顏色礦物，對于對保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品白度起到了關(guān)鍵性的作用，其中以改性淀粉作為抑制劑，對改善捕收劑作用，提高浮選過程的選擇性以及有效分離各種礦物具有極其重要的意義，特定配比的十八胺鹽酸鹽和十二烷基苯磺酸鈉組成的陰陽離子復(fù)合捕收劑，一方面陽離子捕收劑會在長石表面Al3+微區(qū)形成特性吸附，另一方面陰、陽離子捕收劑本身相互結(jié)合成疏水性分子膠團(tuán)，在疏水性界面形成疏水性吸附，最終在長石表面形成難溶性疏水性膜，從而將礦物中的長石類伴生礦優(yōu)先浮選出來，去除含鋁雜質(zhì)和非金屬雜質(zhì);酸浸過程中，首先利用功率400-800W的超聲波對第一酸浸液產(chǎn)生高頻振蕩作用，超聲波作用于第一酸浸液時(shí)的高頻能量使酸浸液遭受強(qiáng)力撕裂瞬間形成空洞，空洞又由于周圍酸浸液的劇烈振動而不斷運(yùn)動、長大并突然破滅，破滅時(shí)周圍的酸浸液體突然沖入空洞中而產(chǎn)生瞬間高溫、高壓及激波現(xiàn)象，同時(shí)還會因內(nèi)摩擦產(chǎn)生電荷，造成第一酸浸液反應(yīng)體系活性的變化，產(chǎn)生足以引發(fā)酸液反應(yīng)的高能中心，因此有效地保證了石英礦在較低溫度下順利進(jìn)行酸浸反應(yīng)，酸浸液的用量也因揮發(fā)減少、反應(yīng)充分而顯著降低；第二酸浸液中利用HF、HC1的混合溶液進(jìn)行酸化反應(yīng)提純，混合酸溶液中的HF優(yōu)先去除石英表面及其交界面處雜質(zhì)金屬氧化物，為HCl直接作用于金屬氧化物表面創(chuàng)造有利條件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對石英純品的進(jìn)一步提純，得到所述高純石英砂。
[0019]本發(fā)明提供的提純方法工藝簡單，易操作；原材料成本低，易于獲得，資源利用率高；除雜技術(shù)效率高，有針對性，工藝易于控制；制備得到的超低金屬元素高純石英的S12含量可達(dá)到99.99-99.995%，雜質(zhì)金屬元素總量<lOOppm，可滿足石英的一些特定用途如制備石英坩禍、晶體硅、電子材料、光學(xué)玻璃、高溫玻璃、熔融石英、航空航天器視窗玻璃、高級拉管玻璃等對石英原料的要求。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明提出的一種脈石英礦制備高純石英砂的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，圖1為本發(fā)明提出的一種脈石英礦制備高純石英砂的方法流程圖。
[0022]參照圖1，本發(fā)明提出的一種脈石英礦制備高純石英砂的方法，包括如下步驟:
[0023]S1、粉碎:將脈石英礦粗選后，粉碎至粒徑彡20mm，浸入0_10 °C水中10_20min，取出后研磨得到粒徑5-50μπι的超細(xì)石英礦；
[0024]S2、磁選:將SI得到的超細(xì)石英礦依次在磁場強(qiáng)度0.1-0.5Τ的弱磁選機(jī)中和磁場強(qiáng)度1.0-1.4Τ的高梯度強(qiáng)磁選機(jī)中進(jìn)行磁選得到精礦漿液，兩次磁選過程中控制給礦濃度為20-30wt%，濃縮脫水得到石英精礦；
[0025]S3、焙燒:將S2得到的石英精礦在600-1000°C的條件下焙燒120-200min，然后置于10-20°(:水中水淬10-201^11，取出后浸入鹽酸-草酸復(fù)合酸浸液中30-60min，抽濾，洗滌，烘干得到石英砂；
[0026]S4、浮選:將S3得到的石英砂加水調(diào)制得到濃度為40_50wt %的礦漿，按照每噸礦漿加入20-30g的改性淀粉作為抑制劑，攪拌l-3min后，加酸調(diào)節(jié)礦漿pH為4-5，再按照每噸礦漿加入400-500g的活化劑和700-800g的復(fù)合捕收劑后攪拌3-5min，浮選分離3-5min，水洗，風(fēng)干，100-200 0C下干燥60-80min得到石英精砂；
[0027]S5、酸浸:將S4得到的石英精砂浸入第一酸浸液中，固液重量比為0.8-1:1，加熱至30-40°(:，在功率400-800￥的超聲波場條件下酸浸60-1001^11，抽濾去除第一酸浸液，用70-80°C的去離子水洗滌至濾液呈中性;再浸入第二酸浸液中，固液重量比為1: 2-5，加熱至60-80°C，攪拌條件下酸浸20-40min，抽濾去除第二酸浸液，用70_80°C的去離子水洗滌至濾液呈中性，抽濾，烘干得到高純石英砂。
[0028]下面，通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0029]實(shí)施例1
[0030]一種脈石英礦制備高純石英砂的方法，包括如下步驟:
[0031 ] S1、粉碎:將脈石英礦粗選后，粉碎至粒徑為l_6mm，置于10 °C水中水淬1min，取出后研磨得到粒徑為5-30μπι的超細(xì)石英礦；
[0032]S2、磁選:將SI得到的超細(xì)石英礦依次在磁場強(qiáng)度為0.1T的筒式弱磁選機(jī)中和磁場強(qiáng)度為1.4Τ的立環(huán)脈動高梯度強(qiáng)磁選機(jī)中進(jìn)行磁選得到精礦漿液，兩次磁選過程中控制給礦濃度為20wt %，濃縮脫水得到石英精礦；
[0033]S3、焙燒:將S2得到的石英精礦在1000 °C的條件下焙燒120min，然后置于20 °C水中水淬1min，取出后浸入鹽酸-草酸復(fù)合酸浸液中60min，抽濾，洗滌，烘干得到石英砂，所述鹽酸-草酸復(fù)合酸浸液中，HC1的含量為10wt%，H2C2O4的含量為8g/L;
[0034]S4、浮選:將S3得到的石英砂加水調(diào)制得到濃度為40wt%的礦漿，按照每噸礦漿加入30g的多聚磷酸改性淀粉作為抑制劑，攪拌Imin后，加酸調(diào)節(jié)礦漿pH為4_5，再按照每噸礦漿加入500g的鈣離子活化劑和700g由質(zhì)量配比為1:4十八胺鹽酸鹽和十二烷基苯磺酸鈉組成的復(fù)合捕收劑后攪拌3min，浮選分離5min，水洗，風(fēng)干，100°C下干燥SOmin得到石英精砂，制備所述多聚磷酸改性淀粉包括:將淀粉加入乙醇水溶液中，與氫氧化鈉在60°C下堿化反應(yīng)30min，再加入多聚磷酸，在120 °C下反應(yīng)150min，得到所述多聚磷酸改性淀粉，其中淀粉、氫氧化鈉、多聚磷酸的重量配比為1:0.1:0.8;
[0035]S5、酸浸:將S4得到的石英精砂浸入第一酸浸液中，固液重量比控制為0.8:1，加熱至40°C，在功率為800W的超聲波場條件下酸浸60min，抽濾去除第一酸浸液，用80°C的去離子水洗滌至濾液呈中性，所述第一酸浸液為鹽酸-硝酸復(fù)合酸浸液，所述鹽酸-硝酸復(fù)合酸浸液由鹽酸溶液與硝酸溶液按質(zhì)量比8:1配制而成，所述鹽酸溶液中HCl含量為37wt%，所述硝酸溶液中HNO3含量為60wt% ;再浸入第二酸浸液中，固液重量比控制為1:5，加熱至60°C，攪拌條件下酸浸40min，抽濾去除第二酸浸液，用70°C的去離子水洗滌至濾液呈中性，抽濾，烘干得到高純石英砂，第二酸浸液為氫氟酸-鹽酸復(fù)合酸浸液，所述氫氟酸-鹽酸復(fù)合酸浸液由氫氟酸溶液與鹽酸溶液按質(zhì)量比6:1混合制成，所述氫氟酸溶液中HF的含量為30wt%，所述鹽酸溶液中HCl的含量為37wt%。
[0036]實(shí)施例2
[0037]—種脈石英礦制備高純石英砂的方法，包括如下步驟:
[0038]S1、粉碎:將脈石英礦粗選后，粉碎至粒徑< 1mm，置于O °C水中水淬20min，取出后研磨得到粒徑為5-40μπι的超細(xì)石英礦；
[0039]S2、磁選:將SI得到的超細(xì)石英礦依次在磁場強(qiáng)度為0.5Τ的筒式弱磁選機(jī)中和磁場強(qiáng)度為1.0T的立環(huán)脈動高梯度強(qiáng)磁選機(jī)中進(jìn)行兩次磁選得到精礦漿液，磁選過程中控制給礦濃度為30wt %，濃縮脫水得到石英精礦；
[0040]S3、焙燒:將S2得到的石英精礦在600 °C的條件下焙燒200min，然后置于10 °C水中水淬20min，取出后浸入鹽酸-草酸復(fù)合酸浸液中30min，抽濾，洗滌，烘干得到石英砂，所述鹽酸-草酸復(fù)合酸浸液中，HC1的含量為15wt%，H2C2O4的含量為6g/L;
[0041]S4、浮選:將S3得到的石英砂加水調(diào)制得到濃度為50wt%的礦漿，按照每噸礦漿加入20g的多聚磷酸改性淀粉作為抑制劑，攪拌3min后，加酸調(diào)節(jié)礦漿pH為4_5，再按照每噸礦漿加入400g的鈣離子活化劑和SOOg由質(zhì)量配比為1: 2十八胺鹽酸鹽和十二烷基苯磺酸鈉組成的復(fù)合捕收劑后攪拌5min，浮選分離3min，水洗，風(fēng)干，200 °C下干燥60min得到石英精砂，制備所述多聚磷酸改性淀粉包括:將淀粉加入乙醇水溶液中，與氫氧化鈉在80°C下堿化反應(yīng)20min，再加入多聚磷酸，在140 °C下反應(yīng)90min，得到所述多聚磷酸改性淀粉，其中淀粉、氫氧化鈉、多聚磷酸的重量配比為1:0.3:0.6;
[0042]S5、酸浸:將S4得到的石英精砂浸入第一酸浸液中，固液重量比控制為1:1，加熱至30°C，在功率為400W的超聲波場條件下酸浸10min，抽濾去除第一酸浸液，用70°C的去離子水洗滌至濾液呈中性，所述第一酸浸液為鹽酸-硝酸復(fù)合酸浸液，所述鹽酸-硝酸復(fù)合酸浸液由鹽酸溶液與硝酸溶液按質(zhì)量比10:1配制而成，所述鹽酸溶液中HCl含量為31wt%，所述硝酸溶液中HNO3含量為63wt% ;再浸入第二酸浸液中，固液重量比控制為I: 2，加熱至80°C，攪拌條件下酸浸20min，抽濾去除第二酸浸液，用80°C的去離子水洗滌至濾液呈中性，抽濾，烘干得到高純石英砂，第二酸浸液為氫氟酸-鹽酸復(fù)合酸浸液，所述氫氟酸-鹽酸復(fù)合酸浸液由氫氟酸溶液與鹽酸溶液按質(zhì)量比4:1混合制成，所述氫氟酸溶液中HF的含量為45wt%，所述鹽酸溶液中HCl的含量為31wt%。
[0043]實(shí)施例3
[0044]—種脈石英礦制備高純石英砂的方法，包括如下步驟:
[0045]S1、粉碎:將脈石英礦粗選后，粉碎至粒徑(6mm，置于5 °C水中水淬15min，取出后研磨得到粒徑為5-25μπι的超細(xì)石英礦；
[0046]S2、磁選:將SI得到的超細(xì)石英礦依次在磁場強(qiáng)度為0.3Τ的筒式弱磁選機(jī)中和磁場強(qiáng)度為1.2Τ的立環(huán)脈動高梯度強(qiáng)磁選機(jī)中進(jìn)行兩次磁選得到精礦漿液，磁選過程中控制給礦濃度為25wt %，濃縮脫水得到石英精礦；
[0047]S3、焙燒:將S2得到的石英精礦在800 °C的條件下焙燒160min，然后置于15 °C水中水淬15min，取出后浸入鹽酸-草酸復(fù)合酸浸液中45min，抽濾，洗滌，烘干得到石英砂，所述鹽酸-草酸復(fù)合酸浸液中，HC1的含量為12wt%，H2C2O4的含量為7g/L;
[0048]S4、浮選:將S3得到的石英砂加水調(diào)制得到濃度為45wt%的礦漿，按照每噸礦漿加入25g的多聚磷酸改性淀粉作為抑制劑，攪拌2min后，加酸調(diào)節(jié)礦漿pH為4_5，再按照每噸礦漿加入450g的鈣離子活化劑和750g由質(zhì)量配比為1:3十八胺鹽酸鹽和十二烷基苯磺酸鈉組成的復(fù)合捕收劑后攪拌4min，浮選分離4min，水洗，風(fēng)干，150°C下干燥70min得到石英精砂，制備所述多聚磷酸改性淀粉包括:將淀粉加入乙醇水溶液中，與氫氧化鈉在70°C下堿化反應(yīng)25min，再加入多聚磷酸，在130°C下反應(yīng)120min，得到所述多聚磷酸改性淀粉，其中淀粉、氫氧化鈉、多聚磷酸的重量配比為1:0.2:0.7;
[0049]S5、酸浸:將S4得到的石英精砂浸入第一酸浸液中，固液重量比控制為0.9:1，加熱至35°C，在功率為600W的超聲波場條件下酸浸80min，抽濾去除第一酸浸液，用75°C的去離子水洗滌至濾液呈中性，所述第一酸浸液為鹽酸-硝酸復(fù)合酸浸液，所述鹽酸-硝酸復(fù)合酸浸液由鹽酸溶液與硝酸溶液按質(zhì)量比9:1配制而成，所述鹽酸溶液中HCl含量為34wt%，所述硝酸溶液中HNO3含量為6Iwt % ;再浸入第二酸浸液中，固液重量比控制為1: 3.5，加熱至70°C，攪拌條件下酸浸30min，抽濾去除第二酸浸液，用75°C的去離子水洗滌至濾液呈中性，抽濾，烘干得到高純石英砂，第二酸浸液為氫氟酸-鹽酸復(fù)合酸浸液，所述氫氟酸-鹽酸復(fù)合酸浸液由氫氟酸溶液與鹽酸溶液按質(zhì)量比5:1混合制成，所述氫氟酸溶液中HF的含量為38wt%，所述鹽酸溶液中HCl的含量為34wt%。
[0050]實(shí)施例4
[0051 ] 一種脈石英礦制備高純石英砂的方法，包括如下步驟:
[0052]S1、粉碎:將脈石英礦粗選后，粉碎至粒徑<3mm，置于6 °C水中水淬14min，取出后研磨得到粒徑為5-20μπι的超細(xì)石英礦；
[0053]S2、磁選:將SI得到的超細(xì)石英礦依次在磁場強(qiáng)度為0.4Τ的筒式弱磁選機(jī)中和磁場強(qiáng)度為1.3Τ的立環(huán)脈動高梯度強(qiáng)磁選機(jī)中進(jìn)行兩次磁選得到精礦漿液，磁選過程中控制給礦濃度為26wt %，濃縮脫水得到石英精礦；
[0054]S3、焙燒:將S2得到的石英精礦在850 °C的條件下焙燒ISOmin，然后置于12 °C水中水淬16min，取出后浸入鹽酸-草酸復(fù)合酸浸液中40min，抽濾，洗滌，烘干得到石英砂，所述鹽酸-草酸復(fù)合酸浸液中，HC1的含量為13wt% ,H2C2O4的含量為7.5g/L;
[0055]S4、浮選:將S3得到的石英砂加水調(diào)制得到濃度為43wt%的礦漿，按照每噸礦漿加入28g的多聚磷酸改性淀粉作為抑制劑，攪拌2.5min后，加酸調(diào)節(jié)礦漿pH為4_5，再按照每噸礦漿加入460g的鈣離子活化劑和740g由質(zhì)量配比為1:3十八胺鹽酸鹽和十二烷基苯磺酸鈉組成的復(fù)合捕收劑后攪拌4.5min，浮選分離3.5min，水洗，風(fēng)干，160°C下干燥75min得到石英精砂，制備所述多聚磷酸改性淀粉包括:將淀粉加入乙醇水溶液中，與氫氧化鈉在70 °C下堿化反應(yīng)28min，再加入多聚磷酸，在132°C下反應(yīng)116min，得到所述多聚磷酸改性淀粉，其中淀粉、氫氧化鈉、多聚磷酸的重量配比為1: 0.2:0.7;
[0056]S5、酸浸:將S4得到的石英精砂浸入第一酸浸液中，固液重量比控制為0.9:1，加熱至36°C，在功率為650W的超聲波場條件下酸浸75min，抽濾去除第一酸浸液，用73°C的去離子水洗滌至濾液呈中性，所述第一酸浸液為鹽酸-硝酸復(fù)合酸浸液，所述鹽酸-硝酸復(fù)合酸浸液由鹽酸溶液與硝酸溶液按質(zhì)量比9:1配制而成，所述鹽酸溶液中HCl含量為35wt%，所述硝酸溶液中HNO3含量為61wt% ;再浸入第二酸浸液中，固液重量比控制為1:4，加熱至75°C，攪拌條件下酸浸25min，抽濾去除第二酸浸液，用78°C的去離子水洗滌至濾液呈中性，抽濾，烘干得到高純石英砂，第二酸浸液為氫氟酸-鹽酸復(fù)合酸浸液，所述氫氟酸-鹽酸復(fù)合酸浸液由氫氟酸溶液與鹽酸溶液按質(zhì)量比5:1混合制成，所述氫氟酸溶液中HF的含量為32wt%，所述鹽酸溶液中HCl的含量為33wt%。
[0057]本發(fā)明提供的提純方法工藝簡單，易操作；原材料成本低，易于獲得，資源利用率高；除雜技術(shù)效率高，有針對性，工藝易于控制；制備得到的超低金屬元素高純石英的S12含量可達(dá)到99.99-99.995%，雜質(zhì)金屬元素總量<lOOppm，可滿足石英的一些特定用途如制備石英坩禍、晶體硅、電子材料、光學(xué)玻璃、高溫玻璃、熔融石英、航空航天器視窗玻璃、高級拉管玻璃等對石英原料的要求。
[0058]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種脈石英礦制備高純石英砂的方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、粉碎:將脈石英礦粗選后，粉碎至粒徑彡20mm，浸入0-10°C水中10-20min，取出后研磨得到粒徑5-50μπι的超細(xì)石英礦； 52、磁選:將SI得到的超細(xì)石英礦依次在磁場強(qiáng)度0.1-0.5Τ的弱磁選機(jī)中和磁場強(qiáng)度1.0-1.4Τ的高梯度強(qiáng)磁選機(jī)中進(jìn)行磁選得到精礦漿液，兩次磁選過程中控制給礦濃度為20-30wt %，濃縮脫水得到石英精礦； 53、焙燒:將S2得到的石英精礦在600-1000°C的條件下焙燒120-200min，然后置于10-20 0C水中水淬10-20min，取出后浸入鹽酸-草酸復(fù)合酸浸液中30_60min，抽濾，洗滌，烘干得到石英砂； 54、浮選:將S3得到的石英砂加水調(diào)制得到濃度為40-50wt%的礦漿，按照每噸礦漿加入20-30g的改性淀粉作為抑制劑，攪拌l-3min后，加酸調(diào)節(jié)礦漿pH為4-5，再按照每噸礦漿加入400-500g的活化劑和700-800g的復(fù)合捕收劑后攪拌3-5min，浮選分離3_5min，水洗，風(fēng)干，100-200°C下干燥60-80min得到石英精砂； 55、酸浸:將S4得到的石英精砂浸入第一酸浸液中，固液重量比為0.8-1:1，加熱至30-40°C，在功率400-800W的超聲波場條件下酸浸60-100min，抽濾去除第一酸浸液，用70-80°C的去離子水洗滌至濾液呈中性;再浸入第二酸浸液中，固液重量比為1: 2-5，加熱至60-80°C，攪拌條件下酸浸20-40min，抽濾去除第二酸浸液，用70-80°C的去離子水洗滌至濾液呈中性，抽濾，烘干得到高純石英砂。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈石英礦制備高純石英砂的方法，其特征在于，在SI中，將脈石英礦粗選后，破碎至粒徑為l_6mm，浸入0-5 °C水中12_18min，取出后研磨得到粒徑5-30μπι的超細(xì)石英礦。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈石英礦制備高純石英砂的方法，其特征在于，在S2中，所述弱磁選機(jī)為筒式弱磁選機(jī);所述高梯度強(qiáng)磁選機(jī)為立環(huán)脈動高梯度強(qiáng)磁選機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈石英礦制備高純石英砂的方法，其特征在于，在S3中，所述鹽酸-草酸復(fù)合酸浸液中，HC1的含量為10-15wt% ,H2C2O4的含量為6-8g/L。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈石英礦制備高純石英砂的方法，其特征在于，在S4中，所述改性淀粉為多聚磷酸改性淀粉，制備所述多聚磷酸改性淀粉包括:將淀粉加入乙醇水溶液中，與氫氧化鈉在60-800C下堿化反應(yīng)20-30min，再加入多聚磷酸，在120-140°C下反應(yīng)90-150min，得到所述多聚磷酸改性淀粉，其中淀粉、氫氧化鈉、多聚磷酸的重量配比為ΙιΟ.Ι-ΟΙΟ.Θ-ΟΙ6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈石英礦制備高純石英砂的方法，其特征在于，在S4中，所述活化劑為鈣離子和鎂離子中的至少一種;所述復(fù)合捕收劑由質(zhì)量配比1:2-4的十八胺鹽酸鹽和十二烷基苯磺酸鈉組成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈石英礦制備高純石英砂的方法，其特征在于，在S5中，所述第一酸浸液為鹽酸-硝酸復(fù)合酸浸液，第二酸浸液為氫氟酸-鹽酸復(fù)合酸浸液;優(yōu)選地，所述鹽酸-硝酸復(fù)合酸浸液由鹽酸與硝酸溶液按質(zhì)量比8-10:1配制而成，所述鹽酸中HCl含量為31-37wt%，所述硝酸溶液中HNO3含量為60-63wt% ;優(yōu)選地，所述氫氟酸-鹽酸復(fù)合酸浸液由氫氟酸溶液與鹽酸按質(zhì)量比4-6:1混合制成，所述氫氟酸溶液中HF的含量為30-45wt%，所述鹽酸中HCl的含量為31-37wt%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈石英礦制備高純石英砂的方法，其特征在于，在S5中，超聲波場的頻率為1-1OKHz。
【文檔編號】C01B33/12GK106064819SQ201610382435
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月1日 公開號201610382435.6, CN 106064819 A, CN 106064819A, CN 201610382435, CN-A-106064819, CN106064819 A, CN106064819A, CN201610382435, CN201610382435.6
【發(fā)明人】余榮林
【申請人】安徽晶晶石英科技有限公司